打破核心技術(shù)壟斷：新型12立方電鏟達(dá)到國際先進(jìn)水平
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日期：
2020-08-19
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8月12日，湖北技術(shù)交易所組織來自知名高校、設(shè)計(jì)單位、工程單位的7名教授、專家對(duì)中鐵工業(yè)所屬中鐵科工“基于數(shù)字化研發(fā)平臺(tái)的高寒地區(qū)大型露天礦用12立方電鏟關(guān)鍵技術(shù)研究”課題成果進(jìn)行線上評(píng)審，經(jīng)專家組鑒定，該成果“總體達(dá)到國際先進(jìn)水平”。
WKH-12A型12立方電驅(qū)動(dòng)大型單斗正鏟挖掘機(jī)（簡(jiǎn)稱“12立方電鏟”）是該課題的重要成果之一，它的研制成功標(biāo)志著中鐵科工突破了國外對(duì)于大型露天礦用電鏟研發(fā)技術(shù)及關(guān)鍵核心技術(shù)的壟斷，掌握了電鏟研發(fā)、制造的核心技術(shù)，構(gòu)建起電鏟研發(fā)、制造的完整體系，躋身于世界電鏟領(lǐng)域“第一方隊(duì)”，對(duì)提升中國企業(yè)在礦用電鏟領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力具有重大意義。
如有“神助”效率極高。挖掘、回轉(zhuǎn)、裝卸，傳統(tǒng)的電鏟完成一個(gè)作業(yè)循環(huán)需耗時(shí)30秒。研發(fā)人員通過開發(fā)多電機(jī)同步傳動(dòng)與符合分配技術(shù)、并聯(lián)均流技術(shù)、快速疊頻制動(dòng)技術(shù)，大大縮短了電鏟各個(gè)作業(yè)步驟的加減速時(shí)間，讓一個(gè)作業(yè)循環(huán)僅需短短的28秒。如果不考慮操作員正常的生理承受能力，設(shè)備最快可在26秒內(nèi)完成一個(gè)作業(yè)循環(huán)，與它略顯笨拙的龐大身軀形成強(qiáng)烈反差。經(jīng)實(shí)地檢驗(yàn)，12立方電鏟裝滿一輛載重100噸礦卡的時(shí)間僅需2分30秒不到，其施工效率獲得了業(yè)主的高度認(rèn)可。
不壞“金剛”無懼極寒。為了保證12立方電鏟能在高寒地區(qū)正常作業(yè)，研發(fā)人員在國內(nèi)首次就電鏟的抗寒性能進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)。設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)件材料采用具有低溫沖擊韌性的低合金高強(qiáng)度鋼板，并在結(jié)構(gòu)件出廠前做-45℃的低溫沖擊試驗(yàn)。設(shè)備主要鑄鍛件材料選取含Ni、Mo、Cr元素的材料，為保證特殊鋼材的焊接質(zhì)量，技術(shù)人員對(duì)焊接工藝進(jìn)行了多次試驗(yàn)，最終形成適合高寒地區(qū)電鏟焊接工藝，提高了設(shè)備主要結(jié)構(gòu)件在低溫作業(yè)條件下的耐用強(qiáng)度。除此之外，技術(shù)人員還在機(jī)艙、電氣柜內(nèi)設(shè)置了恒溫暖風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)。2019年，12立方電鏟成功應(yīng)用于黑龍江省伊春鹿鳴鉬礦，經(jīng)受住了礦區(qū)最低-43.1℃極寒天氣的考驗(yàn)，是名副其實(shí)的“極端裝備”，已成功助力中鐵九局在2019年突破1000萬方剝采量。
數(shù)字“產(chǎn)房”賦能研發(fā)。在研制過程中，研發(fā)人員基于仿真技術(shù)建立了虛擬樣機(jī)模型，并耦合各種分析數(shù)據(jù)，開發(fā)了國內(nèi)首個(gè)“電鏟作業(yè)設(shè)備的數(shù)字化研究平臺(tái)”，為電鏟打造了一個(gè)虛擬試驗(yàn)場(chǎng)。通過模擬各種復(fù)雜工況來檢驗(yàn)設(shè)備的性能，引導(dǎo)后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，幫助電鏟規(guī)避實(shí)際作業(yè)過程中可能出現(xiàn)的問題。該平臺(tái)還可應(yīng)用于樁工機(jī)械、海工機(jī)械、空軌、鐵路施工裝備等多種類型設(shè)備的設(shè)計(jì)、分析與優(yōu)化，可以大大縮短研發(fā)時(shí)間，提高設(shè)備可靠性，有助于成本的降低。
掌握“命門”自由生長。電鏟需要在露天24小時(shí)連續(xù)作業(yè)，高寒、高震動(dòng)和強(qiáng)沖擊的工況對(duì)設(shè)備的要求比較高，這就需要設(shè)備的配套件有較高的可靠性。由于技術(shù)的封鎖，一直以來很多配套件都是采用的進(jìn)口品牌，不僅更換不便易影響施工效率，而且價(jià)格昂貴增加了成本。技術(shù)人員聯(lián)合國內(nèi)優(yōu)質(zhì)裝備制造企業(yè)，開創(chuàng)性地研制了全國產(chǎn)化、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電鏟專用電機(jī)、減速機(jī)、制動(dòng)器、變頻器等核心配套件產(chǎn)品，第一次在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)12立方電鏟主要配套件的完全國產(chǎn)化，讓電鏟關(guān)鍵部件不再受制于人。
