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武漢重型機床集團有限公司攻克重大超重型高精度靜壓托主軸箱技術
發布日期:2024-02-07
武漢重型機床集團有限公司(原武漢重型機床廠,簡稱武重)是國內生產重型、超重型機床規格最大、品種最全的大型骨干企業。近年來,在高檔數控機床與基礎制造裝備重大專項課題的支持下,該公司攻克了重大超重型高精度靜壓托主軸箱技術,研制出超重型數控臥式鏜床。據中軸網了解,該機床兩頂尖間最大工件重量可達500噸以上,即使直徑為1000毫米的主軸,其徑向跳動只有0.006毫米,具備車削功、銑、磨及大直徑深孔鏜和小直徑深孔鉆、深孔珩磨的功能。
我國首支最大的1100兆瓦核電半速轉子于2010年在中國二重下線,為其加工制造立下汗馬功勞的是武漢重型機床集團有限公司研制的巨無霸裝備——超重型數控臥式鏜車床。而成就該機床重載高精度等卓越性能的重要核心部件是超重型高精度靜壓托主軸箱。
滿足大承重高精度臥車需要
靜壓托主軸箱是用于超臨界核電半速轉子加工的超重型數控臥式鏜車床的核心部件,它肩負著大承重和保證機床高精度回轉的重任。
1100兆瓦核電半速轉子,鋼錠澆鑄重量近600噸,經過萬噸水壓機鍛造,毛坯重量在500噸以上。要加工一根這樣的轉子,需去除大量的多余金屬。粗加工工件重量大、切削力大,通常采用滾動軸承主軸箱。由于軸承滾動體與滾道直接接觸,核電半速轉子粗加工后,機床主軸精度損失較大。
為解決這個問題,國外通常采用粗加工和精加工分開,由兩臺臥車完成。但是,這種方法必然會大大增加設備成本和廠房的面積,導致用戶投資成本增加。經過反復研究,武重提出開發靜壓托主軸箱。并針對靜壓軸承直徑及間隙、靜壓托油膜厚度、靜壓油粘度、流量及溫度等參數的計算等諸多難題,研發出變頻恒流靜壓軸承和整體靜壓托實用新型專利及變頻恒流靜壓軸承的控制系統發明專利。
為了滿足大承重、高精度臥車的需要,武重研制了使主軸在大的承載下仍能保證高精度回轉的變頻恒流靜壓軸承。
重載高精度靜壓軸承由靜壓套和重載大直徑主軸組成,這種獨特的設計能很好地滿足機床大承重和高精度的要求。應用靜壓托主軸箱技術研制出的超重型數控臥式鏜床,長55米,寬12.6米,高7.5米,總重量達1450噸。
靜壓托主軸箱箱體重量之大,達到了目前世界主軸箱鑄造的極限,同時設計又要求主軸箱有足夠的強度和剛性。因此,設計主軸箱時,要求在滿足上述條件下盡量降低主軸箱的重量。武重研發團隊通過優化設計,主軸箱的重量由原來的92噸減至80噸,且剛度和強度比原設計高。
經受地震大考
任何新生事物的發展都不可能一帆風順,免不了會經歷困難和挫折,超重型高精度靜壓托主軸箱這項新技術也是如此。
2008512日的那場大地震,不僅給災區人民的生命財產帶來巨大損失,也給靜壓托主軸箱這項新技術帶來了嚴峻的考驗。
據介紹,當時武重有一臺交付中國二重的承重為320噸的數控臥車,采用的是靜壓托主軸箱技術。5·12地震后,那臺臥車主軸箱主軸抱死,更換新的靜壓套后,主軸工作僅幾分鐘再次抱死。此時,機床的設計主管感到了問題的嚴重性,因為當時即將交付二重的500噸超重型數控臥式鏜車床采用的就是靜壓托主軸箱技術,若是該技術有問題,后果不堪設想。
在這關鍵時刻,武重集團總工程師、專項組組長桂林憑借多年的實踐經驗,找到了影響靜壓托精度穩定性的問題,通過反復試驗驗證解決了機床主軸箱主軸過載抱死的難題。
中軸網獲悉,利用該技術武重已經有40多臺系列產品問世,產品暢銷國內外,這些產品不僅在中國一重、中國二重、大連船舶重工、天津賽瑞、上海西門子福伊特等用戶的生產中發揮重要作用,還有兩臺遠銷至阿塞拜疆。
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