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中国军工35种领先世界超级机器 - 5
送交者: 岚少爷 2015年04月12日07:53:03 于 [军事天地] 发送悄悄话

一台万吨水压机能用100年左右。这台万吨水压机自1962年建成以来,已在上海重型机器厂服务了46年,一直运行良好。1991年的一次大修改造,更提高了它的精度性能。这台水压机的设计能力为每年锻压锻件2至2。5万吨。2008年5月,世界最大的16500吨自由锻造油压机在上海重型机器厂有限公司安装完毕,这是中国重型装备的又一个突破。

  新中国早期建成的九套大型成套设备为我国冶金工业作出了重要贡献,这九套大型成套设备是:1973年投产的30000吨模锻水压机,1971年投产的12500吨有色金属卧式挤压水压机,1972年投产的辊宽2800毫米热轧铝板轧机和辊宽2800毫米冷轧铝板轧机,1971年投产直径80-200毫米系列钢管冷轧机和直径2-80毫米系列钢管冷轧机,1971年投产辊宽2300毫米冷轧合金薄板轧机,1984年4月安装使用辊宽700毫米二十辊极薄带钢轧机,1965年投产10000吨油压机,后因改进了工件的材质和原材料,用1000吨模拟样机所代替,九套大型成套设备的设计制造,有力地支援了国防建设,促进了重型机械制造技术水平的提高,使重型机械发展进入了自行设计制造大型成套设备的新阶段,同时也带动了各辅机、电气、仪表制造业的发展。


成千上万吨的力量,揉钢锭如同面团一般。

  8万吨航空模锻液压机落户西安阎良

  2008年1月29日,中国大飞机关键支撑装备——8万吨航空模锻液压机项目,在大型运输机总装地和大型客机主要研发生产地——西安阎良国家航空产业基地正式开工建设。项目开工仪式由西安市副市长杨广信主持,陕西省委常委、副省长洪峰宣布项目建设正式启动,清华大学副校长康克军以及国家科技部、国防科工委等相关部委有关领导出席,中国航空工业第二集团公司发来贺信。

  2007年3月,我国宣布启动大飞机工程,布点于西安和上海两座城市。西安阎良作为中国唯一的国家级航空产业基地,将承担大型运输机的总装任务和50%以上大型客机设计制造工作量。而大型航空模锻液压机是发展大型飞机必备的关键设备,也是关系国家安全、经济发展的战略性设备。

  8万吨大型航空模锻液压机由清华大学研究设计,创造性地运用现代预应力坎合技术和钢丝缠绕预应力结构,达到了国际领先水平,是我国拥有自主知识产权的重大装备项目。2007年4月,该项目在京通过了专家委员会的论证,世界吨位最大的航空模锻液压机项目在国家航空产业基地正式启动。到目前为止,在世界范围内仅有美国、俄罗斯、法国等少数国家拥有类似设备,最大锻造等级为俄罗斯的7.5万吨级。

  该项目分两期建设,一期工程投资1.95亿元,建造4万吨模锻液压机,作为8万吨模锻液压机的生产型样机,2009年年底建成投产;二期工程投资8.05亿元,用2到3年完成8万吨航空模锻液压机本体和配套设备的建设。由于该项目对于生产大飞机的重大意义,被列为2007年国家科技支撑计划重大项目,获得6108万元资助,是陕西省历年来获得国家科技部单项支持额度最大的项目。

  该项目建成后,将超过俄罗斯、美国、法国、德国等国家锻压设备的吨位水平,填补中国大型锻压设备的空白。对中国大型锻压设备和大型盘件、结构件的制造将起到显著的推动作用,也将为中国大飞机的起飞奠定坚实的基础。


德阳二重8万吨模锻压机

  四川德阳中国第二重型机械集团公司(原中国第二重型机器厂,以下简称中国二重),是我国最大的重型机械制造企业和重大技术装备国产化基地,是关系国民经济命脉和国家安全的重要骨干企业。公司始建于1958年,1971年建成投产,占地面积 261。1 万平方米,目前拥有8个生产分厂,员工1。3万人。

  2007年10月1日上午,16000吨级自由锻造水压机在四川省德阳市中国第二重型机械集团公司进行第一次试车获得成功,未来在德阳二重,还将投资15。17亿元研制8万吨级模锻压机。

  二重建造大型模锻压机项目主要建设内容是建造模锻压机生产线,新增辅助设备及检测设备。新建大型模锻压机及清理车间、高压泵站及变配电所,新增建筑面积14850平方米。项目总投资151700万元,建设期两年半。项目建成后,将使二重新增航空、电力、石化等大型模锻件15000件(约13783吨)的能力,满足国家大型飞机等对大型模锻件产品的需求。同时,将使二重形成以100吨·米对击锤、8万吨模锻压机为代表的世界最大的模锻制造能力,加上二重已经有的以12000吨、16000吨水压机为代表的世界最大的自由锻制造能力和可一次冶炼710吨级优质钢水、浇注400吨级优质钢锭的铸造能力,二重将成为世界最大的铸锻钢生产基地。


  大型模锻件生产纲领表


  序号 产品类别 年产量(件)单件重(吨)(公斤) 产 值(万元) 典型产品


  1 军品模锻件  1500  500   200~300  60000  飞机框梁、轮盘

  2 四代机    120   63   200~900  25000  飞机框梁、翼梁

  3 民品模锻件  10000  12000 1000~3000  70000   石油套管、阀体

  4 大飞机(含大运)400  920  1130~3000  30000  框梁、主起外筒

  5 转包外贸件  3000  300          20000   轮盘、阀体等

  合计    15020   13783      205000

  10万吨、8万吨液压机将创造新的中国纪录和世界纪录,重型装备制造业新的跃升,意味着“中国制造”的产业升级时刻已经到来。

  要在当今强国围坐的桌子边寻找中国的位置,不能靠赶走已经坐下来的人,而是要靠强大的实力去争取一张更新更大的桌子,而且能坐更多的中国人。这张桌子已经摆在我们的面前。



国产大型客机模型


世界最大海上浮式生产储油船

  ——中海油海洋石油117号30万吨FPSO

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  工程总投资:25亿元以上

  工程期限:2005年——2007年
 


  "海洋石油117"号为双底双壳结构,船长323米、型宽63米,船体相当于3个标准足球场大;型深32。5米,从船底到烟囱的距离有71米,相当于24层楼高。

  2007年4月30日,我国第一艘完全自主设计并建造的30万吨级海上浮式生产储油船(FPSO),在中船集团公司所属的上海外高桥造船有限公司被命名为"海洋石油117"号。这艘FPSO是全球第四艘30万吨级的FPSO,我国在FPSO的设计与建造领域已位居世界先进行列。

  "海洋石油117"号为双底双壳结构,船长323米、型宽63米,船体相当于3个标准足球场大;型深32。5米,从船底到烟囱的距离有71米,相当于24层楼高,满载吃水20.8米。船上建有容纳140人作息的上层建筑及直升飞机平台,系目前世界上建造的特大海上浮式生产储油船。该船设计寿命25年,通过安装在船艏的软刚臂单点系泊装置,长期系泊于固定海域,25年不脱卸,可抵御百年一遇的海况。它由原油处理工艺设施、兼顾海上采油平台的公用系统、外输油系统、储油舱区、海上生活区和单点系泊装置等组成,自重逾9万吨。

  "海洋石油117"号船体由中国船舶工业集团公司所属的七○八所设计、外高桥造船有限公司建造。船上配备了先进的中央控制系统,可抵御百年一遇的海况,入挪威船级社(DNV)。

  据介绍,"海洋石油117"号将用于我国渤海海域蓬莱19-3油田二期,成为此油田最大的油水气处理加工中心,日加工量达19万桶合格原油,储油量为200万桶(3万吨)。

