本报记者 王正喜
习近平总书记3月5日参加十四届全国人大一次会议江苏代表团审议时强调,加快实现高水平科技自立自强,是推动高质量发展的必由之路。在激烈的国际竞争中,我们要开辟发展新领域新赛道、塑造发展新动能新优势,从根本上说,还是要依靠科技创新。
3月26日,蔚蓝的天空下,吉林省松原市前郭查干湖生态小镇综合能源服务项目配套10万千瓦风电项目现场,徐工2600吨级起重机金黄色的钢铁巨臂轻轻一抓,稳稳地伸向高空,高126米、重127吨、容量6.25兆瓦的风机很快吊装到位。
自从2022年9月2日,徐工2600吨级起重机横空出世,凭借高质量自主创新,再次抬高了全球最大吨位全地面起重机的门槛,并全面提升了大型陆上风机的安装效率,实现更安全、更快捷、更精准、更高效。徐工2600吨级起重机凭什么能领先全球?其研发、制造过程中,突破了哪些关键技术?3月28日,记者走进“全球第一吊”主力研发制造团队。
徐工机械总工程师、副总裁单增海介绍说,在激烈的国际竞争中,我们要开辟发展新领域新赛道、塑造发展新动能新优势,从根本上说,还是要依靠科技创新。要坚持“四个面向”,加快实施创新驱动发展战略,推动产学研深度合作,着力强化重大科技创新平台建设,支持顶尖科学家领衔进行原创性、引领性科技攻关,努力突破关键核心技术难题,在重点领域、关键环节实现自主可控。
复杂立体结构就像“超级鱼竿”
超级移动式起重机,被认为是科技含量最高、研发难度最大的产品之一,被誉为世界工程机械技术“珠峰之巅”。
在今年的全国两会上,全国人大代表,徐工机械总工程师、副总裁单增海说:“2017年,习近平总书记视察徐工时乘坐过的全地面起重机,如今通过技术升级,各项关键指标已达全球领先,整机国产化率也由原来的71%提升到100%,所有关键零部件均实现了中国制造。我们团队的200多位专家、100多位高级技师,十年磨一剑,攻克了七大关键核心技术,实现了千吨级起重机自主研制。”
布局“国之重器”,破局“卡脖子”难题。近年来,徐工不断深耕超大吨位起重机技术创新,用挑战极限的硬核实力摘下一代代超级起重机的桂冠,从1200吨、1600吨,到2000吨、2600吨,不断刷新“全球第一吊”纪录。
已经保有一代代纪录,为何还要研发被国外企业视为“不可能实现”的2600吨级起重机?
“起初出自用户的一个要求。”徐工重型总经理助理、技术总监丁宏刚说,“做一款吊装高度更高、重量更大,同时也更稳,但又不能损失任何通过性的设备,这既是现实应用的需求,更是出于挑战极限、自我施压、不断创新的内在追求。”
听上去简单,但在已经极其庞大的机身上,每增加一点吊装高度,都是对产品综合技术实力的巨大挑战。
徐工破题的关键是诸多全球首创技术。“高性能柔性臂架技术”,便是其中的典型。
为应对更高的风机吊装高度、更大的吊装重量,徐工2600吨级起重机的臂架被设计成一个拥有复杂立体结构的“超级鱼竿”。在数十年经验和技术的累积下,徐工凭借“高性能柔性臂架技术”“超起技术”等核心技术,自主开发了“超起一键定长张紧”“臂架形态主动控制”等功能。
其中,“高性能柔性臂架技术”再次突破,最大限度解决了高空起重性能衰减,以及大尺寸风机吊装钩下空间不足引发的安全隐患问题。“超起技术”可持续优化操作体验与作业安全性,在成熟的“超起一键定长张紧”基础上新研发的“臂架形态主动控制”“吊装风险预测”,能保证操作更快捷、更安全。
这些技术使得“超级鱼竿”能够轻松承担目前全球最高、最重风机的吊装。
2022年11月,在三峡新能源山东昌邑柳疃50兆瓦风电项目现场,徐工2600吨级起重机首次完成了陆上最大风力发电机组的安装。
“这次吊装,单个部件最重达171吨,相当于100多辆家用汽车加起来的重量。”徐工2600吨级起重机总体设计师李长青介绍,这次安装实现了作业效率和起重性能的新突破,标志着中国继续保持着全球吨位最大、吊装能力最强的全地面起重机研发纪录。
全球首创“孪生组合”适应性更强
要将2600吨级起重机这样的“庞然大物”从图纸变为实物,需要上千名工人协同努力,孟维就是其中之一。
孟维,徐工重型的数控加工技能工艺师,2022年“大国工匠年度人物”。2600吨级全地面起重机的关键零部件,均出自孟维及其团队之手。
当吊起2600吨级的物体时,产生的巨大拉力,实际维系在起重机超起转接结构上。然而,根据设计图纸生产出的第一批产品,在极限试验中却屡次发生断裂。
孟维临危受命,担负起超起转接结构攻关难题。在经过数十次失败后,孟维发现了关键问题出在承重部件的一个异形螺纹上。“精度没有达到要求,螺纹就发生断裂了。”孟维说。
“原先的超起转接结构承载能力在2000吨级时已达到极限。这种加工精度,对全球制造企业而言都是个巨大难题。”他沉下心来,为异形螺纹专门研制了一套专用刀具,一点一点拼出了新的超起转接结构。经测试,完全符合2600吨级起重机的需求。
新晋的“全球第一吊”并不是一款产品,而是“双胞胎”。徐工以全球首创的“数字化孪生”模式,颠覆性地推出了2600吨级全地面起重机、2600吨级伸缩臂履带起重机这对“上车吊装性能一样,下车2小时即可自由切换”的“双打组合”。在173吨吊重下,它们的吊装高度均可达到160米。
风电吊装的场地,可能会是在平原,也可能会是在山地、戈壁甚至海边。作为全球首个配备10轴底盘的设备,徐工2600吨级全地面起重机车身压得更低,最小离地间隙更大。它转台转场时可以携带5节主臂、转台、支腿,总重317吨,最高车速可达每小时10公里,最大爬坡度20%,可以通过更狭窄、起伏的山地。
徐工2600吨级伸缩臂履带起重机的窄轨履带底盘,带来了更好的承载能力和行驶性能。它转台转场时能携带6节主臂、超起、支腿等,总重达457吨。爬坡度可达30%,行驶速度每小时2公里,能适应更泥泞、复杂的路面。
“2600吨级全地面起重机能够实现160米高度吊重173吨的极限工况,可覆盖我国90%以上的陆上风机安装,将超大型陆上风机安装的效率提高30%—50%。”李长青说,作为全球起重机领域革命性的创新成果,“全球第一吊”将为“十四五”期间风电装机目标的实现,持续贡献力量。