十四屆全國(guó)人大一次會(huì)議江蘇代表團(tuán)審議時(shí)著重,“要堅(jiān)持把開(kāi)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(hào)”出產(chǎn)儲(chǔ)油平臺(tái)……近年來(lái),我國(guó)裝備制作業(yè)捷報(bào)頻傳、效果豐盛。這些“國(guó)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(guó)之重器”的風(fēng)貌,敘述關(guān)于研制出產(chǎn)的斗爭(zhēng)故事。
——編者
2017年12月,習(xí)近平總書(shū)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(shū)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(kāi)展,盡力占據(jù)世界制高點(diǎn)、掌控技能話語(yǔ)權(quán),使我國(guó)成為現(xiàn)代裝備制作業(yè)大國(guó)。
2023年3月,習(xí)近平總書(shū)記參與江蘇代表團(tuán)審議時(shí)的一個(gè)場(chǎng)景,讓人印象深入:
來(lái)自徐工集團(tuán)的單增海代表給總書(shū)記帶來(lái)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(guó)產(chǎn)化率由本來(lái)的71%提高到100%。”
習(xí)近平總書(shū)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(kāi)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(guò)程中突破了哪些技能難點(diǎn)?記者進(jìn)行了采訪。
勇闖“無(wú)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(zhǎng)風(fēng)獵獵。萬(wàn)里晴空下,臂展長(zhǎng)173.5米的“超級(jí)大力士”——徐工2600噸全地上起重機(jī)(以下簡(jiǎn)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(chǎng)總指揮一聲令下,起重機(jī)開(kāi)端運(yùn)轉(zhuǎn),隨行將總重達(dá)128噸、葉片長(zhǎng)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(duì)接,力拔山河的XCA2600亮出“繡花”功夫。這樣一個(gè)萬(wàn)能“大力士”,代表我國(guó)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(zhǎng)青感慨。
近年來(lái),我國(guó)風(fēng)電職業(yè)蓬勃開(kāi)展,風(fēng)機(jī)功率繼續(xù)晉級(jí),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(chǎng)的起重機(jī)。
商場(chǎng)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(guó)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(zhǎng)青說(shuō),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(jí)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(duì)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(zhǎng)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(jí)魚(yú)竿”。
“超級(jí)魚(yú)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(zhǎng)青說(shuō),這個(gè)問(wèn)題解決不了,就無(wú)法造出更大噸位的產(chǎn)品。
為此,研制團(tuán)隊(duì)專門(mén)規(guī)劃了一個(gè)拉撐結(jié)構(gòu)——通過(guò)上面拉、下面撐,進(jìn)步臂架的強(qiáng)度??此坪?jiǎn)略的“一拉一撐”,背面卻是上萬(wàn)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(mén)為XCA2600研制了“超起一鍵定長(zhǎng)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(pán)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(pán)身上。
職業(yè)內(nèi)有一句話,底盤(pán)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(kāi)車橋,可以完結(jié)載重300噸轉(zhuǎn)場(chǎng)。
車橋,又稱車軸,通過(guò)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(guò)坑才干、抗波動(dòng)才干也不強(qiáng)。”胡小冬說(shuō),采用斷開(kāi)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(kāi)車橋只能依靠進(jìn)口,一根價(jià)格高達(dá)15萬(wàn)元。2013年起,徐工下定決心研制斷開(kāi)車橋。通過(guò)近10年繼續(xù)盡力,徐工研制出斷開(kāi)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(jí)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(jí)的效果”
功能全球搶先的XCA2600,代表了我國(guó)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(wàn)多種、超10萬(wàn)個(gè)零部件,國(guó)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(jí)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(duì)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(zhǎng)超過(guò)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(shuō),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(kāi)發(fā)400噸以上超大噸位起重機(jī)時(shí),找遍國(guó)內(nèi)原資料商標(biāo),沒(méi)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(guó)外資料,又面對(duì)交貨周期長(zhǎng)、后期加工難度大等問(wèn)題。
面對(duì)困境,徐工決議聯(lián)合國(guó)內(nèi)鋼管企業(yè)自主研制。“那個(gè)階段,國(guó)內(nèi)鋼材產(chǎn)品求過(guò)于供,很少有廠商愿意開(kāi)展小眾、新型特種資料的研制。”張青山說(shuō),徐工足足花了兩年時(shí)刻才找到合作伙伴,2014年,合作開(kāi)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(wèn)題,還要克服加工工藝難關(guān)。鋼管公司供給的無(wú)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(wú)縫管坯料拉長(zhǎng)、變薄、變細(xì)密,使鋼管滿意設(shè)備需求。
當(dāng)時(shí),國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)工藝技能缺少,甚至都沒(méi)有缸筒“冷拔”概念。張青山說(shuō):“相同強(qiáng)度的產(chǎn)品,咱們采用傳統(tǒng)機(jī)加工出來(lái)的缸體又重又笨,而國(guó)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(zhǎng)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(guó)內(nèi)企業(yè)出產(chǎn)出首臺(tái)具有自主知識(shí)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(shuō)。
2018年,亞洲自動(dòng)化程度最高、行程最長(zhǎng)的冷拔機(jī)在徐工液壓建成投產(chǎn)。設(shè)備最大冷拔長(zhǎng)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(guò)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(zhǎng)的國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)移動(dòng)退火爐,全國(guó)創(chuàng)始開(kāi)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(kāi)發(fā)、機(jī)加工、實(shí)驗(yàn)規(guī)劃等國(guó)際專利。”張青山說(shuō),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(lái)自濰柴;高強(qiáng)度板材、管材,來(lái)自寶鋼;液壓體系,來(lái)自徐工……在XCA2600身上,可以明晰看到我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)水平的提高。“可以說(shuō),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(jí)的效果。”李長(zhǎng)青說(shuō)。
值得一提的是,XCA2600還具有國(guó)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(chǎng),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(guó)重器’,也要從造好一顆‘螺絲釘’開(kāi)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(kāi)裂。通過(guò)數(shù)十次失敗,用上一切方法分析開(kāi)裂截面,研制團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),問(wèn)題出在承重部件的一根螺紋軸上。
要害時(shí)刻,公司“000001”號(hào)特級(jí)技師孟維挺身而出,“螺紋軸之所以簡(jiǎn)單開(kāi)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(méi)有適配的刀具來(lái)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(lái)加工螺紋軸,惋惜沒(méi)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(shuō),后來(lái)通過(guò)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(guò)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(guó)自主研制的全球首臺(tái)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(guò)程中,面對(duì)雜亂的超級(jí)起重機(jī)結(jié)構(gòu)件,仍舊有超過(guò)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(rùn)、不開(kāi)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(huì)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(shuō)。
“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(lái)焊接。”張懷紅說(shuō),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(huì)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(zhǎng)青感慨:“再雜亂的‘大國(guó)重器’,也要從造好一顆‘螺絲釘’開(kāi)端。”
對(duì)XCA2600的探訪挨近尾聲,好消息仍在不斷傳來(lái):
在內(nèi)蒙古烏拉特后旗吊裝現(xiàn)場(chǎng),3天一臺(tái)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(chǎng),兩臺(tái)全新的XCA2600已整裝待發(fā)。自去年底上市以來(lái),XCA2600已出售10余臺(tái),訂單仍在不斷添加。
平均每?jī)赡?,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(chǎng)景;300噸以下產(chǎn)品悉數(shù)完結(jié)國(guó)產(chǎn)化,一切產(chǎn)品零部件國(guó)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(jī)。