  蓬莱19-3油田二期开发项目由中国海洋石油有限公司与康菲石油中国有限公司共同出资、开发经营。30万吨FPSO项目即为其中的子项目之一。

  FPSO是海洋石油开发的关键设施,具有高风险、高技术、高附加值、高投入、高产出特点。2005年,上海外高桥造船有限公司在与韩国三星、大宇等国际上知名的海洋工程建造商的竞争中脱颖而出,获得建造订单,打破了韩国等造船企业垄断30万吨FPSO的市场格局。

  据预计,"海洋石油117"号将于2008年底建成投产。

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  世界最大矿砂船

  ——渤海重工38。8万吨超大型矿砂船

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  工程总投资:8亿元以上

  工程期限:2007年——2012年


  2008年9月26日上午,南通中远川崎船舶工程有限公司建造的30万吨超大型矿石运输船(VLOC)顺利建成下水。这是我国造船企业建造的首艘VLOC。作为我国进口铁矿石运输船队的主力,改船完工后将投入中国至巴西航线。该船由中远(香港)集团经营管理。VLOC是专门从事铁矿石海上运输的大型船舶。此次建成下水的超大型VLOC,其详细设计和生产设计由南通中远川崎船舶工程有限公司技术部门自主完成,开创了国内同型船的建造先河。该船总长327米,型宽55米,型深29米。

  2007年4月30日,渤海船舶重工有限责任公司、中国船舶重工国际贸易有限公司作为联合卖方,与新加坡百国盛环球私人有限公司在北京签署了4艘38。8万吨DWT矿砂船建造合同。该船是目前世界上同类产品中最大的环保型船舶,由渤船重工自主研发,具有自主知识产权。它的成功研发和批量建造,标志着渤船重工的自主研发能力又有了新的突破,公司的产品结构进一步向高技术含量、大型化和批量化方向发展。

  渤船重工开发了38。8万载重吨矿砂船,这是迄今为止中国历史上最大的船舶,也是世界上最大的散货运输船。其主尺度为:总长360。6米,垂向间长345。6 米,型宽65米,型深 30。5米,设计吃水22米,结构吃水23米。该船入级 DNV,满足2011年及2011年以前即将生效的SOLAS 及MAPOL公约要求;可以适应国内诸多的港口,包括唐山曹妃甸港、大连港、马迹山港,具有较高的适航性;航速不低于14。8节,与国外同种船型对比,航速较高,单航次周期可以大大缩短,可为船东带来巨大的经济效益;该船设计考虑轻压载吃水,重压载吃水两种工况,将给船东空载状态较大的选择性,节省运行费用;该船续航力25000 海里,可以满足从中国到巴西航线的要求。产品研发成功后,多家知名船东对该船表现出了极大的兴趣。

  近年来,渤船重工把建立以市场为导向满足市场需求的产品研发体系,作为建设世界一流企业发展战略的关键环节,依靠技术创新,推动企业核心竞争力的不断提高。通过实施“名牌”战略,不仅成功研发和批量建造了以17。4万吨优选型散货船和29。7万吨、32万吨VLCC为代表的自主品牌,还成功打造了一支具有高度市场敏锐性和应变能力的研发队伍,企业在做大的同时,也越来越强。

  公司2006年通过对市场的分析发现,全年中国铁矿石进口量达3。26亿吨,占全球总进口量的45%。由于中国钢铁产量保持持续增长和国内矿石产量需求高速增长,预计2007年中国进口铁矿石3。65亿吨,未来铁矿石进口将不断增大。

  VLOC(Very Large Ore Carrier)大型矿砂船,主要是运输各种矿砂,煤炭,或者钢材、肥料、粮食等等大宗散货的船舶,载重吨一般在20万吨以上。

  在船舶分类中,将专门用于运输固态散装货物或具有安全运输包装形态的大型船舶称为散装船,将专门用于运输矿物的大型船舶称为矿砂船或矿石船。通常载重超过20万吨以上的散货船只用来运矿砂,被称为超大型矿砂船,简称ULOC。

  本世纪之前,国际上对矿砂的需求一直是稳定的,所以矿砂船的发展一直没有大的突破,数量也很有限,基本上是20世纪80年代由日、韩船厂建造的,其中最大的是1986年由南韩现代造船公司为挪威船东建造364767吨的博克斯坦号“BERGE STAHL”矿砂船,此船用于巴西PDM港和法国敦刻尔克港之间运输铁矿石。而同期我国没有建造过大型矿砂船,国内也一直没有开展大型矿砂船的研究工作,因此超大型矿砂船主要技术一直掌握在日、韩手中。

  进入新世纪,我国经济迅速发展,对钢铁的需求不断增加,矿砂进口激增,并且亚洲其它国家,如南韩、日本,近年来对矿砂的进口需求也日益增加,因此亚洲市场对矿砂船的需求大量增加。这就极大地刺激了超大型矿砂船的发展,近几年订船数量明显增多,并且大型化的发展趋势十分明显。

  我国航运公司为了确保国家战略物资运输的主动权,近些年也相继签订了一批超大型矿砂船建造合同,促进了超大型矿砂船的发展。国内造船界在国家的支持下组织开发了一系列超大型矿砂船的研发工作,取得了明显成效。例如,在原国防科工委的高技术船舶专项资金的支持下,由中国造船工程学会、中国船舶工业行业协会、中国船舶工业集团公司、中国船舶重工集团公司、中国船级社、中国远洋运输集团总公司等单位联合承担的《超大型矿砂船船型开发项目》,开发了23万、32万、36万和50万吨级矿砂船系列船型。总之,我国超大型矿砂船船型的开发和建造,在技术上显著缩小了我国同日韩的差距。其中38。3万吨矿砂船的建造完成将是目前世界上最大的矿砂船,50万吨级矿砂船的开发成功将使我国在超大型船舶技术方面走在世界前列。

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  世界最大吨位改装船

  ——30万吨油轮改装成30万吨浮式储油船

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  工程总投资:1亿元以上

  工程期限:2008年——2009年


  正在中远30万吨浮船坞中进行改装的“太阳神松寿”轮。

  2008年11月4日,由30万吨油轮(VLCC)改装成的全球最大吨位海上浮式生产储油船(FPSO)——“太阳神松寿”轮,在大连中远船务船厂顺利交付日本船东MODEC公司。至此,大连中远船务承接的4艘同类型改装船已有2艘完工交付船东,另2艘船目前正在改装过程中。

  30万吨油轮是世界上超大型船舶,改装后的“太阳神松寿”轮,是目前全球最大吨位的集海上石油生产、加工、存储、输送为一体的大型浮式生产储油船,船长315米,型宽60米,井架高耸,油管密布,巍然似一座小型炼油厂。改装后的“太阳神松寿”轮开航后,远赴巴西国家石油公司投入油气资源勘探开采。作业深度可以达到海下1800米,其开采、存储和加工技术都是目前全球最先进的。

  完成此类型系列改装船难度大,技术要求高,不亚于建造新船。为迎接这个挑战,大连船务以创新举措完成改装任务:他们成立了项目领导班子,组建了科研小组,挑选精兵强将组织攻关。

  此项工程中,大连中远船务共为“太阳神松寿”轮安装超过100吨的大型模块和设备15个,总重量超过8000吨。其中仅从2008年8月1日到8月15日,大连中远船务就为“太阳神松寿”轮完成9次超大型的海上吊装作业,加上火炬塔、直升机平台和管支架模块等上部钢结构的吊装,公司用超大型海吊为“太阳神松寿”轮作业超过30次,为大型模块吊装积累了丰富的经验。

