| 中国军工35种领先世界超级机器 - 4 |
| 送交者: 岚少爷 2015年04月12日07:51:14 于 [军事天地] 发送悄悄话 |
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重型船用螺旋桨加工机械 ——武重CKX5680七轴五联动车铣复合机床 ---------------------------------------------------------------- 工程总投资：1000万元以上 工程期限：2005年——2007年 2007年9月18日，国家科技部组织高新技术产品专家验收组专程到武汉，对武汉重型机床集团承担的国家“863计划”项目课题——CKX5680数控七轴五联动车铣复合加工机床进行了验收。这一代表我国船舶加工设备高、精、尖项目的完成，标志着我国数控重型机床制造水平又上了一个新的台阶。 大型船舶螺旋浆加工设备重型七轴五联动车铣复合加工机床是国家高新技术研究发展计划（863计划）项目。该项目主要由武重集团公司承担，华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心和镇江船舶螺旋浆厂参与，产学研相结合共同研制完成的。该机床的最大加工直径达8m、高度达2m、工作台承重达100吨，不仅具有精密铣削加工螺旋桨叶面（包括重叠部分）的功能，而且还能利用车铣功能复合的特点，实现螺旋桨的一次装夹多表面的加工，将大大提高我国舰艇用螺旋桨的加工质量。本项目在主机、控制及空间曲面加工等方面均取得了自主创新的成果。其研究和开发的核心技术，能为我国的能源行业的现代发电装备关键零部件（如大型叶片、水轮机转轮等）的制造加工提供共性加工技术和装备制造技术；为我国飞机发动机、火箭发动机以及舰艇螺旋桨的制造，提供高性能的国产制造装备；填补国内空白，打破西方发达国家的限制和封锁。该技术无论是对我国国防建设，还是对国民经济相关行业的发展都具有非常重要的意义。 2004年12月14日，大连船用推进器厂为丹麦A P．莫勒－马士基集团奥登希船厂制造的、世界最大级别的超大集装箱船用螺旋桨，顺利通过了美国ABS船级社和船东的严格检验并交工，于2004年12月16日装船运往丹麦。 此次交工的超大集装箱船用螺旋桨为6个桨叶，直径达8。95米，总投料重达1 60吨，成品98。4吨，比30万吨VLCC油船用螺旋桨还重25吨，建造难度也大得多。制造过程中首次采用了3个铜水包同时浇注、6台中频感应电炉一起熔炼的高难工艺，并一次浇注成功。螺旋桨叶面采用具有世界先进水平的五轴联动数控铣床加工，产品内在质量和表面精度达到国际先进水平。这只大桨从开工到制造完成仅用了3个月时间，创造了世界建造同等级别船用桨最快纪录，产品质量受到船东、船检方面的一致好评。一位韩国客商在参观大桨生产现场后惊叹道，没想到在中国具有如此生产能力和水平的企业。 大连船用推进器厂与丹麦奥登希船厂共签订了7只超大型集装箱船大桨建造合同，其余6只全部于2005年10月底前交工。 现代重工制造的用于7800 TEU 集装箱船，重达106。3吨、直径达9。1米的世界目前最大的螺旋桨。 世界最大数控轧辊磨床 ——上海机床MKA84250/15000-H数控轧辊磨床 ---------------------------------------------------------------- 工程总投资：1000万元以上 工程期限：2006年——2008年 2006年10月12日，由上海机床厂有限公司为上海重型机器厂有限公司制造的世界最大的数控轧辊磨床MKA84250/15000—H正式签约。