盾构机是国民经济和基础建设的重大装备，承载着穿山越岭、过江跨海的重任。近日，由中国科学院金属研究所李殿中研究员、李依依院士团队牵头研制的超大直径盾构机用8米直径主轴承研制成功。该轴承直径达8米、重达41吨，是目前我国制造的首台套直径最大、单重最大的盾构机主轴承，该主轴承将安装在16米级盾构机上，用于隧道挖掘工程。该主轴承的研制成功标志着我国已完全掌握大型重载盾构机主轴承的自主设计、材料制备、精密加工、安装调试、检测评价与寿命预测的集成技术，具备进口替代能力。经国家轴承质量检验检测中心检测和专家组评审，认为该主轴承各项技术性能指标与进口同类主轴承相当，满足超大型盾构机装机应用需求。
△自研超大型盾构机用直径8米主轴承
据介绍，我国已实现了超大直径盾构机的国产化，但其核心部件主轴承却依赖进口，亟需打通自主可控制造的“最后一公里”。主轴承是盾构机刀盘驱动系统的核心关键部件，8米直径盾构机主轴承在运转过程中承载的最大轴向力达到105千牛（1千牛约等于0.1吨物体的重力，一头成年亚洲象的体重按4吨算的话，这相当于轴向受到2500头亚洲象重力的作用）、径向力达104千牛、倾覆力矩达105千牛•米。为保证主轴承的高承载和高可靠性，就要求制造主轴承的轴承钢要高纯净、高均质、高强韧、高耐磨，同时对主轴承加工精度、设计能力、润滑脂等都提出了很高的要求。而大型盾构机在掘进过程中，只能前进，不能倒退，主轴承一旦失效，会造成严重损失。