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下載手機(jī)APP 十四屆全國人大一次會議江蘇代表團(tuán)審議時(shí)著重，“要堅(jiān)持把開展經(jīng)濟(jì)的著力點(diǎn)放在實(shí)體經(jīng)濟(jì)上，深入推動(dòng)新型工業(yè)化，強(qiáng)化工業(yè)基礎(chǔ)再造和嚴(yán)重技能裝備攻關(guān)”。
全地上起重機(jī)、大型盾構(gòu)機(jī)、“深海一號”出產(chǎn)儲油平臺……近年來，我國裝備制作業(yè)捷報(bào)頻傳、效果豐盛。這些“國之重器”是如何誕生的？達(dá)到了怎樣的水平？研制出產(chǎn)人員付出了哪些盡力？下一步怎么走？今日起，本版推出“嚴(yán)重技能裝備這樣攻關(guān)”系列報(bào)道，展示“國之重器”的風(fēng)貌，敘述關(guān)于研制出產(chǎn)的斗爭故事。
——編者
2017年12月，習(xí)近平總書記考察徐工集團(tuán)重型機(jī)械有限公司時(shí)，饒有興致地登上公司完全自主研制的XCA220型全地上輪式起重機(jī)駕駛室。
總書記指出，裝備制作業(yè)是制作業(yè)的脊柱，要加大投入、加強(qiáng)研制、加快開展，盡力占據(jù)世界制高點(diǎn)、掌控技能話語權(quán)，使我國成為現(xiàn)代裝備制作業(yè)大國。
2023年3月，習(xí)近平總書記參與江蘇代表團(tuán)審議時(shí)的一個(gè)場景，讓人印象深入：
來自徐工集團(tuán)的單增海代表給總書記帶來一個(gè)好消息：“2017年您考察徐工時(shí)乘坐的220噸全地上起重機(jī)，要害目標(biāo)已達(dá)到全球第一，國產(chǎn)化率由本來的71％提高到100％。”
習(xí)近平總書記予以肯定，指出“咱們還要再提高，向中高端走，咱們高質(zhì)量開展要體現(xiàn)在這里”。
從2017年到2023年，徐工集團(tuán)將全地上起重機(jī)的最大起重才干從1200噸進(jìn)步到全球最大的2600噸，吊裝高度從100米進(jìn)步到160米，主要功能目標(biāo)排名全球第一。
徐工起重機(jī)憑什么搶先全球？研制過程中突破了哪些技能難點(diǎn)？記者進(jìn)行了采訪。
勇闖“無人區(qū)”
“從提出想法，到變?yōu)閳D紙，每一步都是全球的第一步，一切的技能都是第一次探索”
清晨，內(nèi)蒙古烏拉特后旗，蒼茫戈壁，長風(fēng)獵獵。萬里晴空下，臂展長173．5米的“超級大力士”——徐工2600噸全地上起重機(jī)（以下簡稱“XCA2600”）分外亮眼。
高度到位、角度到位、配重到位、風(fēng)速8米／秒……“啟動(dòng)！”7點(diǎn)整，現(xiàn)場總指揮一聲令下，起重機(jī)開端運(yùn)轉(zhuǎn)，隨行將總重達(dá)128噸、葉片長97米的風(fēng)機(jī)葉輪緩緩吊起。葉輪升至110米高后，起重機(jī)帶著它全體旋轉(zhuǎn)，56顆螺栓精準(zhǔn)插入機(jī)艙輪轂預(yù)留的小孔。
百米高空，演出精準(zhǔn)對接，力拔山河的XCA2600亮出“繡花”功夫。這樣一個(gè)萬能“大力士”，代表我國起重機(jī)再次刷新世界紀(jì)錄，被人們稱為“全球第一吊”。
“從提出想法，到變?yōu)閳D紙，每一步都是全球的第一步，一切的技能都是第一次探索。”設(shè)備總規(guī)劃師李長青感慨。
近年來，我國風(fēng)電職業(yè)蓬勃開展，風(fēng)機(jī)功率繼續(xù)晉級，葉輪直徑、風(fēng)機(jī)分量隨之上升。不少吊裝公司向徐工提出，期望可以出產(chǎn)一款吊裝更穩(wěn)、高度更高、吊裝分量更大又兼具靈活性、能完結(jié)快速轉(zhuǎn)場的起重機(jī)。
商場有需求，企業(yè)有反應(yīng)。研制一款起重才干更強(qiáng)的新產(chǎn)品被提上日程。“曾有國外企業(yè)認(rèn)為，2000多噸全地上起重機(jī)是不可能完結(jié)的。”李長青說，此前，徐工已將全地上起重機(jī)的起重才干極限推到了2000噸，“咱們決議再闖一回。”
