当前，世界上能研制掘进机主轴承的企业仅四家，分别是德国的罗特艾德、IMO、FAG和瑞典的SKF，其中，罗特艾德占有全球全断面隧道掘进机领域绝大部分市场份额。

据悉，罗特艾德公司制造的主轴承技术和工艺水平最高，其生产的主轴承直径已突破7米多，装配于多台14米直径的掘进机，掘进隧道长度累计已超过50公里。

随着隧道建造技术的发展，隧洞设计的里程和直径也越来越大，往往要求单个主轴承的设计寿命达20公里以上，轴承直径6米以上，从而进一步加大了掘进机主轴承的技术研发难题。“直径若超过8米，轴承结构就需要分块设计了。”李云峰说。

掌握直径3米核心技术，实验寿命等同国外同类产品

除受材料因素制约外，在设计和工艺上，国产掘进机主轴承与国外产品都存在很大差距。

“国内现有的滚动轴承理论，是基于刚性套圈假设，不适于分析掘进机主轴承的内部受力状况。”洛阳轴承研究所有限公司董事长王景华说，我国掘进机制造历史仅十余年，所有数据都非常匮乏，设计计算只能输入估算的载荷，如此设计的轴承难以匹配实际的工况。

王景华还介绍说，国外知名轴承企业更注重轴承与主机结构的匹配，在设计时，将轴承视为主机的组成部分，二者协同进行。

反观国内，轴承与主机的设计则“各自为政”，相互独立。“相互不熟悉，主轴承根本无法响应主机环境的力学行为。”李云峰说，要适应主机环境的力学行为，需要十分复杂的动力学模型、工程数据和数值计算平台，国外轴承设计的合理性，是通过大量实验验证的，并积累了大量工程数据，这些方面在我国几乎全是空白。

说到掘进机主轴承的制造工艺，李云峰罗列出包括机加工工艺、热处理工艺和焊接工艺等因素。“国外的热处理工艺已发展到无软带表面淬火，而国内还没有这样的工艺。”李云峰说，经无软带表面淬火处理，主轴承的滚道表面会全部硬化。如此，因重载造成的软带区域塑形、变形和过早疲劳剥落等故障隐患，都将彻底消除。

掘进机主轴承国产化曙光正在初现。

“我们已开始与国产掘进机领军企业——铁建重工紧密合作，率先开展了掘进机主轴承的研究工作。”王景华透露，作为国内唯一的滚动轴承综合性研究机构，覆盖基础及应用研究，拥有盾构及掘进技术（轴承）国家重点实验室，洛阳轴承研究所正加速实现技术研发步伐，目前已掌握直径3米的主轴承核心技术，实验寿命等同国外同类产品，力争2018年装机试用。

（原标题：自家的掘进机却不得不用别人的主轴承）

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