铁建重工刘飞香：攻克超大直径盾构机主轴承核心关键技术

10月12日，由中国铁建重工集团股份有限公司首席科学家刘飞香领衔自主研制的直径8.61米盾构机主轴承在长沙第二产业园下线，这是迄今全球最大直径整体式盾构机主轴承，突破了当前盾构机主轴承研制能力的“天花板”，国产高端地下掘进装备从此有了全系列具备自主知识产权的“中国心”。

盾构机是地下工程智能成套装备的“王者”，而主轴承是盾构机的“心脏”。这颗“心脏”直面盾构机超重载、大偏载、频变载等极端恶劣工况的考验，需要满足高可靠、长寿命等关键性能要求，其材料、设计、制造与试验难度极大，处于大型高端精密轴承产业链最顶端，被列入制约我国工业发展的35项“卡脖子”关键技术，是盾构机全产业链自主化的“最后一环”。

如果把盾构机主轴承产业的自主创新比喻为攀登高峰，那么攻克全球超大直径主轴承则好比冲顶珠穆朗玛峰。为攻克代表世界最高水平、顶尖难度的8.61米超大直径主轴承，刘飞香带领团队在材料、设计、工艺、试验等技术攻关中不断闯关夺隘，取得突破。

为确保轴承钢在大尺寸、高吨位、大断面下满足极其严苛、超高性能要求，刘飞香带领团队联合国内顶尖特钢企业，深入研究材料元素匹配优化设计及夹杂物、碳化物控制技术，成功研制了高纯净度、高均匀性、高淬透性、高淬硬性的长寿命轴承钢，接触疲劳寿命显著提升，打破了主轴承传统材料疲劳寿命瓶颈。

为掌握产品正向设计理论，解决主轴承自主设计理论技术靠测、靠猜、靠仿的问题，刘飞香率领团队尝试了上百种材料和工艺，开展了上千组理论校验和设计优化，分析了上万组检测及试验数据，历经3米至7.6米直径多规格主轴承从无到有的突破和从设计-制造-试验的闭环验证提升，最终实现了8.61米主轴承自主设计从有到优的飞跃。

为解决主轴承因尺寸超大、精度超高而带来倍增的工艺难题，刘飞香牵头深入探究覆盖锻件、热处理、机加工全流程的变形驱动规律，开发不同结构型面、淬硬深度、加工工况下具备高适应性、高匹配性的工艺参数优化方法，攻克了超大尺寸薄壁环件变形控制、大模数极硬齿加工、复杂型面热处理等核心关键技术。

为充分验证自主研制主轴承适应复杂严苛工况的长寿命服役能力，刘飞香带领团队复刻多种规格主轴承在软土、硬岩、软硬不均等地质下的工况模拟试验，开展主轴承加载万吨级载荷的模拟试验和全谱系主轴承的试验验证，为保证产品安全可靠提供有力支撑。

目前，在刘飞香的牵头主持下，铁建重工已完成从中小直径到超大直径主轴承的完全自主研制，实现了从直径3米到8.61米主轴承产品型谱的全覆盖、全国产化，国产超大直径主轴承研制及产业化能力已跻身世界先进水平，对提升我国高端装备制造水平，强化重大装备核心竞争力具有重要意义。