最大起重噸位從2000噸增至2600噸，最大起吊才干從140米吊165噸升至160米吊173噸，表面看，XCA2600晉級起伏不大。但在極限噸位情況下，每添加一點(diǎn)吊裝高度，都對產(chǎn)品綜合技能實(shí)力提出了巨大應(yīng)戰(zhàn)。
第一個(gè)難關(guān)，臂架結(jié)構(gòu)規(guī)劃。臂架是起重機(jī)最重要的受力結(jié)構(gòu)，決議著終究的起吊才干。在臂架所用原資料不變的情況下，怎樣才干讓臂架有更強(qiáng)的承重才干？答案是從結(jié)構(gòu)規(guī)劃入手。李長青團(tuán)隊(duì)將XCA2600的臂架規(guī)劃成一個(gè)具有雜亂立體結(jié)構(gòu)的“超級魚竿”。
“超級魚竿”，望文生義，起重機(jī)臂架可一節(jié)節(jié)彈性，最上端的節(jié)段最細(xì)。“這種結(jié)構(gòu)有個(gè)弱點(diǎn)，最后一節(jié)臂的截面非常小，與風(fēng)電臂的連接處非常薄弱。”李長青說，這個(gè)問題解決不了，就無法造出更大噸位的產(chǎn)品。
為此，研制團(tuán)隊(duì)專門規(guī)劃了一個(gè)拉撐結(jié)構(gòu)——通過上面拉、下面撐，進(jìn)步臂架的強(qiáng)度?？此坪喡缘?ldquo;一拉一撐”，背面卻是上萬次實(shí)驗(yàn)。僅規(guī)劃方案，前后就改變了幾十次，每改變一次就要從頭進(jìn)行一次仿真實(shí)驗(yàn)。僅攻克這一項(xiàng)難題，團(tuán)隊(duì)就花費(fèi)了4個(gè)月。
不只如此，徐工重型的全地上起重機(jī)研討所還專門為XCA2600研制了“超起一鍵定長張緊”功能。XCA2600搭載的體系，可根據(jù)環(huán)境和工況改變，準(zhǔn)確調(diào)整兩邊鋼絲繩的拉力，隨時(shí)調(diào)整臂架的側(cè)向變形，使大臂一直處在垂直狀態(tài)，具有最好的起吊才干。
第二個(gè)難關(guān)，底盤規(guī)劃。相同結(jié)構(gòu)規(guī)劃下，起重機(jī)自重越輕，則起分量越大。減自重這一“重?fù)?dān)”，落在了底盤身上。
職業(yè)內(nèi)有一句話，底盤每減重1千克，相當(dāng)于上部結(jié)構(gòu)減重5千克。徐工零部件技能專家胡小冬介紹，為了統(tǒng)籌起重功能和產(chǎn)品的機(jī)動(dòng)性、靈活性，XCA2600用上了徐工自主研制的獨(dú)立懸架體系，而且采用了斷開車橋，可以完結(jié)載重300噸轉(zhuǎn)場。
車橋，又稱車軸，通過懸架與車架相連，兩頭安裝車輪，以維持車輛正常行駛。以往的起重機(jī)，裝備的是全體車橋。“全體車橋自重更重，過坑才干、抗波動(dòng)才干也不強(qiáng)。”胡小冬說，采用斷開車橋，即便XCA2600的左、右側(cè)車輪高度相差30厘米，仍舊可以堅(jiān)持車身平衡。
此前，斷開車橋只能依靠進(jìn)口，一根價(jià)格高達(dá)15萬元。2013年起，徐工下定決心研制斷開車橋。通過近10年繼續(xù)盡力，徐工研制出斷開車橋，不只成本更低，且比進(jìn)口車橋輕8％；不只完結(jié)減重重?fù)?dān)，還保證了良好的爬坡才干，目前已逐漸應(yīng)用到超大噸位起重機(jī)上。
晉級工業(yè)鏈
“XCA2600的成功是從發(fā)動(dòng)機(jī)到液壓油缸，從硬件到軟件全面晉級的效果”
功能全球搶先的XCA2600，代表了我國工程機(jī)械職業(yè)全工業(yè)鏈的集體躍升。它全身上下1萬多種、超10萬個(gè)零部件，國產(chǎn)化率挨近90％。
液壓體系，被視作起重機(jī)的“心臟”，決議著“超級大力士”力量有多大。液壓油缸，負(fù)責(zé)把液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，是液壓體系的重要部件。而超大噸位起重機(jī)的液壓油缸，缸壁有必要做到又薄又硬，既完結(jié)輕量化，又具有高強(qiáng)度，對基礎(chǔ)原資料、加工工藝等提出了很高要求。