云端“名醫(yī)”全天接診。為了及時(shí)解決設(shè)備故障，最大限度保證設(shè)備能夠連續(xù)作業(yè)，研發(fā)人員研制了一款可視化的在線信息系統(tǒng)，在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了24小時(shí)在線提供電鏟作業(yè)故障解決方案。該智能化電氣系統(tǒng)具備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及監(jiān)控、故障報(bào)警及診斷等功能，可以監(jiān)控記錄設(shè)備發(fā)生故障時(shí)的工作狀態(tài)、工作參數(shù)等信息，能針對(duì)故障智能提示可能原因，幫助用戶實(shí)時(shí)檢查排除故障。該控制系統(tǒng)還嵌入了輔助挖掘功能，能夠?yàn)樵O(shè)備操作員提供最合理的推壓力和提升力匹配值，幫助操作員選擇最高效的挖掘操作。同時(shí)將信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)與數(shù)字化優(yōu)化虛擬樣機(jī)進(jìn)行了對(duì)接，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的一切實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在后臺(tái)系統(tǒng)，為電鏟的后續(xù)深化開發(fā)提供了直接的數(shù)據(jù)支持。
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9月28日由中鐵寶橋參建的世界第一高橋花江峽谷大橋正式建成通車這座“橫豎”都是世界第一的大橋?qū)⒊蔀檫B通貴州六枝至安龍高速公路的關(guān)鍵樞紐。花江峽谷大橋全長2890米，跨越被譽(yù)為“地球裂縫”的花江大峽谷。大橋通車后，原來需要繞行2小時(shí)的花江峽谷兩岸貞豐縣至關(guān)嶺縣，如今僅需2分鐘即可直達(dá)，真正實(shí)現(xiàn)了“天塹變通途”。橫：山區(qū)跨徑最長1420米：主橋?yàn)榭鐝?420米的鋼桁加勁梁懸索橋，比現(xiàn)世界跨徑最長的云南金安金沙江大橋長34米。豎：高度世界最高625米：橋面距水面625米，相當(dāng)于200多層樓高，比現(xiàn)世界第一高橋——北盤江大橋高出60米，幾乎與“中國第一高樓”上海中心大廈等高。公司主要負(fù)責(zé)大橋鋼桁梁、橋面系制作加工、拼裝、安裝任務(wù)，共計(jì)93個(gè)安裝節(jié)段，總重約22000噸，相當(dāng)于3座法國巴黎埃菲爾鐵塔重量。自項(xiàng)目啟動(dòng)以來，公司綜合考慮了大橋設(shè)計(jì)思路、生產(chǎn)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、自然環(huán)境條件、桿件加工特點(diǎn)等各種因素，最終決定采取‘一橋三地’制造模式，主桁在重慶、自貢加工，橫桁架以及附屬在貴陽、自貢加工，最大限度提高了加工生產(chǎn)效率。生產(chǎn)過程中，通過優(yōu)化工藝方案，從原來的“3+1”拼裝變?yōu)樗墓?jié)段連續(xù)拼裝，使每輪生產(chǎn)時(shí)間由開始的12天減少到9天，吊裝作業(yè)堅(jiān)持以每天2段的速度均衡推進(jìn)，保質(zhì)保量保工期完成了全橋吊裝任務(wù)。智能管控 高效協(xié)同通過使用智能制造信息庫，實(shí)現(xiàn)對(duì)原材料庫存實(shí)時(shí)狀況、采購計(jì)劃和生產(chǎn)需求的精準(zhǔn)把控，以及各個(gè)環(huán)節(jié)的緊密協(xié)同，極大地提高了整體工作效率，為大橋的順利建造筑牢了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ) 。智能下料 質(zhì)量保證采用了由預(yù)處理生產(chǎn)線、數(shù)控切割機(jī)、智能套料軟件、BIM及信息系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成的板材智能下料系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了板材從原材料到成品部件的自動(dòng)化生產(chǎn)流程，生產(chǎn)出的高質(zhì)量部件被源源不斷地輸送至加工和配裝環(huán)節(jié)，有力保障了整個(gè)橋梁制造過程的品質(zhì) 。虛擬預(yù)拼 精度飛躍在鋼桁梁的制造過程中，創(chuàng)新性地采用了鋼桁...