  大连中远船务此系列改装船订单的承接和实施,进一步确立了中远船务在国内船舶改装领域的领先地位,标志着我国船舶工业修改装船历史步入了新阶段。



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  世界第一座极浅海步行式钻井平台

  ——“胜利二号”极浅海步行坐底式钻井平台

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  工程总投资:1000万元以上

  工程期限:1982年——1988年


  “胜利二号”极浅海步行坐底式钻井平台,是世界上第一艘能在海滩 “步行”的钻井平台船。在漂浮状态下,可以被拖航,且能够在浅海区域内下沉坐底后钻井;在海陆过渡地带的极浅水区搁浅后,能够以"步行"方式前进到设计井位后钻井,该船由内体和外体两部分组成。船上安装有一套液压装置,使内外体之间能够做上下、前后的相对运动,从而实现交替举升、前进的"步行"动作,达到移动目的。

  船体总长72米,宽42。5米,外体甲板高12。6米,内体甲板高10。8米。空船排水量4144吨,平均吃水1。5米;远距离拖航排水量5014吨,平均吃水1。81米。最小作业水深0米(海滩),最大作业水深6。8米(包括潮高)。步距10。0米,步行速度60~100米/小时。船上装有可打4500米深井的全套钻井装置和配套的固井、测井设备。全船定员为80人。

  1982年9月,胜利油田钻井院浅海室和上海交通大学组成联合设计组,根据1981年胜利油田一艘登陆艇在潮间带(即潮涨有水、潮落无水区)搁浅,两名船员涉齐胸深水步行登岸的启发,由胜利油田钻井院总工程师顾心怿主持设计"胜利二号"极浅海步行坐底式钻井平台船。

  1986年3月,青岛北海造船厂开始建造。1988年9月19日,"胜利二号"步行 700 多米下水成功,11月20日完成一口2434米深的海上试验探井,发现20米厚的油田,宣告"胜利二号"研制成功。"胜利二号"极浅海步行坐底式钻井平台船的诞生,对开发渤海浅海区域的油气资源,提供了技术和设备条件。

  “胜利二号”是一种能在浅海步行的坐底式钻井船,也是一种有内体和外体的特殊形式双体船。

  "胜利二号"极浅海步行坐底式钻井平台属世界首创项目,获1990年世界博览会金奖,并被评为1992年我国十大重大科技成就之一,1995年荣获国家发明二等奖;荣获中国船舶总公司优质产品奖。

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  世界上轮子最多的汽车

  ——苏州大方2500吨液压遥控自行式动力模块平板车

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  工程总投资:2000万元以上

  工程期限:2005年——2006年


  你见过4个轮子的汽车,或许还见过几十个轮子的汽车,但是,你见过880个轮子的汽车吗?

  2006年12月,我国首台2500吨液压遥控自行式动力模块平板车近日在在苏州大方特种车辆有限公司研制成功。该车长73。2米,宽8。125米,自重约400多吨,有880个轮子,由于车体过于庞大,巨型车拐个弯都要绕60米。由中陕物流集团陕西大件汽车运输有限公司采购。

  这台2500吨液压遥控自行式动力模块车组是专门为千吨单件或不可拆卸重量超过千吨的重型设备的运输而研制的,为方便运输整台车呈平板型,全车共有440组880个车轮,在车身的两头还有两个动力模块,通过一个操作盒就可遥控操作该车前行。除此之外,该车组还能够实现模块与模块纵横快速组合,全挂车与半挂车可方便地转换,同时,也是我国首次成功开发出的2500吨液压遥控自行式动力模块车组。可根据不同运输对象,拼装成70—2500吨各种吨位的运输车组,被称为大件运输的“变形金刚”。

  近年来,在我国钢铁、石化、电力、船舶港口、大型工程建筑、航空航天以及部队装备等15个行业中这种市场需求非常突出。这就要求特种运输将向超大吨位、专业化、高技术、高附加值方向发展。但目前,国内重型平板车车品单一、载重吨位较小,技术含量不高,市场需求的超大型大型特种运输车,主要还是依赖进口价格昂贵的国外公司的产品。2005年底,陕西大件运输公司将2500吨平板车的制造任务大胆交于苏州大方特种车辆有限公司研发。在此之前,国内此类装备市场一直为国外制造商所垄断,该产品的开发成功填补了我国在超重型特种车辆设计制造技术方面的空白,打破国外产品对国内市场的垄断,使国家自主发展超大超重型物件的生产研发和运输能力得到了很大的提升。

  此次购买中国首台2500吨液压遥控自行式动力模块车组的陕西大件汽车运输公司是以公路运输超长、超重、超宽物件为主的大型运输集团公司。作为国内大件运输民族企业,陕西大件汽车运输公司近年来发展迅猛,主要承接国家重点工程,特别是电力工程项目的成套大型设备运输任务,同时为公路工程行业提供大型路桥的吊装、桥梁架设服务。2004年6月青藏铁路二期工程——格尔木至拉萨的铁路建设中,陕西大件汽车运输公司作为两个火车头和一个青藏线最长吊臂的承运方,以相对最短运输时间、货物零损坏的完美成绩顺利完成了此次具有深远意义的运输任务,赢得了广泛好评。








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  世界首艘重质加温原油轮

  ——装备先进的加热防寒装置

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  工程总投资:8亿元以上

  工程期限:2006年——2007年


  2007年3月6日上午,由南通中远川崎船舶工程有限公司设计建造的世界上唯一一艘可承运重质加温原油(高粘度石油)的超大型油轮在大连隆重命名。这艘被命名为“天喜”(TENKI)号的巨轮总长333米,型宽60米,型深29米,设计吃水21。15米,载重为31.5万吨,是在原30万吨级油轮成熟船型基础上创新改进而来,采用了高强度钢板,优化了船体线形,减少了自重,改变了吃水,增加了运力。“天喜轮”船上装备了先进的加热防寒装置,从而使远距离运载高粘度石油成为可能。“天喜轮”经过为期6天的海上试航,交付后由中国石油国际事业公司租用并经营管理。

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  单钩起重量最大的桥式起重机

  ——三峡工程关键设备

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  工程总投资:1亿元以上

  工程期限:2000年——2007年


  三峡水电站厂房内,两台1200吨吊机配合,起吊重达2000吨的巨型水轮机转子,这个世界最大的巨型转子,直径接近20米,高度超过3米。

  2007年12月18日,太重集团为三峡工程地下厂房设计制造的两台 “巨无霸”——1200吨桥式起重机,顺利通过了专家的验收。至此,太重共为三峡工程设计制造了6台世界最大1200吨桥式起重机。

  这两台桥式起重机的起重能力,均达到1200吨,跨度为33.6米,是世界上目前水电站建设中运用的,起重量最大、跨度最大的桥式起重机。此外,这两台桥式起重机的桥架,均为三梁式结构,主要由桥架、大车运行结构、1200吨主小车、125吨副小车、吊具、司机室、电缆滑线及电器控制部分组成,每台总重量达到了1000吨。

  在三峡工程建设中,左岸电站厂房内必须安装两台型号为“1200T/125T”的桥式起重机,它们将在电站的机电设备安装、调试等环节发挥不可替代的作用。专家介绍说,在三峡工程中,每台发电机组都重约7000吨,发电机转子单件重达2200吨,用一台1200吨桥式起重机都无法调运,必须由两台相同的起重机将发电机转子“抬”到厂房里。

  被誉为 “天下第一机”的1200吨桥式起重机是目前世界上起重量最大的桥机,它担负着三峡电站多台巨型水轮发电机组等关键设备的安装、运行维护和检修的吊装任务。它在水电站厂房桥式起重机中扬程最高、调速性能最优越、安全措施和检测手段最齐全、自动化程度最高、控制技术最先进。在规格参数、多项新技术的集成应用等方面均填补了国际空白,整体技术达到国际领先水平。2005年,三峡1200吨桥机荣获国家科技进步二等奖。

  1954年太重设计制造出我国首台50/10吨桥式起重机;1961年周总理亲自批示,由太重为黄河三门峡水电站设计制造成功全国最大的350吨门式起重机;2000年为三门峡水利工程设计制造成功世界最大的两台1200/125吨桥式起重机;2006年太重同意大利爱登公司合作制造成功世界首台过隧道900吨铁路架桥机。为一家钢企设计制造成功国内最大的480吨铸造起重机……

