主轴承有全断面隧道掘进机（简称盾构机）的“心脏”之称承担着盾构机运转过程的主要载荷是刀盘驱动系统的关键部件工作所处状况十分恶劣。因为盾构机在掘进过程中会面临各种复杂的地层盾构机主轴承要承受高速旋转、巨大载荷和强烈温升。
因技术含量高主轴承是掘进机所有零件中最值钱的。在既定施工段若盾构机主轴承出现故障进行现场维修或更换极为困难(需要把设备从地底挖出来)甚至不可行。这要求主轴承不能出任何故障掘进机制造商宁愿出高价选择配置高可靠性的国外知名品牌主轴承。
长期以来由于制造工艺复杂、原材料性能要求高、设计理论不成熟等原因我国盾构机用主轴承长期依赖进口。民族盾构何时才能为装上中国“芯”成为盾构技术人员最急切的期盼。2015年7月24日中国中铁联合国内主轴承、减速机技术优势企业成功申报工业转型升级国家强基工程承担盾构/TBM主轴承、减速机工业试验平台建设项目开展国产主轴承、减速机关键技术研究及工业性试验。
盾构/TBM主轴承减速机工业试验平台位于中国中铁工程装备集团郑州基地试验平台于2018年6月完成生产制造、组装、调试经过充分调研及论证于2018年7月12日正式开始试验经过空载试验、均载试验和加速试验三个阶段2019年6月30日完成主轴承、减速机10000小时等效寿命试验应用状态良好各项参数指标运转正常。国产主驱动变频器和500排量液压泵性能稳定可靠性较高。
2020年4月通过对主轴承和减速机内部进行检验评审专家一致认可试验平台的加载方法和试验结论一致认为应用于地铁盾构机的国产主轴承、减速机相关性能达到标准和要求标志着我国盾构/TBM核心部件国产化进程取得新的重大进展可有效降低对进口部件的依赖。
有力提升煤矿巷道建设机械化、智能化水平
今天世界首台矿用小转弯全断面硬岩掘进机在中国中铁装备集团盾构总装车间下线。设备将用于贵州省四季春煤矿。
四季春煤矿地处贵州省毕节市大山深处资源储量1.96亿吨批复建设规模120万吨/年。针对四季春煤矿煤瓦斯含量高、巷道转弯半径小、起伏坡度大、下井尺寸、重量严重受限等工程难点研制了“中铁819号”矿用TBM并达到下线条件。
这台TBM直径4.33米转弯半径40米整机搭载了性能可靠的超前钻机系统、风电、瓦电闭锁系统在严格落实“逢掘必探”施工工艺要求的前提下可为施工人员提供有效的安全保障。
技术创新促进产品不断更新升级
两天前（5月8日）由中国中铁自主研制的国内最大直径(9.83米)敞开式硬岩掘进机——“云岭号”在四川德阳下线该设备将用于云南省滇中引水工程。它的成功下线再次刷新了国产硬岩掘进机直径纪录标志着中国隧道掘进机的研发制造高端化水平进一步提升。
滇中引水项目是国务院确定的172项节水供水重大水利工程中的标志性工程也是中国西南地区规模最大、投资最多的水资源配置工程。 “云岭号”作为国内自主研制最大直径硬岩掘进机是为云南省滇中引水工程大理I段施工3标香炉山隧洞量身打造的利器设备开挖直径9.83米总长度约220米总重量约2050吨。面对复杂的施工条件设备研发制造团队以安全性、可靠性和适应性为首要准则针对软岩大变形、断层破碎带、涌水突泥等地质条件进行精准设计并配置了超前地质预报、有害气体检测、应急避险舱等多种功能为“云岭号”硬岩掘进机量身定制最佳方案创造性地解决施工中可能发生的“岩爆、突泥、涌水”等行业性难题为滇中引水工程安全、优质、高效建设提供了有力保障。
工程建成后可以从水量相对充沛的金沙江干流引水至滇中地区缓解滇中地区城镇生产生活用水矛盾改善区内河道和湖泊生态及水环境状况受益国土面积达3.69万平方公里惠及人口1112万将有力促进云南经济社会可持续发展
从2014年以来中国中铁的盾构产品累计订单超过1000台出厂盾构安全顺利掘进里程累计超过2000公里产品远销新加坡、阿联酋、意大利、法国等21个国家和地区市场占有率连续八年中国第一2017年、2018年、2019年连续三年居世界第一。先后研制了世界首台马蹄形盾构机、世界最大断面矩形盾构机等一批世界领先的创新产品。