这是继 MK84160/H、MK84200/12000—H数控轧辊磨床后，上海机床厂再度承制的超重量级产品，它标志着机床厂极端制造又将树起一个新的里程碑，同时也标志着我国重载高精度数控机床跻身世界先进水平。 此次为上海重型机器厂制造的MKA84250/15000-H数控轧辊磨床最大磨削直径为2500mm，有效磨削工件长度为15米，最大磨削工件重量250吨，机床总体布局采用工件床身与拖板床身分离的结构，轧辊软着陆装置采用专用承载结构。数控系统采用德国西门子公司数字式SINUMERIK 840D CNC系统，并配以具有自主知识产权的软件系统。 具有自动趋进功能、砂轮磨损及修整后补偿功能、故障智能诊断、查询功能、程序自动控制磨削、砂轮架进给超程、过载保护等功能。此轧辊磨床可专用于轧辊制造厂新辊制造的磨削，主要可承担热连轧机组、宽厚板机组支承辊、工作辊等大型轧辊制造的粗磨、精磨工序加工，并可完成辊身、辊颈、托肩的外圆、锥面等部位的磨削加工，也可用于钢厂修磨轧辊。
世界最大薄膜式LNG船 ——海上超级冷冻车 ---------------------------------------------------------- 工程总投资：11亿元以上 工程期限：2006年——2009年 LNG船是专门用于运送液化天然气的专业船只，这艘LNG船一次可以运送14万吨体积被压缩了620倍的天然气，这些天然气解压后体积可达9000万立方米，足够上海市民使用一个月。 2008年4月3日，我国第一艘液化天然气（LNG）船“大鹏昊”在上海顺利交付船东，这是沪东中华造船（集团）有限公司建造的世界上最大的薄膜型ＬＮＧ船。 “大鹏昊”于2004年12月15日开工建造，长292米、船宽43。35米、航速19。5节，装载量为14。7万立方米，是世界上最大的薄膜型LNG船，比波音飞机还贵，身价高达1．6亿美元。该船采用保温瓶原理，货舱设计了半米厚的隔热“内胆”，其中两层绝缘箱内藏珍珠岩，有效阻隔热量传递；最关键的内壁使用殷瓦合金钢板，0。7毫米的厚度薄如一张牛皮纸，全船焊缝就长达100多公里，而且要做到“天衣无缝”；船上各种部件能实现40年抗疲劳工作，跻身全球“长寿”巨轮行列。 “大鹏昊”已于2008年5月2日满载65000吨LNG，顺利抵达广东液化天然气有限公司秤头角接受站，圆满完成了从澳大利亚—中国之间2700英里的LNG运输航线上的首航任务。途中，“大鹏昊”经受了多种海况考验，各项性能指标和建造质量均受到好评。 2008年7月10日，我国第二艘液化天然气（LNG）船“大鹏月”在上海顺利交付船东，这条船的船坞周期仅为160天，比首制船缩短近一个月，码头周期比首制船缩短66天，总建造周期比首制船缩短126天。 LNG船是指将LNG从液化厂运往接收站的专用船舶，是国际公认的高技术、高难度、高附加值的“三高”产品，LNG船是在 162摄氏度(-162)低温下运输液化气的专用船舶， 是一种“海上超级冷冻车”，被喻为世界造船“皇冠上的明珠”，目前只有美国、日本、韩国和欧洲的少数几个国家的13家船厂能够建造。 内壁厚度0。7毫米温度控制零下163℃ 把天然气“压”成液态，体积可缩小到六百分之一，但温度要控制在零下163℃，这谈何容易！我国首制LNG船采用保温瓶原理，为货舱设计了半米厚的隔热“内胆”。其中两层绝缘箱内藏珍珠岩，有效阻隔热量传递。最关键的内壁使用殷瓦合金钢板，0。7毫米的厚度薄如一张牛皮纸，由此带来许多技术难题。由于钢壁太薄，必须一小块一小块拼接，全船焊缝就长达100多公里，而且要做到“天衣无缝”。工人在焊接时不能打一个喷嚏，还不能有一滴汗水沾上“钢衣”，否则保温内壁就有可能出现纰漏。