  目前,太重起重机产品不仅囊括了全部品种系列的冶金铸造起重机,而且在水电、火电、核电、造船、铁路、军工等各个重大领域内大显身手,300吨以上的大型起重机不仅全部占领了国内市场,而且还远销到韩国、印度、沙特、台湾等国家和地区。太重起重机分公司不仅是国内最大的起重机生产基地,而且从品种、数量及规模上已经一跃而成为当今世界上最大的起重机设计研发制造基地。


世界最大铲斗式挖掘机

  ——机械巨无霸,相当于7层楼高

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  工程总投资:2亿元以上

  工程期限:2006年——2008年


  WK-55矿用挖掘机,是太原重工最新研制的大型露天矿山采装设备。

  2006年2月,中国一重集团公司与美国P&H公司合作为中国煤炭集团平朔安太堡露天煤矿制造P&H4100XPC型矿用挖掘机。该挖掘机斗容为58。5立方米,是目前世界上同类产品中斗容最大的挖掘机。此次签约的挖掘机总计3台,一重承制的整机设备占总重量的80%。随着我国露天煤矿对挖掘机大型化需求的急剧增长,这一产品市场前景广阔。此次签约并承制将对一重进一步拓展这一市场领域产生积极的影响。

  P&H是世界知名的表层采矿设备公司,公司成立于1880年,主要从事露天采矿设备的设计、制造及服务。其产品包括电铲、拉铲和钻机。生产的设备40%应用于铜矿、30%用于煤矿、30%用于铁矿及其他矿种的开采。

  4100XPC是P&H的电铲系列矿机的旗舰产品,而且是最新型的第三代C型机。体型庞大,重约1100吨,一铲可装起104吨的矿物,铲容量达35。9~76。5立方米,几铲就可以装满像CAT 797这种巨型卡车。动力(输入)为高压交流电,有2台铲斗提升电机,1台回转电机和1台行走电机。

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  2008年1月26日,国内首台矿用55立方米挖掘机在山西太重集团下线,这是我国2000万吨级以上大型露天矿成套设备中的关键设备,具有完全自主知识产权,可满足世界上所有露天矿山的采掘条件,不日将运往中煤集团平朔分公司露天煤矿。

  这台WK55型挖掘机高达22米,相当于7层楼高,总重量达到1400吨,相当于70节火车皮的总重量,斗容量56立方米,年产量可达1200万立方米。 可适用三千万吨级的大型露天矿、铁矿、有色金属矿的剥离和采装作业。

  大型矿用挖掘机是大型露天煤矿、铁矿、有色金属和建材矿等理想的剥离和采装作业装备,属于《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》支持重点发展的16个关键领域范围。1961年,太重仿制成功我国第一台4立方米矿用挖掘机,此后,通过合作制造、引进技术、消化吸收再创新,先后研制出10立方米、16。8立方米矿用挖掘机。特别是2005年以来,太重集团自主开发出WK系列20立方米、27立方米、35立方米大型矿用挖掘机,形成了系列产品。应用于神华、中煤等国内大型煤炭集团。在WK-55大型矿用挖掘机的自主研发过程中,针对外方不愿转让的核心技术——可控硅供电技术,太重集团组织力量进行攻关,在电气设计上大胆采用交流变频电机及其控制系统,取代了传统的可控硅供电和直流电动机系统,实现了消化吸收再创新,掌握了核心技术。国产矿用挖掘机大大降低了使用部门的设备购置和运营成本,太重集团大型矿用挖掘机的主机价格只有进口产品的70%左右,运行费用也只有进口设备的一半。

  太重集团是我国最大的矿用挖掘机研制企业,已累计生产各种类型矿用挖掘机1100余台。在大型矿用挖掘机的研发过程中,太重通过自主创新掌握了核心技术,拥有了自主知识产权,一举打破了国外公司在这一领域的长期垄断。目前,全球能够独立研制大型矿用挖掘机的企业只有中国太重、美国PH公司和美国B-E公司等3家。

  4100XPC是P&H的电铲系列矿机的旗舰产品,而且是最新型的第三代C型机。体型庞大,重约1100吨,一铲可装起104吨的矿物,铲容量达58。5立方米,几铲就可以装满像CAT 797这种巨型卡车。卡特彼勒797系列是世界最大的载重卡车,装载量超过360吨,在4100XPC面前如同玩具。

  5700系列于1991年推出,共生产了5台,是在2800基础上开发的,是P&H公司生产过的最大电铲型号,输入电压为14400V,它装有4个铲斗提升电动机,2个推进电机和4台回转电机,吊臂长度为21m,整机质量:1667t吨,装机容量:9975kW ,铲斗容量:61m3 。

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  世界最大悬臂式斗轮取料机

  ——大连重工•起重集团12500吨/小时取料机

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  工程总投资:1亿元以上

  工程期限:2007年——2009年

  斗轮堆取料机作为一种连续、高效的散状物料装卸输送机械已经被广泛地应用到港口、电厂、钢厂、矿山等行业中。

  在国外,斗轮堆取料机作为散状物料装卸机械的使用是从上世纪初期开始,它是由斗轮挖掘机演变而来的。我国从六十年代中期开始研发斗轮堆取料机,国内最早的设备为 KL-1型斗轮堆取料机和30。25型斗轮堆取料机,分别由大连工矿车辆厂(大连重工·起重集团有限公司前身)和哈尔滨重型机器厂研制。经过四十余年的发展,国内斗轮堆取料机的设计和制造水平有了长足的进步和提高,尤其是上世纪八十年代后期计算机技术的应用和结构有限元分析计算的使用使得设计手段得到了极大的改善。

  多年来,大连重工·起重集团制造的散料装卸设备,制造水平和市场占有率一直是国内同行业的龙头老大。从国内第一台翻车机和第一台斗轮堆、取料机在该公司诞生至今,大连重工·起重集团已制造了不同型号和规格的翻车机卸车系统300余套,堆、取料机500多台,产品广泛应用于冶金等国民经济基础产业。该公司是目前国内惟一成功制造万吨级超大型堆、取料机的企业,其为秦皇岛港煤三期码头独立设计制造、具有自主知识产权的三车翻车机代表了国际同类产品的最高水平。

  仅2007年一年,大连重工·起重集团就向澳大利亚必和必拓公司出口了4台万吨大型堆、取料机,向俄罗斯马格尼钢厂出口了39台冶金起重机,向印度维萨钢厂出口了12台冶金起重机,向尼日利亚董氏集团出口了16台桥式起重机。如今大连重工·起重集团也进入了这些以前被几个国际知名重机企业垄断的大市场,并且很受好评。

  2007年,大连重工·起重集团与德国克虏伯公司合作,向世界上最大的采矿业企业———澳大利亚必和必拓公司出口了2台10000吨/小时取料机、1台12500吨/小时取料机、1台10000吨/小时取料机,合同总额为4。9亿元。由于产品质量可靠,价格合理,交货及时,得到了用户的高度评价。今年,大连重工·起重集团将再为澳大利亚必和必拓公司制造3台万吨级超大型堆料机和取料机。

  2008年,大连重工·起重集团将为世界第一大铁矿石生产和出口商———巴西淡水河谷公司提供4台10000吨/小时斗轮取料机、7台8000吨/小时回转式堆料机、1台1920吨/小时固定臂堆料机及12条机下皮带机,且全部由大连重工·起重集团独立设计制造。设备研制成功后,大连重工·起重集团将一举跻身世界上少数几家拥有自主品牌的大型散料装备制造商行列。能同时为上述两大世界矿业巨头提供大型散料设备,充分说明大连重工·起重集团的设计制造能力已经达到世界级水平,表明该公司具备了与世界知名散料设备制造业企业比肩共舞的实力,同时也标志着大连重工·起重集团在实施国际化经营战略,打造世界级散料设备研制基地的征程中迈出了重大而坚实的一步。

