又一世界之最在辽宁下线,为我国建造大型航母打下坚实技术基础

发布日期:2019-07-22

    12月15日, 大连华锐重工集团股份有限公司召开出产发布会,宣布由该公司研制的世界最大22000标箱集装箱船用曲轴正式下线出产。22000标箱集装箱船是中国制造的全球首批最大、最新型集装箱船,由中国船舶工业集团有限公司承制,建成后将交付法国达飞海运集团。该船总长400米,型宽61.3米,服务航速22节,载重量近22万吨,可运载2200个40尺冷藏集装箱。今年7月,大连华锐曲轴中标并承接了该类型船舶9台柴油机的部分曲轴订单。该曲轴采用对接式结构,总长度23.519米,重量达488吨,是目前全球最重的船用曲轴,该曲轴下线后将随发动机一起安装于船。

     请注意其突出部分为曲拐。

    

     船用曲轴作为船用发动机的关键部件,被誉为船用发动机的心脏,对船舶的安全起着至关重要的作用。船用曲轴与活塞杆相连,工作过程中在活塞杆的推动下,该曲轴绕主轴颈轴线做旋转运动,进而将活塞的往复直线运动转化为曲轴的旋转运动,完成发动机功率的输出任务。此外,曲轴还担负着驱动配气机构、喷油泵、机油泵、水泵等辅助装置的任务。由于其质量大、加工精度要求高、制造技术难度高,业内常用是否具备大型曲轴制造能力来衡量一个国家的造船工业水平。2003年前,被视为船用 发动机的“心脏”的曲轴一直依赖进口,当时“船等机,机等轴(发动机)”的情况非常严重,半组合曲轴供求矛盾极为突出。

     上图为30万吨级以上型油轮、超大型液化石油气轮船和超大型集装箱轮船使用的巨型发动机。

    

     在当时,实现船用大功率中低速发动机曲轴国产化,已经成为中国船舶制造业和国防建设中的一项战略任务,为此中国设立了半组合曲轴的国产化建设项目,希望解除制约船舶工业持续发展的瓶颈,经过十多年的不懈努力,我国在船用超大型发动机,大型曲轴,大型传动轴技术上实现了整体性突破,长期被韩国垄断的巨型船舶市场被一系列我国船舶产品“挤了进去”。大型曲轴尺寸及质量巨大,单件曲轴质量达数十乃至百余吨,难以整体锻造成形,一般采用半组合式结构,即由输出端轴颈、自由端轴颈、中间主轴颈和曲拐组成。按其制造方法曲轴可分为锻造或铸造的整体式曲轴,由锻造和铸造的曲柄组装或焊接的组合式、半组合式曲轴。半组合曲轴包括输出端轴颈、自由端轴颈、主轴颈及曲拐锻件,而其中的曲拐由于质量大、性能要求高、成形困难是整个曲轴制造的关键难点。

    

    

     大型曲拐的毛坯自由锻成形有环锻法、块锻法及弯锻法等。前两种方法锻造时留有大量的余块,后续机械加工量大、成本高。在机械加工的过程中,金属纤维被切断,锻件的性能难以得到保证。因此,目前各国已经基本不采用环锻法、块锻法这两种方法成形。为了解决制造上的巨大难题,我国采用了先进的多向模锻和弯锻法技术,一举打破了韩国、日本的技术垄断和封锁,实现了超大型尺寸曲轴的生产的历史性战略突破,从而成为继三菱重工、三星造船、现代造船之后能够自行研制生产超大型半组合曲轴的大型企业。值得注意的是,大型半组合曲轴虽然不能直接应用于大型航母甚至核动力航母上,但是,其模锻工艺确实先进军用船舶上轴系的关键核心技术,特别是日本室兰制钢、韩国斗山重工等世界只能企业对我实施技术封锁,掌握先进精锻技术就显得十分重要。

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