我国从1957年开始进行盾构机的研制,1966年我国首台隧道盾构机在杭州水利部研究院研制成功,通过六十年的不断引进、消化吸收再创新和自主创新涌现出中铁装备、铁建重工、上海隧道工程、北方重工、中交天和等一批具有国际竞争力的盾构机制造企业。在国产盾构机占据我国市场份额近80%的今天,盾构轴承仍然为欧洲、美国、日本少数几家公司所垄断。科技部从2007年起开始战略布局盾构机关键核心零部件的研发,通过“863”计划项目《土压平衡盾构主轴承的研制》的实施,研制主轴承寿命达到7000h以上。2016年国内首台Φ6.28米复合盾构机国产主轴承在洛阳LYC轴承有限公司下线,经实际检测,该台盾构机运行平稳可靠,达到国外盾构机主轴承水平,标志着我国已经掌握了盾构机主轴承的核心技术,打破了国外技术垄断。
盾构机主轴承主要国外供应商瑞典SKF、德国ROTHEERDE、日本ROBALLO、KOYO等,他们在理论研究、产品设计、材料及热处理、加工制造、试验检测和售后服务体系等方面都比较成熟,但处于技术垄断,没有针对盾构机轴承用钢标准。国内目前(6-7)米级盾构机主轴承才完成工程化应用,缺乏相应的试验手段和相关的基础资料,在设计理论、制造工艺、安装及使用经验,以及承载能力、寿命和可靠性、质量的一致性等方面与国外同期同类产品相比,还存在一定的差距。
目前,盾构机向着大型高效、智能化、多功能、长寿命、高可靠性、定向准确的方向发展。以“中国制造2025”提出的“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针,在高端智能轴承的设计、制造工艺、检测、试验及应用技术等方面不断的进行技术创新,通过科技成果转化、知识产权运用和协同管理等措施,推进盾构机轴承的国产化、智能化、产业化。 目前国内外没有相应的针对盾构机用材料标准。本标准结合下游用户的实际需求,制定适用规格范围,对力学性能、纯净度、晶粒度、尺寸、弯曲度等要求做出规范,有效填补该领域的标准空白。
大冶特殊钢有限公司与洛阳LYC轴承有限公司合作研发的盾构机主轴产品,2018年6月由洛阳LYC轴承有限公司研制的国内首套应用于施工的国产盾构主轴承在合肥通过专家组评估验收,表明中国已经掌握盾构机核心技术,打破了盾构主轴承全部依靠进口的真实现状,对推动盾构机核心部件国产化具有重大意义。工艺成熟,产品形成了批量供货。通过对高端盾构轴承材料技术标准研究与制定,实现盾构系列轴承产品的产业化应用,提升国内盾构轴承的高承载力、长寿命和高可靠性的性能,实现智能化、绿色化、可持续发展的生产模式,引领我国盾构轴承行业科学技术整体进步。