  QL6000·55 斗轮取料机 秦皇岛港

  1979年,大连重工自主设计制造国内第一台回转半径为35米(当时国内最大),取料能力为2000t/h的斗轮取料机;2005年,自主设计制造国内第一台臂长为55米的6000t/h斗轮取料机。产品设计与制造水平已跻身世界先进行列。

  船用曲轴关键设备

  ——齐重数控“旋风车”

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  工程总投资:4000万元以上

  工程期限:2006年——2007年


  由齐重数控装备股份有限公司自主研发的我国首台具有国际领先水平的“数控重型曲轴旋风切削加工中心”(也称“旋风车”),成功加工出我国首套大型船舶曲轴,其技术参数完全符合要求。

  2008年3月23日,在青岛海西重工有限责任公司高大宽阔的厂房中,曲轴加工系列机床演示鉴定会上,我国首台由齐重数控自主创新独立研发,具有当代国际领先水平的“数控重型曲轴旋风切削加工中心”也称“旋风车”,有如一个力大无比的钢铁“巨无霸”,正与相距不到10米远的国外王牌“旋风车”同台竞技。

  齐重数控的“旋风车”身长32。25米、宽12。6米、最高6。9米、重达400吨,而其主要加工回转部件却异常灵巧精准。只见数控操作盘上指示灯闪烁,“旋风刀架”精度切削43吨重的曲轴“曲拐”,一片片10厘米宽、几米长像锡纸般闪耀的薄钢片卷出。切削精度比头发丝一半还细。“旋风车”灵活自如地挪动几十吨重曲轴,加工不同部位,现场先进监控装置严格监视曲轴加工的技术参数。成品经现场鉴定,齐重数控“旋风车”,成功加工我国首套大型船舶曲轴,其技术参数完全符合要求,堪与国外王牌“旋风车”加工的曲轴相媲美。

  现场加工曲轴的海西重工机加站长廖辉激动地说:“我们终于有了国产加工曲轴的旋风车,再也不受人制约了!齐重数控的“旋风车”加工曲轴技术标准,完全能达到国外王牌“旋风车”的加工水平,这两台旋风车我都操作过,我感到国产首台旋风车在自动滤油、拐档表设计等方面要比国外的好。”

  现场专家认为,齐重数控自主创新研制成功的我国首台“旋风车”,在润滑油、静压油循环自动控制,自动测量装置,Z轴传动静压蜗母条等方面设计及技术参数,明显优于国外王牌旋风车。国产首台旋风车大量采用先进计算机设计手段,集目前国际先进的“五轴联动”等高端技术于一体,首次应用“旋风刀架高精度定位技术”、“大载荷主轴平衡补偿技术”、“静压导轨技术”、“大切削力下高刚度技术”等关键自主创新技术。

  2007年3月,齐重数控仅用一年时间,就成功研制出国产首台旋风车,并于2007年4月9日参加北京第十届国际机床展览会。展览会上,旋风车刮起一场“超级旋风”,受到1000多家参展的中外客商赞誉。在展会期间,这台旋风车就被中船重工集团当场购得。从去年底到今年初,齐重数控在青岛海西重工提前完成旋风车的安装、调试,并成功加工我国首套大型船舶曲轴,打破国外曲轴加工设备上的垄断,圆了我国曲轴制造梦。

  大型船用曲轴是万匹马力以上船舶柴油机的心脏。而船用大型柴油机曲轴重量大、加工精度要求高、制造技术难度大,我国多年来一直依赖进口,目前,我国每年需要大型船用曲轴500多根,国内每年加工曲轴仅能满足30%左右需求,主要依靠进口。“曲轴瓶颈”已严重制约了我国船舶工业的发展。为了扭转“船等机、机等轴”的被动局面,尽快实现大型船用曲轴加工国产化,齐重数控自主创新研制成功完全可替代进口的高精度曲轴加工“旋风车”,打破了国外在高端数控设备上的技术垄断和封锁,使我国成为世界上第三个可以独立生产大型曲轴的国家。标志着我国大型高档数控机床自主创新能力已达到世界领先水平。

  武汉重工铸锻有限公司董事长沈成义感慨地说:“齐重数控的旋风车与国外王牌旋风车性能相当,技术指标稳定、可靠,完全能替代进口先进设备。我们在国外买一台旋风车近亿元,而齐重数控旋风车售价仅4000多万元,供货期仅是国外的三分之一。我们又向齐重数控订购了‘一拖二’旋风车、国内最大的数控镗铣床及数控曲柄立车、数控卧车等设备,供货期比国外提前一年半。”

  齐重数控装备股份有限公司是全国机床行业大型重点骨干企业。经过多年的持续发展,现已成为国际知名、国内一流的重大装备及国防装备保障产业化基地,是国家火炬计划重点高新技术企业、中国金属切削机床10强企业、中国机床销售收入10佳企业、我国重型机床行业唯一的“中国工业行业排头兵企业”。

  目前,齐重数控一大批产品已经达到了世界先进水平,并且全部拥有自主知识产权。立车加工范围从填补国内空白的10米、16米、16。8米,到现在填补国际空白的25米,最大承重600吨,卧车从填补国内空白的4。3米、5米,到现在填补国际空白的6。3米,最大承重300吨。在重型立卧车产品占据绝对优势的情况下,齐重数控全面开拓多品种产业格局,数控重型镗铣床、数控重型曲轴车床、数控不落轮对车床、数控动梁龙门移动式镗铣床、高速铣床、数控立式磨床、数控立式钻铣床、数控立式铣齿机等新产品不断问世,而且各项精度指标都达到国际先进水平。数控立式磨床工作台φ2500直径外端径跳达到0。003mm,砂轮主轴端径跳0。002mm,改写了我国同类设备长期依赖进口的历史;高精立式加工中心的铣齿加工精度达8级成品齿轮加工;数控重型曲轴旋风切削加工中心可一次性完成低速机曲轴的成品加工;2。5米数控立式车床工作台径跳、端跳达到0。005mm。齐重数控为国防、航天、电力、核电装备、船舶等行业提供了替代进口、独家制造的产品。其中,五米数控卧式车床荣获机床行业最高奖——春燕一等奖,Q1-105数控曲拐专用车床荣获“中国机械工业科学技术奖”一等奖,是2006年我国机床行业唯一入围“中国机械工业科学技术奖”的企业。

世界最大、精度最高轧钢机械

  ——中国一重5。5米宽厚板轧机

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  工程总投资:2亿元以上

  工程期限:2007年——2008年


鞍钢设备安装调试现场

  2008年4月15日,我国第一台5。5米宽厚板轧机4月15日在中国第一重型机械集团公司下线,标志着我国在重型装备制造领域已跻身世界先进行列。这台轧机重760多吨,由40台左右的单机设备组成,占地约200延长米,零部件达10万个左右。5。5米宽厚板轧机制造成功,对我国造船业、核电以及国防工业等将起到重要支撑作用。

  这台为鞍钢制造的5。5米宽厚板轧机,由一重与德国SMS(西马克)公司联合设计、一重自行制造,是目前世界上规格最大、装机水平最高、轧制能力最强、单机设备吨位最大的宽厚板轧机,单片牌坊净重409吨,高15。91米,轧制力为1万吨。它的制造难度大,许多部件都是极限件,零部件的重量及尺寸都达到了加工制造及运输设备的极限。

  该宽厚板轧机将主要用于轧制4米以上大型军民用船舶钢板,高强度大口径输油管、输气管,核电工业用特种钢板等。另外,它还将亮相于2008年6月份在鞍山举行的世界钢铁年会,代表中国重大装备制造业向世界钢铁年会献一份厚礼。

  一重集团总经理吴生富说:“5。5米宽厚板轧机是一重多年技术积累和几代人共同努力的结果,标志着一重炼钢、浇铸、制造、加工、质量控制等成套技术能力的提升。”