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9月26日，由中鐵裝備與中鐵隧道局聯(lián)合研制的世界最大直徑豎井掘進(jìn)機(jī)“啟明號(hào)”（中鐵1399號(hào)）在鄭州成功下線。不僅標(biāo)志著我國在超大直徑豎井裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)新突破，還意味著滬渝蓉高鐵崇太長江隧道項(xiàng)目盾構(gòu)接收井施工將迎來“智能利器”，為工程高效推進(jìn)、安全建設(shè)注入全新動(dòng)能。作為當(dāng)前我國自主研制的最大直徑豎井掘進(jìn)裝備，“啟明號(hào)”整機(jī)具備超大斷面、超深水下開挖能力，開挖直徑達(dá)24米，最大開挖深度達(dá)150米。設(shè)備創(chuàng)新采用雙臂結(jié)構(gòu)，集成開挖、出渣、導(dǎo)向等功能于一體，搭載了姿態(tài)調(diào)整、沉降控制等多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，具備地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)、導(dǎo)向姿態(tài)控制精度高、地層感知識(shí)別準(zhǔn)等特性。依托這些先進(jìn)技術(shù)，“啟明號(hào)”能在軟土、卵石、軟巖、硬巖頻變的復(fù)雜地質(zhì)條件下，實(shí)現(xiàn)“有人值守、無人操作”高效掘進(jìn)，顯著提升了豎井施工的自動(dòng)化水平，更成功破解了豎井掘進(jìn)機(jī)水下作業(yè)“看不見、摸不著、測(cè)不準(zhǔn)、控不住”的技術(shù)難題，有效消除了人員在豎井開挖高危作業(yè)環(huán)境下的安全隱患，進(jìn)一步提升豎井施工的效率、質(zhì)量與安全性。傳統(tǒng)盾構(gòu)始發(fā)接收井，多采用地下連續(xù)墻做圍護(hù)，人工配合機(jī)械開挖，隨挖進(jìn)行支撐，開挖后進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工，存在工期長、投資高、安全風(fēng)險(xiǎn)大、對(duì)周邊環(huán)境影響大等諸多問題。相較于傳統(tǒng)豎井施工，“啟明號(hào)”通過機(jī)械自主開挖，同步裝配結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)深井作業(yè)“井下無人化，井上少人化”，大幅縮短工程建設(shè)周期，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，為滬渝蓉高鐵崇太長江隧道豎井施工提供有力支撐。此次 “啟明號(hào)” 豎井掘進(jìn)機(jī)順利下線，標(biāo)志著我國高端隧道裝備取得又一重大成果。該設(shè)備不僅將極大提升盾構(gòu)工作井、通風(fēng)井的施工效率與安全保障能力，更將為我國重大隧道工程施工注入新理念、新技術(shù)、新裝備，進(jìn)一步推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)。
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9月9日，中鐵山橋和中鐵寶橋參建的世界最大跨度斜拉橋常泰長江大橋正式通車，標(biāo)志著這座集高速公路、城際鐵路、一級(jí)公路三位一體的過江通道正式投入使用。今后，從常州到泰州通行時(shí)間，由1小時(shí)20分鐘縮短為現(xiàn)在的20分鐘左右。兩項(xiàng)世界第一和四項(xiàng)世界首創(chuàng)常泰長江大橋由一座跨主航道的主跨1208米鋼桁梁斜拉橋、兩座跨專用航道的主跨388米鋼桁梁拱橋和一座3×124米的非通航孔鋼桁梁橋組成。兩項(xiàng)世界第一：創(chuàng)下了最大跨度斜拉橋、最大跨度公鐵兩用鋼桁梁拱橋的世界紀(jì)錄。四項(xiàng)世界首創(chuàng)：實(shí)現(xiàn)了減沖刷減自重臺(tái)階型沉井基礎(chǔ)、“鋼—混”混合結(jié)構(gòu)空間鉆石型橋塔、鋼箱—核芯混凝土組合索塔錨固結(jié)構(gòu)、溫度自適應(yīng)塔梁縱向約束體系四項(xiàng)世界首創(chuàng)設(shè)計(jì)。中鐵山橋負(fù)責(zé)大橋（跨江段）主體工程鋼桁梁、鋼塔制造項(xiàng)目最大標(biāo)段CT-A6標(biāo)段，包含主航道橋常州側(cè)Z0-Z86共計(jì)44個(gè)整體節(jié)段，錄安洲專用航道橋、錄安洲非通航孔橋的鋼桁梁、附屬鋼構(gòu)件及主塔防撞設(shè)施；中鐵寶橋負(fù)責(zé)主航道橋南北鋼塔、主航道橋跨中以北鋼桁梁（含合龍段）、天星洲專用航道橋鋼桁梁及附屬結(jié)構(gòu)。合計(jì)用鋼量約27.2萬噸。