“此次為XCA2600配套的圓柱形液壓油缸，總長超過10米、圓筒外徑0．54米、內(nèi)徑0．5米，尺度精度達(dá)到0．01毫米。”徐工液壓技能專家張青山說，為此，徐工液壓預(yù)備了近20年。
以原資料為例，2010年，當(dāng)徐工決議開發(fā)400噸以上超大噸位起重機(jī)時(shí)，找遍國內(nèi)原資料商標(biāo)，沒有一種可以滿意大噸位起重機(jī)液壓油缸的功能要求。僅有找到的國外資料，又面對交貨周期長、后期加工難度大等問題。
面對困境，徐工決議聯(lián)合國內(nèi)鋼管企業(yè)自主研制。“那個(gè)階段，國內(nèi)鋼材產(chǎn)品求過于供，很少有廠商愿意開展小眾、新型特種資料的研制。”張青山說，徐工足足花了兩年時(shí)刻才找到合作伙伴，2014年，合作開發(fā)出徐工專用的XG系列新資料，資料強(qiáng)度提高一倍以上。
解決了原資料問題，還要克服加工工藝難關(guān)。鋼管公司供給的無縫管坯料壁厚偏差達(dá)正負(fù)8％，徐工得找到合適的加工手法，將無縫管坯料拉長、變薄、變細(xì)密，使鋼管滿意設(shè)備需求。
當(dāng)時(shí)，國內(nèi)基礎(chǔ)工藝技能缺少，甚至都沒有缸筒“冷拔”概念。張青山說：“相同強(qiáng)度的產(chǎn)品，咱們采用傳統(tǒng)機(jī)加工出來的缸體又重又笨，而國外先進(jìn)產(chǎn)品壁厚只有一半。”
困難面前，徐工再次下定決心，一定要啃下“冷拔法”這個(gè)硬骨頭。這一步一踏出，又是一次漫長的攻堅(jiān)。
整整花了8年時(shí)刻，徐工液壓總算成功掌握冷拔技能的系列參數(shù)，并聯(lián)合國內(nèi)企業(yè)出產(chǎn)出首臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的冷拔機(jī)。“不同標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，需求匹配不同的冷拔速度。光研討這個(gè)技能參數(shù)，咱們就花了兩年，用廢了近百噸鋼管。”張青山說。
2018年，亞洲自動(dòng)化程度最高、行程最長的冷拔機(jī)在徐工液壓建成投產(chǎn)。設(shè)備最大冷拔長度可達(dá)18米，拉拔力可達(dá)600噸，相當(dāng)于22輛50噸的重卡一起拉著鋼管前行。通過內(nèi)外環(huán)模具的一起擠壓，冷拔機(jī)可以像“拉面條”相同拉鋼管，使其強(qiáng)度提高30％。
為了研制出滿意大噸位起重機(jī)要求的液壓油缸，徐工液壓還聯(lián)合上下游企業(yè)研制了20米長的國內(nèi)最長移動(dòng)退火爐，全國創(chuàng)始開發(fā)的大噸位兩輥校直機(jī)，近100種粗鏜、浮鏜、珩磨加工磨具……“圍繞液壓油缸出產(chǎn)，咱們已具有資料開發(fā)、機(jī)加工、實(shí)驗(yàn)規(guī)劃等國際專利。”張青山說，這種積累讓徐工液壓出產(chǎn)出高功能的液壓油缸，助力XCA2600順暢面世。
發(fā)動(dòng)機(jī)，來自濰柴；高強(qiáng)度板材、管材，來自寶鋼；液壓體系，來自徐工……在XCA2600身上，可以明晰看到我國工業(yè)基礎(chǔ)水平的提高。“可以說，XCA2600的成功是從發(fā)動(dòng)機(jī)到液壓油缸，從硬件到軟件全面晉級的效果。”李長青說。
值得一提的是，XCA2600還具有國產(chǎn)化的“大腦”。徐工自研的起重機(jī)智能控制體系，是XCA2600具有“繡花”功夫的要害所在。
XCA2600干活有多精細(xì)？在徐工實(shí)驗(yàn)場，它曾用軟繩成功吊起紅酒瓶，并將紅酒一滴不漏地倒入玻璃杯中。徐工控制體系技能專家柴君飛介紹，這背面源于算法的精準(zhǔn)控制，讓起重機(jī)即便在百米高空，也能具有極致的微動(dòng)性，以2毫米／秒的速度精準(zhǔn)移動(dòng)。
突破新工藝
“再雜亂的‘大國重器’，也要從造好一顆‘螺絲釘’開端”
能想象嗎？XCA2600這樣的“大家伙”，曾一度因?yàn)橐桓⌒〉穆菁y軸而中斷研制。
