今年3月,习近平总书记在参加十四届全国人大一次会议江苏代表团审议时强调,“要坚持把发展经济的着力点放在实体经济上,深入推进新型工业化,强化产业基础再造和重大技术装备攻关”。
全地面起重机、大型盾构机、“深海一号”生产储油平台……近年来,我国装备制造业捷报频传、成果丰硕。这些“国之重器”是如何诞生的?达到了怎样的水平?研发生产人员付出了哪些努力?下一步怎么走?今天起,本版推出“重大技术装备这样攻关”系列报道,展示“国之重器”的风采,讲述关于研发生产的奋斗故事。
——编 者
2017年12月,习近平总书记考察徐工集团重型机械有限公司时,饶有兴致地登上公司完全自主研发的XCA220型全地面轮式起重机驾驶室。
总书记指出,装备制造业是制造业的脊梁,要加大投入、加强研发、加快发展,努力占领世界制高点、掌控技术话语权,使我国成为现代装备制造业大国。
2023年3月,习近平总书记参加江苏代表团审议时的一个场景,让人印象深刻:
来自徐工集团的单增海代表给总书记带来一个好消息:“2017年您考察徐工时乘坐的220吨全地面起重机,关键指标已达到全球第一,国产化率由原来的71%提升到100%。”
习近平总书记予以肯定,指出“我们还要再提升,向中高端走,我们高质量发展要体现在这里”。
从2017年到2023年,徐工集团将全地面起重机的最大起重能力从1200吨提高到全球最大的2600吨,吊装高度从100米提高到160米,主要性能指标排名全球第一。
徐工起重机凭什么领先全球?研发过程中突破了哪些技术难点?记者进行了采访。
勇闯“无人区”
“从提出想法,到变为图纸,每一步都是全球的第一步,所有的技术都是第一次摸索”
清晨,内蒙古乌拉特后旗,茫茫戈壁,长风猎猎。万里晴空下,臂展长173.5米的“超级大力士”——徐工2600吨全地面起重机(以下简称“XCA2600”)格外亮眼。
高度到位、角度到位、配重到位、风速8米/秒……“启动!”7点整,现场总指挥一声令下,起重机开始运行,随即将总重达128吨、叶片长97米的风机叶轮缓缓吊起。叶轮升至110米高后,起重机带着它整体旋转,56颗螺栓精准插入机舱轮毂预留的小孔。
百米高空,上演精准对接,力拔山河的XCA2600亮出“绣花”功夫。这样一个全能“大力士”,代表中国起重机再次刷新世界纪录,被人们称为“全球第一吊”。
“从提出想法,到变为图纸,每一步都是全球的第一步,所有的技术都是第一次摸索。”设备总设计师李长青感慨。
近年来,我国风电行业蓬勃发展,风机功率持续升级,叶轮直径、风机重量随之上升。不少吊装公司向徐工提出,希望能够生产一款吊装更稳、高度更高、吊装重量更大又兼具灵活性、能实现快速转场的起重机。
市场有需求,企业有反馈。研发一款起重能力更强的新产品被提上日程。“曾有国外企业认为,2000多吨全地面起重机是不可能实现的。”李长青说,此前,徐工已将全地面起重机的起重能力极限推到了2000吨,“我们决定再闯一回。”
最大起重吨位从2000吨增至2600吨,最大起吊能力从140米吊165吨升至160米吊173吨,表面看,XCA2600升级幅度不大。但在极限吨位情况下,每增加一点吊装高度,都对产品综合技术实力提出了巨大挑战。
第一个难关,臂架结构设计。臂架是起重机最重要的受力结构,决定着最终的起吊能力。在臂架所用原材料不变的情况下,怎样才能让臂架有更强的承重能力?答案是从结构设计入手。李长青团队将XCA2600的臂架设计成一个拥有复杂立体结构的“超级鱼竿”。
“超级鱼竿”,顾名思义,起重机臂架可一节节伸缩,最上端的节段最细。“这种结构有个弱点,最后一节臂的截面非常小,与风电臂的连接处十分薄弱。”李长青说,这个问题解决不了,就无法造出更大吨位的产品。
为此,研发团队专门设计了一个拉撑结构——通过上面拉、下面撑,提高臂架的强度。看似简单的“一拉一撑”,背后却是上万次试验。仅设计方案,前后就变更了几十次,每变更一次就要重新进行一次仿真实验。仅攻克这一项难题,团队就花费了4个月。
不仅如此,徐工重型的全地面起重机研究所还专门为XCA2600研发了“超起一键定长张紧”功能。XCA2600搭载的系统,可根据环境和工况变化,精确调整两侧钢丝绳的拉力,随时调整臂架的侧向变形,使大臂始终处在笔直状态,拥有最好的起吊能力。