此外，在长达两个半“马拉松”路程的焊缝周边，设置了3000多个低温报警装置。 一次航行起码要十多天的液化天然气船，最担心藏品外溢或汽化，憋了“一肚子气”的巨轮无疑成了重磅炸弹。但在航行中，液态天然气出现汽化在所难免，硬堵不如疏导，把汽化的天然气作为动力来源驱动巨轮行驶，但每天蒸发率必须在0。15％以下。身价高达1。6亿美元的LNG船，比一架波音747客机还贵，也是中国唯一不喝柴油的“绿色”巨轮。 长寿巨轮需建三年失之毫厘罚款百万 最昂贵的定价，就有最苛严的要求，国产首艘LNG船也不例外。首先，各种部件能实现40年抗疲劳工作，跻身全球“长寿”巨轮行列。其次，建造、总装周期只有38个月，巨轮远航后，吃水深度每出现1厘米的误差，就要罚款100万美元。 韩国目前是全球LNG船建造设备能力和实际建造能力最强的国家，他的LNG船的核心技术来源于法国GTT公司，因此每建造一艘LNG船，韩国船厂就要向GTT公司支付约为1000万美元的专利使用费。因此韩国政府和船企决心联手合作，攻破技术难关，开发属于韩国自己的LNG船关键技术。日本从1971年买进技术到1981年造出第一艘船花了10年时间。 目前世界液化天然气船的储罐系统有自撑式和薄膜式两种。自撑式有A型和B型两种，A型为菱形或称为IHISPB，B型为球形。 LNG船的储罐是独立于船体的特殊构造。在该船舶的设计中，考虑的主要因素是能适应低温介质的材料，对易挥发或易燃物的处理。船舶尺寸通常受到港口码头和接收站条件的限制。目前12。5万立方米是最常用的尺寸，在建造船舶中最大的尺寸已达到20万立方米。LNG船的使用寿命一般为40～45年。 从总体上看薄膜型LNG船在船型性能方面要优于MOSS型，但MOSS型具有货物装载限制较少等使用操作上的优点，而且，在早期的LNG海运中，MOSS型船占有较大优势。 中国LNG建造计划 船名 总长型宽 货物总容积(在-163℃) 船速 预计交船时间 大鹏昊 292米 43。35米 147210立方米 19。5节 2007年四季度 大鹏月 292米 43。35米 147210立方米 19。5节 2008年二季度 闽榕 292米 43。35米 147210立方米 19。5节 2008年四季度 闽鹭 292米 43。35米 147210立方米 19。5节 2009年二季度 大鹏星 292米 43。35米 147210立方米 19。5节 2009年三季度 中日韩是世界三大造船国，日韩长期把持世界造船市场，而近几年中国造船业呈现爆发性增长态势，对日韩形成了巨大的竞争压力，日韩企业为了延缓中国对高端船舶订单的冲击，采用将大量低端船舶转移到中国生产的策略，企图以此压制中国船企的成长空间。不过目前看来此举并未见效，中国沿海地区众多的民营船企吸收了大量低端船舶订单，而大型国有造船企业继续在向高端船舶及海上装备发起冲击，众多高端船舶订单也正在逐步向中国转移。 世界最大模锻液压机 ——三台齐造，10万吨级航空工业关键设备 ---------------------------------------------------------- 工程总投资：40亿元以上 工程期限：2008年——2012年 中国目前最大的30000吨级模锻液压机，位于重庆市西南铝业集团有限公司，于1971年制造。 稍有机械制造知识的人都知道，大型模锻液压机是机械制造业不可或缺的重要装备，也是一个国家科技水平、综合国力的重要标志，更是维护国家安全的战略装备。大型模锻液压机是发展航空、航天工业必不可少的装备外，其他重要工业部门也需要大型锻件，如燃气轮机用大型轮盘锻件、烟气轮机用大型轮盘锻件、各类发动机叶片、大型船用模锻件、电站用大型模锻件、压力容器锻件，以及其他类型民用品模锻件的生产，都离不开大压机。 