2015年，根據(jù)規(guī)劃圖紙出產(chǎn)的第一批產(chǎn)品，在極限實(shí)驗(yàn)中屢次發(fā)生開裂。通過數(shù)十次失敗，用上一切方法分析開裂截面，研制團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，問題出在承重部件的一根螺紋軸上。
要害時(shí)刻，公司“000001”號特級技師孟維挺身而出，“螺紋軸之所以簡單開裂，是因?yàn)檩S上的異形螺紋加工精度不行，所以連接處不行順滑、受力不均，加工工藝需求改進(jìn)。”
刀具，打磨精細(xì)零部件的工具。孟維提出，想提高異形螺紋的加工精度，還得從刀具入手。但是，螺紋軸零件自重就達(dá)139千克，市面上并沒有適配的刀具來加工。
此前，孟維團(tuán)隊(duì)用18把非標(biāo)刀具拼接成新刀具來加工螺紋軸，惋惜沒有成功。怎么辦？孟維團(tuán)隊(duì)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，先后推翻了20多種方案，終究研制出了一套準(zhǔn)確到微米的專用刀具。
“第一批，咱們只成型了20根螺紋軸，成功率還比較低。”孟維說，后來通過繼續(xù)優(yōu)化，成功率一點(diǎn)點(diǎn)提高，逐漸習(xí)慣了批量化出產(chǎn)要求。
記者在采訪中得知，XCA2600的出產(chǎn)過程，凝結(jié)了眾多工匠的技藝。
走進(jìn)徐州重型機(jī)械有限公司的焊接車間，由我國自主研制的全球首臺激光復(fù)合焊接專機(jī)正在緊張作業(yè)。它的共同之處在于，當(dāng)設(shè)備在鋼板外部焊接時(shí)，鋼板內(nèi)部也在火光四濺，一次作業(yè)兩面焊接。這克服了一般電弧焊只能焊接鋼板外部、內(nèi)部需求人工焊接的短板，極大提高了焊接功率。
但是，即便有了激光復(fù)合焊接專機(jī)的助力，在XCA2600的出產(chǎn)過程中，面對雜亂的超級起重機(jī)結(jié)構(gòu)件，仍舊有超過50％的焊縫需求人工焊接。電焊工張懷紅告知記者，留給人工焊接的往往是一些異形、蔭蔽的焊縫，“以XCA2600最大截面的起重臂為例，需求9名高技能焊接工人協(xié)同作業(yè)15天，才干完結(jié)焊接。”
焊接作業(yè)非常辛苦。為了保證焊縫滑潤、不開裂，每次焊接前，都要將鋼材預(yù)熱至100攝氏度。身穿10多斤重的隔熱焊服，趴在100攝氏度的鋼板上，一干就是4個(gè)小時(shí)，還要保證手一點(diǎn)都不抖，焊接工人每次下工都會渾身濕透。
XCA2600起重臂的焊接，是工匠精力的極致體現(xiàn)。張懷紅介紹，2600噸的起重臂焊接量較大，80％的方位都需求多層多道焊接。“多層多道焊接時(shí)，每焊接一層，都要進(jìn)行層間打磨清理，才干焊接下一層。”張懷紅說。
“焊接是個(gè)技能活，也是個(gè)良知活，容不得半點(diǎn)馬虎，有必要把每一層、每一道焊縫按照精品的標(biāo)準(zhǔn)來焊接。”張懷紅說，一個(gè)小小的焊接裂紋，都有可能造成嚴(yán)重的事端。正是一切焊接工匠的盡力，才造就XCA2600的優(yōu)異功能。
龐然大物的研制制作，會卡在一條螺紋上；每條焊縫的規(guī)劃，都需求規(guī)劃師與工匠屢次交流、修改。李長青感慨：“再雜亂的‘大國重器’，也要從造好一顆‘螺絲釘’開端。”
對XCA2600的探訪挨近尾聲，好消息仍在不斷傳來：
在內(nèi)蒙古烏拉特后旗吊裝現(xiàn)場，3天一臺風(fēng)機(jī)的高效安裝讓XCA2600贏得了客戶點(diǎn)贊：“吊裝完結(jié)得相當(dāng)美麗，將超大型陸上風(fēng)機(jī)安裝功率進(jìn)步了30％。”
在徐工超大設(shè)備調(diào)試場，兩臺全新的XCA2600已整裝待發(fā)。自去年底上市以來，XCA2600已出售10余臺，訂單仍在不斷添加。
平均每兩年，就有一款刷新全球吊載才干的起重機(jī)產(chǎn)品下線；產(chǎn)品系列橫跨8噸至2600噸，施工領(lǐng)域覆蓋市政、化工、風(fēng)電等多個(gè)場景；300噸以下產(chǎn)品悉數(shù)完結(jié)國產(chǎn)化，一切產(chǎn)品零部件國產(chǎn)化率達(dá)到91％……作為全球最大起重機(jī)制作商，徐工仍在奮力前行，不斷發(fā)明新佳績。