“五線一系統(tǒng)”引領(lǐng)鋼橋制造新模式常泰長江大橋承載著巨大荷載與跨度，其下層橋面采用寬幅非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，以此實(shí)現(xiàn)公鐵同層功能。鑒于大橋跨度大、荷載能力要求高，主航道橋的上、下層橋面均采用U肋正交異性橋面板，這種橋面板的制造精度要求極高，每一個(gè)細(xì)節(jié)都需精益求精，才能確保橋梁穩(wěn)固與安全。為保障大橋建設(shè)質(zhì)量與效率，公司構(gòu)建了板材智能下料切割生產(chǎn)線、板單元智能組焊生產(chǎn)線、鋼桁梁桿件智能制造生產(chǎn)線、智能總拼生產(chǎn)線、智能涂裝生產(chǎn)線、車間制造執(zhí)行智能管控系統(tǒng)的“五線一系統(tǒng)”鋼橋制造新模式，全面提升了鋼桁梁制造的自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化水平，推動(dòng)我國橋梁制造向信息化、智能化方向發(fā)展，助力鋼桁梁制造產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)全面轉(zhuǎn)型升級(jí)。技術(shù)突破實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)精度控制在制造過程中，項(xiàng)目團(tuán)...
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近日，由中鐵裝備聯(lián)合中國南水北調(diào)集團(tuán)江漢水網(wǎng)建設(shè)開發(fā)有限公司、水電八局共同研制的敞開式硬巖掘進(jìn)機(jī)“江漢領(lǐng)航號(hào)”，在湖北省宜昌市順利始發(fā)。該設(shè)備專為南水北調(diào)中線引江補(bǔ)漢工程1標(biāo)輸水隧洞量身定制，獨(dú)頭掘進(jìn)距離創(chuàng)國內(nèi)超大直徑TBM之最。引江補(bǔ)漢工程是南水北調(diào)中線工程的后續(xù)水源工程，工程輸水總干線采用有壓?jiǎn)味醋粤鬏斔鼐€地質(zhì)條件復(fù)雜，施工難度大，工程具有大埋深、長線路、大洞徑等技術(shù)特點(diǎn)和高地應(yīng)力、高水壓、高巖石強(qiáng)度以及斷層多等地質(zhì)難點(diǎn)。本次始發(fā)掘進(jìn)的“江漢領(lǐng)航號(hào)”TBM，開挖直徑11.93米，整機(jī)長約180米，總重約3000噸，采用洞內(nèi)組裝，順坡掘進(jìn)，逆坡排水，掘進(jìn)總長度約18.35公里，為全線掘進(jìn)距離最長輸水隧洞。截至目前，中鐵裝備為引江補(bǔ)漢工程提供的6臺(tái)TBM，其中4臺(tái)已成功始發(fā)，掘進(jìn)總里程突破5000米大關(guān)。“江漢先鋒號(hào)”是引江補(bǔ)漢工程下線的首臺(tái)硬巖掘進(jìn)機(jī)，也是目前國內(nèi)引水隧洞項(xiàng)目中使用的最大直徑單護(hù)盾硬巖掘進(jìn)機(jī)，開挖直徑12.23米，整機(jī)長度約160米，重約2800噸。設(shè)備集成了綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)、刀具磨損及狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、護(hù)盾卡機(jī)預(yù)警及評(píng)估系統(tǒng)、盾體潤滑系統(tǒng)等監(jiān)測(cè)預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)，能夠有效應(yīng)對(duì)沿線復(fù)雜地質(zhì)難題。同時(shí)，創(chuàng)新性地搭載了同步推拼技術(shù)。“江漢開拓號(hào)”開挖直徑12.23米，同為國內(nèi)目前水利工程應(yīng)用的最大直徑單護(hù)盾硬巖掘進(jìn)機(jī)，也是引江補(bǔ)漢工程穿越最大斷面、最長軟巖變形段硬巖掘進(jìn)機(jī)。該設(shè)備設(shè)計(jì)最小轉(zhuǎn)彎半徑800米，適應(yīng)最大坡度±10%，可以完成隧洞開挖、出渣、支護(hù)、導(dǎo)向、材料運(yùn)輸?shù)热鬃鳂I(yè)。設(shè)備采用盾體偏心、刀盤擴(kuò)挖、雙速減速機(jī)及盾體減磨設(shè)計(jì)，增加護(hù)盾卡機(jī)預(yù)警和評(píng)估系統(tǒng)，最大程度降低潛在施工風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，研發(fā)應(yīng)用了測(cè)量免搬站功能以及智能輔助掘進(jìn)、數(shù)字鉆機(jī)、超前探測(cè)系統(tǒng)等多項(xiàng)智能化技術(shù)，能夠?yàn)楣こ探ㄔO(shè)提供強(qiáng)有力服務(wù)。“江漢平安號(hào)”作為目前國內(nèi)引水隧道項(xiàng)目中使用的最大直徑...
