展示的系列中國標準地鐵齒輪箱
當胡辣湯喚醒城市,裝配有“鄭機所研制”的齒輪箱的地鐵載著這個城市逐夢的人奔向遠方,新的一天開始了。
齒輪箱,地鐵核心裝置之一,被喻為地鐵“大動脈”,它將發動機產生的動力源源不斷地傳送至車輪,驅動車輛疾速飛馳。
曾經一度,地鐵核心部件被國外技術壟斷。2012年,鄭機所啟動地鐵齒輪箱自主研發項目,大國工匠通過日復一日的研發、一次又一次的實驗,先后攻克多項“卡脖子”難題。2015年,隨著“鄭機所造”的地鐵齒輪箱上線“鄭州地鐵2號線”,地鐵產業鏈國產化的關鍵拼圖不斷補齊。
“生產的設備比進口設備減重15%以上,所有零部件均為‘中國制造’”,“鄭機所制造”的地鐵齒輪箱實現了輕量化和全國產化的驚人一躍。
從全進口到進口產品和中國制造平分秋色,再到“中國智造”閃耀世界,地鐵齒輪箱演進著大國智造的崛起之路。
鄭機所,全稱中國機械總院集團鄭州機械研究所有限公司,建于1956年,是我國裝備制造業高質量發展的改革尖兵,從頭銜和成果,我們可以一窺它的實力——
建有高性能新型焊接材料全國重點實驗室、國家齒輪產品質量檢驗檢測中心、先進釬焊材料與技術國際科技合作基地等39個國家級、省部級科技創新和行業服務平臺,成功解決了三峽、核電、海洋裝備、載人航天等大國工程中的核心技術難題。
從突破技術封鎖到突破“極端制造”,鄭機所用科技創新為裝備制造業裝上“中國芯”,推動裝備制造業從“制造”到“智造”的躍進。
萬米掘進“地下珠峰”
坐標,新疆塔里木盆地。
2025年初,中國石油“深地塔科1井”鉆探突破萬米紀錄,鉆井深度達10910米,標志著我國超深井鉆探技術邁入世界領先行列。
深井鉆被譽為“地下珠峰”,“深地塔科1井”作為亞洲陸上最深定向井,面臨220℃超高溫、170兆帕超高壓、多套復雜地層的世界級難題。
在鉆頭向地球深部挺進的過程中,中石油自主研發的鉆井核心設備和鄭機所創新研制的鉆井泵減速箱、頂驅減速箱“珠聯璧合”,聯合攻克萬米深地極端工況的挑戰,為我國探索地球內部這一未來空間贏得先機。
“鄭機所研發的鉆井泵減速箱采用模塊化抗沖擊設計,傳動效率提升至98%,配合中石油大功率鉆井泵,在萬米深度仍保持穩定高壓泥漿輸送,相當于給設備裝上智能動力心臟。”鄭機所(鄭州)傳動科技有限公司交通運輸事業部副總經理張祥儒介紹。
更為重要的是,鉆井泵減速箱和頂驅減速箱這兩大核心裝備實現了100%國產化,關鍵部件使用壽命較進口產品提升40%,構建起完整的國產化超深井裝備技術體系。
從設計階段的仿真模擬到現場應用的實時監測,鄭機所與中石油協同創新,聯合開發的智能健康管理系統,實現減速箱運行狀態及時響應,使設備故障預警準確率達99.6%,為連續安全鉆進提供堅實保障。
“深地塔科1井”的萬米掘進,不僅刷新了亞洲深地鉆探紀錄,更檢驗了我國在極端工況裝備研發、智能鉆探系統集成等領域的綜合實力,“研制的15000米鉆井用頂驅齒輪已進入聯調聯試階段。”張祥儒說。
抵達極端制造的“極點”
釬焊是個歷史悠久、常見的技術,從秦始皇兵馬俑的銅車馬,到現代人戴的眼鏡、用的冰箱空調,都可以看到釬焊技藝的身影。
但如果應用到芯片、載人飛船、熱核聚變裝置等,釬焊還普通嗎?
鍵合線,芯片封裝的核心材料,橫截面積僅有頭發絲百分之五,成形工藝復雜,制造技術高端,是典型的“極端制造”產品,一根線的背后是千億級甚至萬億級產業鏈的安全。
面對高端鍵合線市場被國外公司占據、國內制造技術瓶頸難以突破的困境,鄭機所釬焊團隊用3年時間實現了從“造不了”到“造得出”再到“造得好”的跨越,成功研發出四大系列16類鍵合線產品。
實驗室里擺放的7萬多瓶樣品,見證著釬焊團隊夜以繼日無數次的試驗。
在某重點型號產品自主研制的關鍵階段,其核心部件產品鈦合金換熱器卻成為一根“難啃的骨頭”——上萬余條焊縫要求一次“完美”焊接成型,工件制作周期長,造價昂貴,沒有“試錯”的機會。
釬焊團隊頂住壓力,定方案、做試驗、搞論證,釬料一次又一次的迭代,工藝一個又一個的優化,終于完成上萬條焊縫一次“完美焊接成型”。
“國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃”是全球規模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一,其中磁體支撐是ITER的關鍵部件,需要承受極端條件下產生的巨大脈沖電磁力和強熱應力。
面對挑戰,實驗室攻關小組迎難而上,每天披星戴月,“泡”在試驗現場,邊討論邊試驗,邊測試邊優化。“再試一次”“再來一次”……不斷突破釬焊制造極限,最終聯合核工業西南物理研究院順利完成ITER磁體支撐關鍵部件的釬焊制造,并通過極端環境試驗驗證,保障了我國ITER磁體支撐采購包提前交付,為推動聚變能應用進程貢獻重要力量。
在中國機械總院集團首席科學家、鄭機所總工程師、全國重點實驗室主任龍偉民研究員的帶領下,鄭機所釬焊團隊先后完成國家973計劃、863計劃、自然科學基金、重點研發計劃等百余項重點研發任務,解決了航空航天、國防裝備、熱核聚變等領域一系列國家重大工程以及重大裝置的“卡脖子”釬焊技術難題。
在鄭機所釬焊團隊的努力下,越來越多的中國制造正在抵達更多“極點”。
正是這樣一群面對技術壟斷毫不退縮、面對“極端制造”迎難而上的大國工匠,中國制造才得以跑出“中國速度”,并閃耀于世界。
本報記者 王戰龍/文 李新華/圖
《鄭州晚報》版面截圖