国产10万吨级锻压机落户苏州昆山 2008年10月16日下午，与中国大飞机工程配套的大型模锻液压机项目——苏州昆仑先进制造技术装备有限公司正式落户江苏昆山周市镇。该公司将联合清华大学等机构，整合各方资源，设计制造世界最大的10万吨大型模锻液压机，这一项目将改变世界航天航空业大型锻件生产格局。 据了解，苏州昆仑先进制造技术装备有限公司由市国科创投、爱博创投、启迪科技和清华大学颜永年教授等发起设立。清华大学机械工程系长期从事装备制造技术研发，经过30多年的努力，以颜永年教授为带头人的研发团队，在大型模锻液压机的整体结构和技术方面取得了重大突破，研究成功了具有自主知识产权的预应力钢丝缠绕剖分/坎合技术等核心技术，已达到国际先进水平。苏州昆仑先进制造技术装备有限公司将采用颜永年教授上述核心技术，从事重型机械装备的设计与制造。 到目前为止，世界范围内拥有4万吨级以上模锻液压机生产能力的国家只有美、俄、法3国。颜永年教授研发的预应力钢丝缠绕剖分/坎合技术等核心技术，不仅是重型机械装备包括大型模锻液压机的核心技术，应用该项技术还成功设计了国家大型飞机自主研制所急需的8万吨模锻液压机等重大装备，使我国成为第四个具备4万吨级以上模锻压机生产能力的国家。在昆山建设实施的10万吨大型模锻液压机项目，将是世界最大的模锻液压机，将极大提升我国航空关键零部件的制造能力，使我国大型航空锻件的生产水平得到质的提升，并将改变世界航空大型锻件生产格局。 2007年3月，我国宣布启动大飞机工程。据统计，一个常规的飞机项目可直接带动600家企业的发展，间接带动2500余家企业发展。苏州昆仑公司实施的10万吨大型模锻液压机，是大飞机项目成型制造起落架等关键部件的制造设备，将为周市镇打造先进装备制造业产业基地，引进航空、航天工业产业链上的其他企业奠定坚实基础。
目前中国已经开工上马的8万吨以上级模锻压机至少有3台，分别位于昆山、阎良、德阳，可分别配合上海、西安、成都等地的航空航天产业。这标志中国装备制造业整体水平进一步提升，实现了中国锻造产品从高端产品向世界顶级产品的跨越，关键大型锻件受制于外国的时代彻底结束，成为中国国民经济特别是装备制造业和维护国家安全不可缺少的重要战略装备。 更令人震惊的是，清华大学已经研发出16万吨模锻液压机，只因目前我国制造业尚不需要如此之大的模锻液压机，一旦国家需要，即可出图制造。16万吨是俄罗斯7。5万吨压机的2倍多，是美国4。5万吨的3。5倍多。惊人的数字，中国必将成为世界锻压业新的霸主。 黑龙江省齐齐哈尔市中国第一重型机械集团于2006年底建造出15000级自由锻造液压机。 大型航空模锻液压机 现代飞机制造中，轻金属（主要是钛合金）的使用比例越来越高。只有更多地使用轻金属，飞机的性能才能不断得到提高。但是，像钛合金这样的轻金属，其变形时需要很高的单位压强。要生产轻金属模锻件，就必须大幅增加压力机的工作压力。除航空、航天工业外，其他重要工业部门也需要大型锻件。如燃气轮机用大型轮盘锻件、烟气轮机用大型轮盘锻件、各类发动机叶片、大型船用模锻件、电站用大型模锻件、压力容器锻件，以及其他类型民用品模锻件的生产，都离不开大压机。 美国波音747～787、A320～380客机的钛合金起落架，F-16战斗机钛合金机身隔框，D-10飞机的后支承环，915发动机机座，苏27～33战斗机钛合金大型结构件，GT25000舰用燃气轮机直径1。2米涡轮盘等都是在上述大型模锻水压机上模锻成形的。 当前正在进行的11#工程(歼11)国产化项目，自行研制的10#工程(歼10)，FWS-10发动机，GT25000型舰艇用燃气轮机以及正在研制的"四代机"等关系到国防实力的项目，其配套模锻件，都需要在7万吨以上水压机上模锻成形。