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7月24日，由中鐵工業(yè)、四川水發(fā)集團(tuán)、國家川藏鐵路技術(shù)創(chuàng)新中心主辦，中鐵城投、中鐵六院協(xié)辦，成都市新津區(qū)人民政府、中鐵智能裝備承辦的中國中鐵攜手四川省打造高端裝備產(chǎn)業(yè)首臺(tái)盾構(gòu)機(jī)下線活動(dòng)在成都舉行。四川省水利廳黨組書記、廳長董里，成都市人民政府副市長、黨組成員許興國，中國中鐵黨委委員、副總裁馬江黔，成都市新津區(qū)委副書記、區(qū)人民政府區(qū)長胡建平，中鐵工業(yè)黨委書記、董事長張威，四川水發(fā)集團(tuán)黨委副書記、總經(jīng)理向仕春，中鐵六院黨委書記、董事長陳光建，以及來自地方政府、高校、科研院所、行業(yè)協(xié)會(huì)、中央駐川企業(yè)、屬地企業(yè)及中國中鐵相關(guān)單位代表共同見證了此次儀式的成功舉行。董里在致辭中指出，“川山甲1號(hào)”盾構(gòu)機(jī)的下線是四川水利事業(yè)與高端裝備制造產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的重要里程碑，也是大力發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展的生動(dòng)實(shí)踐。四川水發(fā)集團(tuán)與中鐵工業(yè)攜手打造高端裝備制造基地，成功將央企技術(shù)優(yōu)勢(shì)、市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)與地方資源稟賦、產(chǎn)業(yè)需求深度融合，進(jìn)一步加快盾構(gòu)機(jī)等國之重器的研發(fā)制造。希望雙方以此次合作為契機(jī)，深化水利工程建設(shè)領(lǐng)域科技創(chuàng)新，聯(lián)合科研院所攻克極端地質(zhì)條件下施工技術(shù)難題，打造全國領(lǐng)先的川造高端裝備品牌，形成從研發(fā)設(shè)計(jì)到運(yùn)維服務(wù)的全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)，為四川省新型工業(yè)化貢獻(xiàn)力量。馬江黔在致辭中表示，中國中鐵始終將習(xí)近平總書記“三個(gè)轉(zhuǎn)變”重要指示作為根本遵循，把加強(qiáng)與成都的合作作為長期堅(jiān)定的企業(yè)戰(zhàn)略，雙方深入合作歷久彌新，共同見證了成都從區(qū)域交通樞紐到國際化大都市的華麗蝶變。此次活動(dòng)標(biāo)志著中國中鐵在成都高端裝備制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從“布局”到“產(chǎn)出”的關(guān)鍵跨越，助力成都加快推動(dòng)延鏈補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈，提升高端裝備制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模能力。中國中鐵將充分發(fā)揮人才、技術(shù)、管理、裝備、品牌等優(yōu)勢(shì)，不斷為現(xiàn)代化新成都建設(shè)貢獻(xiàn)智慧和力量，努力在服務(wù)西部大開發(fā)、成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈等國家戰(zhàn)略中展現(xiàn)新?lián)?dāng)，以實(shí)際行動(dòng)參與成都的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、產(chǎn)業(yè)能級(jí)提升，...