  宽厚板轧机制造体系復杂庞大、精度要求高,制造难度极大,目前世界上只有德国、日本等极少数国家能够制造。它的装配制造成功,有助于打破国外在特种钢材等领域对我国的封锁,对推动国家的石油、天然气运输,造船及国防建设都将起到重要的作用。

  韩国浦项制铁(世界第叁大钢铁企业),已经与一重集团签订了购买宽厚板轧机的合同,这是我国企业首次向世界一流钢铁企业提供关键生产设备。合同总价为3634万美元,项目将于2009年11月前完成。这套轧机的机架单体重量为430吨,目前世界上只有屈指可数的几个国家有能力生产。

  韩国浦项制铁位居世界钢铁行业前三位,此次与中国一重的合作使该公司在中国找到了可靠的能提高竞争力的合作伙伴。而中国一重则在国际市场上进入到一个崭新的发展阶段。

  1960年代中期,我国设计建造了一套4200mm厚板轧机。成品钢板尺寸:厚度8~250mm,宽度1500~3900mm,长度达18米(特殊的达27米)。原料用钢锭或锻坯,最大单重为40吨。日本在60年代后期,为满足造船等大型结构的需要,才建成了6套4。7米级的双机架宽厚板轧。

  现代化宽厚板轧机用的板坯,最大重量已达80~110吨、最高轧制速度已达每秒钟7。5米,轧件的最大长度达65米,钢板最大宽度达5300mm,一套双机架宽厚板轧机的年生产能力已从200万吨增至300万吨以上。在板形控制方面,随着轧件的加长,采用了液压自动厚度控制、弯辊装置、轧辊偏心控制和加大支承辊直径,减少了钢板纵向厚度偏差和横向厚度偏差,采用了各种平面板形控制技术后,使钢板成材率大大提高。

  鞍钢集团在渤海湾建设的年产量650万吨的钢铁厂将于2008年下半年正式投产。 据介绍,鞍钢集团这一新厂紧临营口港,项目一期工程总投资约300亿元,占地8.3平方公里,建设年产650万吨精品钢材生产线,包括200万吨宽厚板、450万吨热轧板。项目建成后,将生产我国急需的造船板、舰艇板、桥梁板、管线板等专用厚板以及用于汽车、家电的高端薄板。

  世界最大单臂起重船

  ——海上大力士,举重若轻

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  工程总投资:15亿元以上

  工程期限:2006年——2008年


  蓝鲸号,由上海振华港机建造的7500吨级起吊船,这是目前世界最大的单臂起吊船。此外中国正在建造两万吨级的巨型起吊船,主要用于海洋钻井平台运输。

  2008年5月7日,“蓝鲸”号7500吨全回转浮吊在上海振华港机公司研制成功。它将成为海事工程的“大力士”,可用于海上起重、建桥、铺管、打捞等多种用途,起重量达到7500吨,超过艾菲尔铁塔7000余吨的重量。

  “蓝鲸”号总长239米,型宽50米,型深20。4米,最大起重能力7500吨。它既可以将吊具深入水下150米,又可以将重物提升到水上125米。它的一大特点就是起重臂可以放倒或旋转,十分灵活。据介绍,海上环境瞬息即变,普通的固定臂式起重机因其起重臂不能放倒,遇上恶劣的海况,起重臂常会变形损坏或折断。7500吨全回转浮吊的诞生,就能自如对付恶劣环境,大大扩展了我国海事工程和求助打捞事业可涉猎的海域。

  海上巨型浮吊是海上油气田开采等海上工程的紧俏装备。长期以来,巨型浮吊被称为美欧日的独占品,1500吨以上的浮吊都由发达国家制造。世界上7000吨以上的浮吊只有3台,最重的为7100吨。7500吨全回转浮吊“蓝鲸”号“百分之百中国制造”的背后,是一个响彻全球的名字——振华港机。

  “蓝鲸”顶点最高130米,相当于40多层楼高,最高起重高度可达110米;整个浮吊船可同时容纳300人食宿作业,并设有直升机停机坪,自航速度达到11个节级。可就是这个庞然大物,从设计到制造完成只用了两年半左右的时间,不及外国公司时长的2/3。振华总裁管彤贤自豪地强调,至少有10项独创的技术在“蓝鲸”上实施应用。

  国际上已有的超大型浮吊一般不能全回转,起重机要转向,整个船必须掉头,而掉头需要众多小船来牵引,效率低下。而有了全回转,起重机进退自如,可大大提高作业效率。

  尽管全回转技术优点众多,国际上却少有公司敢触及,因为技术要求太高。“蓝鲸”的设计师们大胆采用了双层滚轮的方法,整个起重机的旋转重心降低,增加了起重机的稳定性。

  吊钩是起重机的灵魂,但是,国内没有公司锻造过能承载1600吨以上的单钩,为此,振华与上海重型机械厂合作,由振华投资专门成立了攻关组,在很短的时间内锻造出了满意的吊钩。

  成立仅16年的振华,从集装箱起重机起步。成立初就立下了“世界上有集装箱码头的地方就要有振华港机的起重机在作业”的理想,后来,管彤贤提出了“每年做一件‘世界第一’的事”的目标,并一步步演变成现实。

  2006年,振华获得美国旧金山海湾大桥的订单,价值2亿美元以上。美洲区成为对振华业务需求增长最快的地区之一。

  如今,振华在大型集装箱机械领域占有世界80%以上的市场份额。根据英国权威杂志《World Cargo News》的统计,自1998年起,振华港机的产品已经连续9年位居全球市场占有率之首。

  1992年,振华为施工需要制造了900吨的浮吊。为了抓住世界约500亿美元的浮吊市场大蛋糕,振华涉足4000吨全回转浮吊产品,并于去年研制出了“南海一号”,在打捞宋代沉船中一展风采。与此同时,2006年,振华又着手7500吨浮吊的研制,并顺利完成。

  7500吨大型浮吊项目的建成,又让振华的国际订单应接不暇。5月1日,韩国三星重工与振华签订合同,预定8000吨的大型浮吊,另外,荷兰等国家的1。2万吨、2。8万吨大型起重船的合同也在洽谈之中。

  2008年7月21日,由中国海洋石油工程有限公司投资购建的7500吨大型海洋工程起吊船“蓝鲸”号正式起航,离开上海长兴岛建造基地,标志着这艘世界单吊能力最强的海洋工程船舶正式投入使用。

  2008年10月19日,该船成功完成了印度VED项目组块支撑模块南块吊装,这是该船在海外完成的第一吊作业。


 


世界最大浮船坞

  ——30万吨级“中海峨眉山”浮船坞

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  工程总投资:5。8亿元

  工程期限:2007年——2008年


 

  轮驳公司将“中海峨眉山”从江都三江营中海造船基地成功拖航至长兴岛岸边,开创了长江拖航史上的先河

  2008年11月29日下午,世界上最大的浮船坞——30万吨级“中海峨眉山”浮船坞竣工投产仪式在上海国际会议中心举行。国家交通运输部副部长徐祖远、上海市副市长艾宝俊、海军装备部总工程师董玉臣少将、中国海运(集团)总公司党组书记马泽华等出席竣工投产仪式。

  面积超4个足球场

  “中海峨眉山”型深28米,相当于10层楼高;总长410米,型宽82米,比4个足球场还要大;举力8。5万吨,耗用钢材超过4万吨,采用了超大排量的进排水泵、阀门遥控等先进技术,实现中央控制室遥控操作,结构合理,自动化程度高。可承修1万标准箱以上的集装箱船和目前世界上最大的油船和散货船。通俗点说,目前全世界所有大船,‘中海峨眉山’都有能力承修。

  在应对世界金融危机的背景下,世界最大浮船坞在上海投产,有利于进一步拉动内需,为‘确保上海经济平稳较快发展,确保民生持续得到改善’提供实实在在的支持。标志着上海国际航运中心的配套修船能力迈上了新台阶,是中海集团对上海国际航运中心建设投下的信心一票。

  浮沉之间引船入坞

  从外形看,“中海峨眉山”浮船坞像一只硕大的长方形箱子,两头贯通;凑近了才发现,“箱子”里已停了一艘块头较大的旧船。李正建说,浮船坞具有造价低、建造周期短、机动灵活、便于迁移等优点,一般用于万吨以上船舶的小修、坞修和事故修理。

  20万吨甚至30万吨级的大船,如何乖乖地“走进箱子”?