从国外购进，不但价格昂贵，而且存在隐患，一旦国际形势变化，就很难保障供应，绝非长远之计。最近在美国的高压之下，乌克兰、以色列等国取消了对我国的军工合同就是最好的例证。 过去我国没有大压机，大型锻件的生产要通过铸造或者自由锻造的方法来进行。由于材料消耗高，而且精度不够，致使一些锻件不得不进口。 当今世界上航空制造业强国都拥有4．5万吨以上的重型模锻液压机。美国拥有两台4．5万吨模锻液压机，俄罗斯拥有两台7．5万吨模锻液压机，法国拥有一台6．5万吨模锻液压机。空中客车公司生产的A380客机起落架的成型，就是在俄罗斯7．5万吨压力机上完成的。 在大型机械设备和重要装备中，如轧钢、电站（水电、火电、核电）、石油、化工、造船、航空、航天、重型武器等，都要采用大型自由锻件和大型模锻件，这些大锻件都是采用大型自由锻液压机和大型模锻液压机来锻造。因此，大锻件生产在先进工业国家都放在非常重要的地位，从一个国家所拥有大型自由锻液压机和大型模锻液压机的品种、数量和等级，就可衡量其工业水平和国防实力。 第四代战机的垄断者——美国F-22。第四代战机大量地采用钛合金和适量的铝合金和高强高韧合金结构钢，锻件制成的零件重量约占飞机机体结构重量的20-40％；第四代军用航空发动机(推力重量比=10)锻件材料大量选用钛合金和和高温合金，锻件制成的零件重量接近发动机结构重量的80％。 大型模锻液压机是随着航空工业的需要而逐步发展起来的，早在第二次世界大战以前，德国为了发动侵略战争，为制造战斗机的需要，于1934年制造了7000吨模锻液压机，1938--1944年期间又先后制造了30000吨模锻液压机1台、15000吨模锻液压机3台。英国于1937年制造了12000吨模锻液压机1台，其他国家都没有万吨模锻液压机。
1942年爆发二次世界大战，美国为加速生产战斗机，曾建造百余台中小型模锻液压机，但最大公称压力仅5000吨。1945年二战结束以后，美、苏两国以德国战败赔偿为由，从德国拆走了一批万吨级模锻液压机，美国拆走2台15000吨模锻液压机，苏联拆走15000吨及30000吨模锻液压机各一台。 1955年，美国为发展飞机制造业，梅斯塔（MESTA)公司为美国铝业公司制造1台45000吨模锻液压机，劳威公司（LOEWY）为Wyman-Gordon公司制造了1台45000吨模锻液压机。 1961~1964年苏联为发展航空和航天工业，在这期间建造了一批大型模锻液压机。如新克拉马托重型机器厂（HKM3）制造2台75000吨模锻液压机，分别安装在古比雪夫铝厂和上萨尔达钛厂。 1972年瑞典建造80000吨新型钢丝缠绕结构模锻液压机。 1976年法国AD公司向苏联新克拉马托重型机器厂（HKM3）订购1台65000吨多向模锻液压机。 截至20世纪末，全世界共有万吨级模锻液压机40余台，美、俄各有10余台，约占总台数和总吨位的70％，其建造背景均源于发展航空航天工业。60年代中期以后，由于锻压工艺的改进，需要的水压机规格有所降低，新制的自由锻造水压机一般都不大于8千吨。 目前世界上最大的民航客机——A380。虽然法国已有70年代向苏联订购的65000吨模锻液压机，但A380客机起落架的成型，仍然需要到俄罗斯的75000吨压力机上完成。 曾振奋过中国人的科技成就——1961年上海设计制造出一万吨级自由锻造液压机，已经运行了40多年。 中国第一台万吨水压机 自由锻造水压机是用上、下锻砧和简单工具进行自由锻，主要用于单件和小批生产。大型自由锻造水压机是制造重型机器的关键性设备。从19世纪末期美国制成第一台1。26万吨的自由锻水压机以来，全世界曾先后制造过20多台万吨以上的水压机，其中中国在20世纪60年代初制成2台。 