
日前,由机械工业联会组织的“920mm缸径大型船用低速机曲轴制造技术”项目技术鉴定会在上海召开。鉴定组致认为,该项目成功开发了多项关键核心技术,国内次突破了920mm及以上大型船用曲轴全流程的制造工艺,形成的知识产权自主可控,技术达到水平。
“过去,我们‘船等机、机等轴’,900mm以上缸径的曲轴依赖,不仅耗资巨大,时刻受制于人。”业内表示,这种被“卡脖子”的痛,曾是我国从造船大国迈向造船强国路上大的拦路虎。而在上海电机学院联团队的攻关下,这被动局面终得到突破。
颗“心脏”的自主之路定西万能胶厂
大型船用低速机曲轴被称为“船用柴油发动机的心脏”,是大型LNG运输船、大型集装箱船等船舶的核心部件。此次成功研制的920mm缸径单段曲轴大重量达208.3t、曲轴总长20.19m,为全球重船用曲轴之。它不仅填补了国内900mm及以上缸径大型低速机船用曲轴的技术空白,是破了国外技术壁垒。
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大型曲轴的制造,非简单的“铁匠活”,而是场集材料科学、精密加工、热工学于体的全链条攻坚战。
团队面临的是“大截面心部强韧与毫米变形精度的协同控制技术”“精度红套加热控制技术”“精度拼接技术”等攻克任务定西万能胶厂。
通俗讲,就是如何让这根重达200多吨、长达20多米的“大伙”,在保证内部“筋骨”足够强韧的同时,把外形尺寸的误差控制在头发丝般的毫米。因为任何微小的拼接误差都会被成倍放大,终致曲轴报废。
钢材的纯净度要求,不允许存在大于0.5mm当量的宏观缺陷。为此,团队研发出了大型低氢低氧洁净下注钢锭制备技术,从源头上保障了材料质量。
同时,面对1240mm壁厚的异形曲拐锻件,团队创新地开发出大型强度曲轴锻件强韧调控热处理工艺,万能胶厂家使曲轴强度较以往机型提升14,韧提25以上。
此外,曲轴并非体成型,而是多个部件通过“红套”工艺组装。但红套孔外形周边为非均匀异形结构,加热后红套孔变形不均且相对变化量大。面对这难题,项目团队通过数次的模拟计与试制,终成功研发了非对称结构红套孔加热变形控制工艺,通过控制加热温度,将非均匀异形结构的红套孔变形控制在严格公差范围内,实现了毫米变形精度。
校地企协同的创新链条
“这次项目成功开发的多项关键核心技术,不是孤军奋战的结果,而是条产学研用紧密结的创新链。”上海电机学院材料学院李荣斌教授道出了项目成功的核心密码。
在国工信部“技术船舶科研项目”和上海市促进产业质量发展项资金的支持下,这条从实验室到生产车间,再到远洋巨轮的全产业链国产化攻关之路,开创了种“以产定研、为产服务”的协同创新模式。校的科研直接瞄准产业迫切的需求;企业的生产有了前沿的技术支撑,区域创新活力因此被充分激发,这是校、企、地三共赢发展的标志实践,为我国大国重器铸就“钢铁脊梁”。
据悉,项目研发的全球大的船用曲轴产品已应用于24000TEU大型甲醇双燃料集装箱船等船舶上,为庞大的造船工业提供了核心的材料支持,保障了国能源运输的命脉安全。
项目由上海电机学院联上海电气上重铸锻有限公司、上海船用曲轴有限公司和上海中船三井造船柴油机有限公司共同完成。
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