  “‘中海峨眉山’设有超大排量、功率的进排水泵,由中央控制室遥控操作,工作原理和潜水艇类似。”李正建介绍,通过调节压载水舱的注水和排水,控制浮船坞自身沉浮,来引船入坞。

  首先向压载舱注水,浮船坞下沉,待修船舶进坞后,再排出舱内的水,船坞上浮,把船“托举”出水面。此时,船身已稳稳“坐”在坞底的几排墩木上。船坞沉浮全过程,一般需要近2个小时。

  连续创造多项“之最”

  “中海峨眉山”浮船坞由上海船舶研究设计院负责总体设计,由中海工业有限公司自行建造,具有完全的自主知识产权。2007年8月,浮船坞在中国海运江苏造船基地江都三江营基地开工,经设计、施工人员416天艰苦奋战,今年9月下旬顺利下水。

  10月2日,自重4。2万吨的浮船坞从江苏省扬州市顺长江而下,拖航50多小时,于10月4日抵达上海长兴岛。拖航船队总长度超过635米,宽约102米,26艘海巡艇、7艘护航艇全程维护安全,创下长江航运史上大型拖带尺度之最。

  中国造船工程学会理事长黄平涛介绍,对比“中海峨眉山”浮船坞和国内外已建成投入使用的类似设施,分析总长、举力、浮体长、坞体总宽、坞内总宽等各项主要技术参数,认定“中海峨眉山”是目前世界上投入使用的最大浮船坞。

世界首创新型五轴混联机床

  ——XNZ2430大型龙门式五轴联动混联机床

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  工程总投资:5000万元以上

  工程期限:2005年——2007年


  2007年11月10日在上海闭幕的2007中国国际工业博览会上,齐二机床集团自主研发的、具有完全自主知识产权的世界首台XNZ2430重型龙门式五轴混联机床荣获博览会最高奖——金奖。图为重达数十吨、高11米的世界首台大型龙门式五轴混联机床亮相展会。本届工博会共聘请75位国内著名技术专家及美国、法国、日本等外籍专家参与评奖,总计评出39项获奖展品,其中金奖3项。

  2007年10月,由齐齐哈尔第二机床集团研制的世界第一台XNZ2430新型大型龙门式五轴混联机床和亚洲最大的SKCR165/1200型数控纤维缠绕机研制成功。

  XNZ2430型重型龙门混联机床是齐二机床承担的国家863项目即“高、精、尖”重大数控装备关键技术研制项目。

  并联机床,也被称为虚拟轴机床或并联运动学机器,是并联机器人技术和现代数控机床技术结合的产物,由于它同时兼顾了机床和机器人的诸多特性,已成为机床行业发展过程中不可忽视的一个亮点。 被称为21世纪的新型加工设备。它克服了传统串联结构机床的固有缺陷,具有模块化程度高、刚性高,运动部件重量轻、加速度大、加工精度高等优点,可实现多坐标联动数控加工。它特别适用于加工带有复杂曲面形状的较大、较长类零件和叶片类零件,适用于国防、军工、航空航天、发电设备、模具制造等行业加工三维空间曲面的关键精密零件。

  齐二机研制的大型龙门式五轴混联机床XNZD2415机床已经用于哈尔滨电机厂有限责任公司的三峡混流式水轮机叶片加工,并将推广应用到其他螺旋桨和叶片加工。

  加工飞机螺旋桨、大型叶片等大型复杂曲面,需要大型五轴联动加工设备,目前,国外在大型五轴联动数控机床上对中国实行技术封锁,我国每年需要花大量外汇从国外进口此类装备。新型大型龙门式五轴混联机床XNZD2430机床的研制成功将提升我国对大型复杂曲面零件的加工能力,提升我国先进制造装备水平,节约大量外汇,具有显著的经济和社会效益。

  SKCR165/1200型数控纤维缠绕机,是打破西方国家技术封锁的替代进口的高端产品。该数控纤维缠绕机为五坐标控制、四坐标联动的树脂基复合材料,缠绕成型构件的大型数控专机。该机包括五坐标控制四坐标联动的缠绕轨迹控制系统、张力自动控制系统、温度自动控制系统和质量保证系统,可实现圆筒、圆锥、球、双曲面回转体、组合体回转体等构件缠绕,也可以进行矩形截面、多项式等多维复杂曲面和组合体形状结构件缠绕。如火箭发动机壳体、各种弹体、卫星结构件、水处理设备、天然气储罐、医疗防火用压力容器等等。

  XNZ2430新型大型龙门式五轴联动混联机床和SKCR165/1200型数控纤维缠绕机的成功研制,成功打破了西方的技术封锁,为我国的国防工业发展提供了强大技术和装备保障。同时也彰显了齐二机床自主创新的雄厚实力和丰硕成果。

  近年来,齐二机床集团围绕构建国家振兴装备制造业保障基地这一目标,坚持数控机床不断向尖端化发展,在较短时间内开发研制了一大批具有完全自主知识产权和较强市场竞争力的重大高新技术产品,其中14种新产品接近当今国际先进水平,3种产品达到世界领先水平,31种产品填补了国内空白,1种产品填补了世界空白,获得省级以上科技进步奖等11个奖项。2005年和2006年企业连续荣获全国机床工具行业数控产值、产品销售收入、精心创品牌活动三项十佳企业称号。2006年“齐二牌”数控铣镗床荣获“中国名牌产品”称号,数控机床产品被国家商务部评为“最具市场竞争力品牌产品”,企业技术中心被认定为国家级技术中心。2007年荣获中国机械500强称号。



世界第二条激光冲击强化生产线

  ——中国航空制造技术重大突破

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  工程总投资:—

  工程期限:2000年——2008年

 

  2008年11月30日,由西安天瑞达光电技术发展有限公司和陕西蓝鹰航空电器有限公司共同承建的中国第一条激光冲击强化生产线,在西安阎良国家航空高技术产业基地建成。这标志着中国激光冲击强化技术向工程化应用迈出了重要一步,使中国成为继美国之后世界上第二个可实现该项技术工业化应用的国家。

  同时,由空军工程大学、西安天瑞达光电技术发展有限公司和北京镭宝激光技术有限公司共同研制的“激光冲击强化成套设备及关键技术”,也于日前通过了国家权威鉴定委员会的技术成果鉴定,这些都标志着中国激光冲击强化应用技术取得了重大突破。

  激光冲击强化技术是利用强激光束产生的等离子冲击波,提高金属材料的抗疲劳、耐磨损和抗腐蚀能力的一种高新技术。它与现有的冷挤压、喷丸等金融材料表面强化手段相比,具有非接触、无热影响区、可控性强以及强化效果显著等突出优点。

  激光冲击强化技术在美国航空装备制造与维修以及其他装备制造业正得到广泛的应用。美国GE公司已经用此项技术为美国空军强化了数万件航空部件,据美国国防部估计,在美国空军现有飞机寿命期内,用激光冲击强化可节约60亿美元的维修成本。2004年,美国还为F22战斗机建设了价值2亿美元的激光冲击强化生产线。

