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硬度達標了，下一關是精準控制平面度。

浮動環是主軸承的核心零部件，主軸承的滾子會不斷碾壓其內壁的高點。“長此以往，局部會被壓壞，造成‘千里之堤潰于蟻穴’。”麻成標解釋，浮動環的內壁必須足夠“平”。

與之前鐵建重工研制的直徑3米主軸承相比，8.61米主軸承重量增加約8倍，內壁圓域面積增大近9倍。“但平面度的控制要求卻不能降低，仍要小于20微米。這相當于壁面起伏不能超過一張A4紙厚度的五分之一。”麻成標說。

2023年10月，全球最大直徑盾構機主軸承在鐵建重工下線。鐵建重工

“剛開始，我們研制的浮動環始終無法滿足設計要求。”解金東介紹，由于浮動環厚度薄、面積大，長時間加工調整其平面度后，原本曲率均勻的大圓環猶如一盤“甩面”，出現了肉眼可見的扭曲。

專家們多次現場會診，終于探明“病因”——用于修整平面度的砂輪，與浮動環長時間、大面積接觸摩擦，導致后者受熱過高產生變形。

必須設法降低溫度！噴水冷卻、變一次加工為多次加工……多種方式均告失敗。

“既然與砂輪接觸面大，何不對砂輪‘動手腳’？”有人突發奇想。

說干就干！研發人員仔細研究砂輪的工作機制與運行軌跡，在調整砂輪形狀上下足了功夫。“減少接觸面的同時，我們要確保砂輪的運行軌跡覆蓋內壁的每一處。”解金東說。

一次次修型調整、測試驗證，團隊終于設計出一款全新造型的砂輪，成功加工出符合平面度要求的浮動環。

砂輪改造只是諸多制造工藝的“冰山一角”。研發團隊還先后攻克了冷加工、回火、殘應力均衡等20余種制造工藝難題，首創“超大尺寸薄壁環件淬火后變形控制”“高精密磨削加工”“高淬硬齒面硬銑”等技術。

“用數據反推設計方法”

為適應復雜工況，每一臺盾構機都須根據工程要求“量身定制”。這也意味著主軸承要按需打造。

“此前，我們能造主軸承，卻不能設計。”197研究設計院設計所技術員陳浩林告訴記者，每次調整主軸承相關設計，數據都需要發給國外廠商進行驗證，周期長達2個多月。

鐵建重工盾構機主軸承生產車間。鐵建重工

“時間久不說，外商每年還會按比例漲價。”麻成標說，在攻關8.61米主軸承伊始，研發團隊就下定了決心，“必須實現自主設計。”

“我們邊制造、邊摸索。一個部件造出來了，就用試驗數據反推其設計方法。”麻成標介紹。

這無疑是個艱難的過程。

有一次，進程被關鍵計算公式卡住。“設計人員算到頭暈目眩，依舊對不上試驗數據。”陳浩林回憶，大家仿佛走進了一條“死胡同”。

研發人員夜以繼日地研究，目光最終聚焦到公式參數上。4組參數，每組200余種組合，歷經800多次計算調整……在確定一系列參數后，計算公式得以成功論證。

為了分析計算結果，團隊又利用鐵建重工多年積累的大量施工經驗與數據，構建出仿真模型。

“通過理論計算和仿真分析研究，我們成功開發出主軸承專用設計與仿真軟件，實現了‘工程理論計算+模擬仿真分析+工況模擬試驗+工程應用驗證’閉環設計驗證體系。”陳浩林說。

在此基礎上，鐵建重工還搭建起全球最大的主軸承工況模擬綜合試驗臺，解決了大型低速重載主軸承難以試驗驗證的世界性難題。

2023年10月，國產8.61米主軸承成功下線，標志著鐵建重工突破了材料、工藝、設計、驗證四大技術難題，實現了直徑3米到8.61米主軸承產品型譜設計制造全覆蓋、全國產化。

“黨的二十屆三中全會提出，‘統籌強化關鍵核心技術攻關’和‘強化企業科技創新主體地位’。這讓大家信心更足、動力更大。”麻成標說，“未來，我們將立足破解‘卡脖子’難題，繼續推進高端軸承國產化、產業化，把中國制造的名片擦得更亮！”

（科技日報記者 矯陽 孫瑜）