1958年5月，在中国共产党八大二次会议上，煤炭工业部副部长沈鸿致信毛泽东主席，提出了制造万吨水压机的建议，此建议得到了毛主席的支持，并把信立即批给总书记邓小平：“此件请即刻付印，发给各同志阅。”毛主席还亲自拿着这封信，问上海市代表：上海能不能干？愿不愿干？上海市代表经过考虑，认为可以干。于是，上海马上成立了设计班子，由沈鸿亲自任总设计师，到上海主持设计和制造工作，林宗棠任副总设计师，徐希文任技术组长。以上海江南造船厂为主进行制造，上海重型机器厂等几十个工厂参加大会战。为了取得准确的技术数据，设计组先制造了一台1200吨的水压机，作为试验样机，在此基础上，确定了12000吨水压机的总体设计方案。方案设计，万吨水压机由13个特大部件组成，即6个工作缸，3个大横梁，4根大立柱。 1960年，国民经济暂遭困难，万吨水压机工程处于是上还是下的十字路口，在这关键时刻，周恩来总理亲自批准：万吨水压机工程继续干下去。从而挽救了这台水压机。 在制造过程中，工人们克服了一个又一个困难，创造出一个又一个奇迹。如：直径近1米、长17。69米、净重80吨的立柱，电焊工人硬是采用8节铸钢件电渣焊接而成。用这种全焊接方法制造的万吨级水压机，在全世界为中国仅有。没有大型起重设备，工人们就用几百根枕木和几十个油压千斤顶，把300多吨重的横梁顶起6米高，并使它平稳地作了360度的大翻身。就是在这样艰难的条件下，工人们用“以小干大”、“以粗干精”的方法，加工制造出一个个关键零件。1961年12月13日，万吨水压机的40000多个零部件加工完毕开始总装。1962年6月22日，上海江南造船厂制造的1。2万吨压力的自由锻造水压机试车成功。全国各地的参观者都将亲眼看到这钢铁巨人的威力。大吊车抓住烧得通红的大钢锭送人了万吨水压机，操纵台上红红绿绿的指示灯不断闪动。压力400吨，800 吨，1200吨，钢锭如面团儿一样由水压机揉捏。 这台水压机经过两年多试生产的检验，质量很好。在进行超负荷试验时，将锻压能力加大到1。6万吨，水压机各个部件仍未发现任何不良现象。它是当时我国机械工业中最大的一台锻压设备。当时世界上连我国在内，只有五个国家能制造这种机械。 这台水压机的主机有六七层楼高，基础深入地下40米；四根银白色的合金钢大柱子，每一根都要两个人才能合抱过来。它工作时，可以把二三百吨重的特大钢锭，象揉面团似的锻压成各种形状的机器零件。这台水压机的制造成功，为我国发展现代工业提供了有力的技术设备条件。 1965年，著名记者斯诺在位于闵行区的上海重型机器厂参观。他看到一个漆成灰色的钢铁巨物，他一边照像一边问：“你们费这么大劲造这样一台大机器有什么意义？”操作表演开始了，一个烧得通红的大钢锭被放入这个巨物——12000吨水压机中，柱形钢锭不到一分钟被压成圆饼，斯诺先生连连点头：“我理解了，我理解了。” 这台水压机有两个特点：其一是既重又大，它的主机重2200多吨，高23。6米，基础深入地下40米，共有4万多个零件，其中有13个大件，6个主缸，4根大立柱，3个大横梁。水压机的4根大立柱每根大约有18米高，1米粗，80吨重。每根立柱都有几个大螺帽，一个大螺帽就有5～6吨重。三个大横梁（上横梁，下横梁，动横梁）每个都有几百吨重。其二是精密，3500牛顿/厘米2的高压水要用12台高压水泵，16个高压容器和100多个高低压阀门进行联动控制，有关机件都必须有高度的精密性、密封性、准确性和灵活性。这在当时是属于世界一流水平的，它的成功，标志了中国重型机械的制造进入了一个新的历史阶段。 |
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