  此次中国激光冲击强化应用技术取得重大突破,对解决中国飞机发动机疲劳断裂问题、提高其可靠性将具有重大的意义。

  激光冲击强化技术简介

  飞机和航空发动机结构大量采用金属材料,金属材料的主要失效形式疲劳和腐蚀均始于材料表面,所以金属材料表面的结构和性能直接影响着材料的综合性能。为此,人们采用喷丸、滚压、内挤压等多种表面强化工艺来改善金属表面性能。利用强激光诱导冲击波来强化金属表面的新技术称为激光冲击强化技术(简称LSP),由于其表面强化效果好,自产生之日起就得到了广泛的关注和研究。1998年该技术被美国研发杂志评为全美100项最重要的先进技术之一。美国上世纪90年代后期开始的航空发动机高频疲劳研究计划中,将激光冲击强化技术列为工艺技术措施首位。2005年,研制激光冲击强化系统的MIC公司获美国国防制造最高成就奖。美国将该技术列为第四代战斗机发动机关键技术之一,足见该项技术的重大价值。

  当短脉冲(几十纳秒内)的高峰值功率密度( )的激光辐射金属表面时,金属表面吸收层(涂覆层)吸收激光能量发生爆炸性汽化蒸发,产生高压(GPa)等离子体,该等离子体受到约束层的约束爆炸时产生高压冲击波,作用于金属表面并向内部传播。在材料表层形成密集、稳定的位错结构的同时,使材料表层产生应变硬化,残留很大的压应力,显著的提高材料的抗疲劳和抗应力腐蚀等性能,这就是激光冲击强化。

  激光冲击强化技术和其它表面强化技术相比较,具有如下鲜明特点:(1)高压,冲击波的压力达到数GPa,乃至TPa量级,这是常规的机械加工难以达到的,例如,机械冲压的压力常在几十MPa至几百MPa之间;(2)高能,激光束单脉冲能量达到几十焦耳,峰值功率达到GW量级,在10~20ns内将光能转变成冲击波机械能,实现了能量的高效利用。并且由于激光器的重复频率只需几Hz以下,整个激光冲击系统的负荷仅仅30KW左右,是低能耗的加工方式;(3)超高应变率,冲击波作用时间仅仅几十纳秒,由于冲击波作用时间短,应变率达到 ,这比机械冲压高出10000倍,比爆炸成形高出100倍。


  激光冲击强化技术最初开发于20世纪70年代初的美国贝尔实验室,我国著名物理学家钱临照教授早在60年代也提出过这方面的思想。1972年,美国巴特尔学院(Battelle Memorial Institute)的Fairand B。P。等人首次用高功率脉冲激光诱导的冲击波来改变7075铝合金的显微结构组织以提高其机械性能,从此揭开了用激光冲击强化应用研究的序幕。1978年秋,该实验室的Ford S。C等人与美国空军实验室联合,进行激光冲击改善紧固件疲劳寿命的研究,结果表明激光冲击强化可大幅度提高紧固件的疲劳寿命。当时由于缺少可靠的、高脉冲频率的大功率激光器而未能实用化。

  上世纪80年代后期,欧洲、日本、以色列等国家和地区纷纷开展了激光冲击强化技术研究。但从公开报道的资料看,到目前为止,国际上还只有美国将激光冲击强化实际应用。上世纪90年代在美国高频疲劳研究国家计划等支持下,美国利佛莫尔国家实验室和GE、MIC公司等联合深入开展了激光冲击强化技术的理论、工艺和设备的研究,使激光冲击强化技术获得了很大发展,逐步走向了实用,用于F110、F101、F414等发动机的生产和修理。其中,F110、F101发动机在使用中发生多次风扇叶片故障,迫使F101每飞25小时和F110每天第一次飞行前要做一次能够发现0。127mm裂纹的精细检查,采用激光冲击强化解决了这一问题。

  进入21世纪之后,激光冲击强化技术的应用取得了长足的进展。美国空军为提高激光冲击强化生产效率做出了很大的努力,设置了4个重要的制造技术计划(Air Force Manufacturing Technology Programmes),取得了许多重要进展,解决了提高激光冲击强化生产效率和可移动式生产等工业应用问题。2002年以来,美国已将激光冲击强化大规模用于航空部件的制造和修理中,例如,美国MIC公司将激光冲击强化技术用于军民用喷气发动机叶片以改善其疲劳寿命,不但提高了飞机发动机的安全可靠性,而且每月可节约飞机保养费几百万美元、节约零件更换费几百万美元。美国预计仅仅战斗机发动机叶片的处理,就能节约成本超过10亿美元。2003年,美联邦航空局(FAA)和日本亚细亚航空(JAA)将激光冲击强化批准为飞机关键件维修技术,当年这项技术即被用于波音777飞机的零部件处理。

  2004年,美国激光冲击技术公司(LSP Technologies, Inc。, LSPT)与美国空军实验室开展了F/A-22上F119发动机钛合金损伤叶片激光冲击强化修复研究,对具有微裂纹、疲劳强度不够的损伤叶片,经过激光冲击处理后,疲劳强度为413。7MPa,完全满足叶片使用的设计要求379MPa,取得了巨大成功。此外,对叶片楔形根部进行激光冲击处理后,其微动疲劳寿命至少提高25倍以上。目前,激光冲击强化技术已大量用于F119-PW-100发动机整体叶盘等部件的生产。LSP公司还提出了对飞机蒙皮铆接结构强化的专利,应用可移动激光设备在飞机装配现场对铆接后的铆钉及其周围强化,效果明显。

  从2005年开始美国又将激光冲击强化逐步扩大到大型汽轮机、水轮机叶片以及石油管道、汽车关键零部件等的处理。据报道仅石油管道焊缝的处理就能达到10亿美元以上的收益。


中国激光冲击强化研究

  国内从20世纪90年代开始激光冲击强化技术的研究,主要进行了理论探讨和针对钢材、铝合金材料等的试验研究。开展了激光冲击强化研究的单位主要有中国科学技术大学、江苏大学、南京航空航天大学、华中理工大学、北京航空制造工程研究所、航空材料研究院、北京航空航天大学、空军工程大学等单位。

  南京航空航天大学的探索研究比较早,初步验证了激光冲击强化是有作用的,在国内具有一定开创性。华中理工大学对LY12铝合金冲击前后的试件做了疲劳实验,并进行了初步的微观机理研究,表明激光冲击强化使位错密度提高21倍、表面产生49。43MPa的残余压应力。北京航空制造工程研究所对铝合金LY112铆接试件的铆钉孔进行激光冲击强化实验,表明激光冲击强化能稳定提高铆接结构疲劳寿命约80%,该所从俄罗斯引进了可进行单次冲击试验用的激光器设备,但由于俄罗斯并未专门研制激光冲击强化用激光器,该激光器不能满足工业应用要求。

  90年代中期开始,中国科学技术大学和江苏大学对激光冲击强化的研究工作比较多。中国科技大学强激光技术研究所研制出了国内首台实验用的激光冲击处理机,但是该设备只能单次冲击,且可靠性不高,仅能用于实验,不能满足航空部件的生产和修理需要。江苏大学从激光冲击强化机理、涂层约束层应用和强化工艺试验等方面进行了一系列研究,并与中国科技大学合作研制了有重复频率的钕玻璃激光器,取得了一定的进展,但该激光器仍不稳定,不能长期工作,因此仍不能满足工业应用要求。

  近年来,尽管需求越来越迫切,但受设备和关键技术的限制,国内的研究不够活跃。针对重大的应用要求,空军工程大学与西安天瑞达光电技术有限公司、江苏大学、西安蓝鹰电器设备公司和镭宝光电公司等多家单位合作,对激光冲击强化技术的强化机理、关键技术、成套设备和在航空发动机上的应用工艺进行了大量研究,现已研制出适合强化高温合金、钛合金等高强度材料用的HGN-1、HGN-2型高能脉冲激光器,以及脉冲能量为25J,重复频率达到1Hz的YAG激光器及其强化生产成套设备,制定了航空部件冲击强化工艺操作流程和质量检查规范,并在西安蓝鹰电器设备公司建立了激光冲击强化示范生产线,为该技术在航空工业上的应用上奠定了基础。

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