吊装重器 领先全球(深度观察·重大技术装备这样攻关①)(3)
以原材料为例,2010年,当徐工决定开发400吨以上超大吨位起重机时,找遍国内原材料牌号,没有一种能够满足大吨位起重机液压油缸的性能要求。唯一找到的国外材料,又面临交货周期长、后期加工难度大等问题。
面对困境,徐工决定联合国内钢管企业自主研发。“那个阶段,国内钢材产品供不应求,很少有厂商愿意开展小众、新型特种材料的研发。”张青山说,徐工足足花了两年时间才找到合作伙伴,2014年,合作开发出徐工专用的XG系列新材料,材料强度提升一倍以上。
解决了原材料问题,还要克服加工工艺难关。钢管公司提供的无缝管坯料壁厚偏差达正负8%,徐工得找到适合的加工手段,将无缝管坯料拉长、变薄、变致密,使钢管满足设备需求。
当时,国内基础工艺技术缺乏,甚至都没有缸筒“冷拔”概念。张青山说:“同样强度的产品,我们采用传统机加工出来的缸体又重又笨,而国外先进产品壁厚只有一半。”
困难面前,徐工再次下定决心,一定要啃下“冷拔法”这个硬骨头。这一步一踏出,又是一次漫长的攻坚。
整整花了8年时间,徐工液压终于成功掌握冷拔技术的系列参数,并联合国内企业生产出首台拥有自主知识产权的冷拔机。“不同规格的产品,需要匹配不同的冷拔速度。光研究这个技术参数,我们就花了两年,用废了近百吨钢管。”张青山说。
2018年,亚洲自动化程度最高、行程最长的冷拔机在徐工液压建成投产。设备最大冷拔长度可达18米,拉拔力可达600吨,相当于22辆50吨的重卡同时拉着钢管前行。通过内外环模具的同时挤压,冷拔机可以像“拉面条”一样拉钢管,使其强度提升30%。
为了研制出满足大吨位起重机要求的液压油缸,徐工液压还联合上下游企业研发了20米长的国内最长移动退火炉,全国首创开发的大吨位两辊校直机,近100种粗镗、浮镗、珩磨加工磨具……“围绕液压油缸生产,我们已拥有材料开发、机加工、试验设计等国际专利。”张青山说,这种积累让徐工液压生产出高性能的液压油缸,助力XCA2600顺利问世。
发动机,来自潍柴;高强度板材、管材,来自宝钢;液压系统,来自徐工……在XCA2600身上,可以清晰看到我国工业基础水平的提升。“可以说,XCA2600的成功是从发动机到液压油缸,从硬件到软件全面升级的成果。”李长青说。
值得一提的是,XCA2600还拥有国产化的“大脑”。徐工自研的起重机智能控制系统,是XCA2600具备“绣花”功夫的关键所在。
XCA2600干活有多精细?在徐工试验场,它曾用软绳成功吊起红酒瓶,并将红酒一滴不漏地倒入玻璃杯中。徐工控制系统技术专家柴君飞介绍,这背后源于算法的精准控制,让起重机即使在百米高空,也能拥有极致的微动性,以2毫米/秒的速度精准移动。
突破新工艺
“再复杂的‘大国重器’,也要从造好一颗‘螺丝钉’开始”
能想象吗?XCA2600这样的“大家伙”,曾一度因为一根小小的螺纹轴而中断研发。
2015年,根据设计图纸生产的第一批产品,在极限试验中屡次发生断裂。经过数十次失败,用上所有方法分析断裂截面,研发团队发现,问题出在承重部件的一根螺纹轴上。
关键时刻,公司“000001”号特级技师孟维挺身而出,“螺纹轴之所以容易断裂,是因为轴上的异形螺纹加工精度不够,所以连接处不够顺滑、受力不均,加工工艺需要改进。”
刀具,打磨精密零部件的工具。孟维提出,想提升异形螺纹的加工精度,还得从刀具入手。然而,螺纹轴零件自重就达139千克,市面上并没有适配的刀具来加工。