世界最大船用曲軸——打造中國芯，突破技術(shù)壟斷。下面由我學(xué)習(xí)啦小編為大家介紹。

　　世界最大船用曲軸

　　工程總投資：10億元以上

　　工程期限：2002年——2009年

　　2007年12月29日上午，由大連重工起重集團(tuán)控股的大連華銳船用曲軸有限公司自主研制的第一根大型船用曲軸正式下線。它長6.7米，重41噸，精加工要求很高，在旋轉(zhuǎn)時的振動幅度不能大于人頭發(fā)絲的五分之一。

　　2008年7月27日，迄今為止國產(chǎn)最長最重的船用曲軸在上海電氣臨港重裝備基地下線。這是中國第一根8K90MC-C船用大功率低速柴油機(jī)曲軸，全長16米，重約200噸，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。也標(biāo)志著上海電氣在中國率先具備了大缸徑船用曲軸的制造能力。

　　繼取得這一最新成果后，2009年，上海電氣重工集團(tuán)還將根據(jù)海外用戶需求，試制世界上最大型號規(guī)格的12K98MC-C曲軸等超大超前規(guī)格的產(chǎn)品。上海船用曲軸公司總經(jīng)理劉超明表示，隨著技術(shù)的積累和成熟，我國造船業(yè)有望打破“一軸難求”受制于人的瓶頸，推動我國從“造船大國”向“造船強(qiáng)國”加快邁進(jìn)。

　　打造中國芯

　　曲軸作為船用發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵部件，被譽(yù)為船用柴油機(jī)的"心臟"，對船舶的安全起著至關(guān)重要的作用，大型船用曲軸要求與船舶壽命相等，終身免維護(hù)，使用期限一般在二三十年以上，占發(fā)動機(jī)總造價的三分之一。但中國造船業(yè)幾十年來卻一直缺少這顆“中國心”。由于其重量大、加工精度要求高、制造技術(shù)難度高，因而業(yè)內(nèi)常用"是否具備曲軸制造能力，從某種程度上代表了一個國家的造船工業(yè)水平。目前日本、韓國、捷克、西班牙等少數(shù)幾個具備制造大型船用半組合式曲軸能力的國家高度壟斷著國際上大型船用曲軸市場。

　　韓國和日本造船業(yè)的重要優(yōu)勢之一，就是它們對曲軸的高度占有。有鑒于此，上海曲軸公司扮演的角色相當(dāng)重要，既是解決大功率船用主機(jī)配套產(chǎn)品產(chǎn)能不足的突破口，又是我國造船產(chǎn)量在“十一五”末占領(lǐng)世界市場份額25%以上的重要落腳點(diǎn)。

　　由于少數(shù)幾個國家完全壟斷了全球的曲軸，2001年以后，中國造船業(yè)常常碰到用比以前高出一兩倍價格也買不到曲軸的情況。柴油機(jī)生產(chǎn)廠訂不到曲軸就不能生產(chǎn)柴油機(jī)，船廠買不到主機(jī)就不敢接船舶訂單，以致“十五”期間放棄了幾百萬噸的海外造船訂單。在一次國際訂貨會上，幾位日本、韓國的曲軸供應(yīng)商同一位國內(nèi)船用柴油機(jī)廠的負(fù)責(zé)人開玩笑說，喝一大杯白酒就賣一根曲軸，這位負(fù)責(zé)人二話沒說，就端起酒杯，直嚇得供應(yīng)商連連拱手，因?yàn)樗麄兩a(chǎn)的曲軸將優(yōu)先供應(yīng)本國，根本不敢輕易許諾給中國客戶。

　　隨著原材料成本上升以及其他國家自身需求量的猛增，每根船用曲軸價格目前已達(dá)50萬美元以上。該關(guān)鍵部件自造能力的缺失一度制約著我國船舶工業(yè)的發(fā)展，也讓中國在榮獲"世界第三造船大國"之名的同時付出了高昂的代價。有統(tǒng)計(jì)資料顯示，1978~1997年，中國在進(jìn)口曲軸上花費(fèi)高達(dá)9000多萬美元。而近年來，由于曲軸價格持續(xù)飛漲，以及中國造船業(yè)對曲軸需求量的增加，每年進(jìn)口曲軸的費(fèi)用已經(jīng)高達(dá)四五千萬美元。近幾年來，半組合曲軸供求矛盾更為突出，價格逐年提高，并且交貨期也經(jīng)常得不到保證。因此，迅速建立中國自己的曲軸生產(chǎn)基地，實(shí)現(xiàn)船用大功率低速柴油機(jī)曲軸國產(chǎn)化已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)。

　　發(fā)展過程

　　2001年前后正是世界造船工業(yè)新一輪的擴(kuò)張期，各國對大型高技術(shù)附加值船的需求激增。船用配套設(shè)備自造水平低下與中國的船舶生產(chǎn)大國的地位極不相稱，特別是船用柴油發(fā)動機(jī)的核心部件曲軸不能自給，這一尷尬現(xiàn)狀正是上海船用曲軸誕生的背景。

　　為改變我國造船業(yè)"船等機(jī)、機(jī)等軸"的現(xiàn)狀，2001年，在國家領(lǐng)導(dǎo)人的有關(guān)指示下，國家發(fā)改委批準(zhǔn)上馬船用半組合曲軸國產(chǎn)化項(xiàng)目，并安排了部分國債資金予以支持。

　　2002年5月，上海電氣(集團(tuán))總公司、滬東中華造船(集團(tuán))有限公司、中國船舶重工集團(tuán)公司和上海工業(yè)投資公司共同投資組建上海船用曲軸有限公司，投資1.86億元開展船用半組合曲軸的科技攻關(guān)。

　　技術(shù)難度

　　表面上看，曲軸只是個十多米長幾十噸重的一塊“鐵疙瘩”。然而，它的設(shè)計(jì)和制造工藝卻相當(dāng)復(fù)雜。

　　曲軸是柴油發(fā)動機(jī)直接與螺旋漿軸聯(lián)結(jié)而傳遞推進(jìn)力的。是由將鋼鐵打制成型的鍛造鋼和在模具中熔鑄的鑄造鋼制成的。制造方法大體上有二種，一是整體制造的曲軸，主要用于中小船舶和發(fā)電用中、高速的沖程的柴油發(fā)動機(jī),這種曲軸我國早能自給自足，另一種是組裝式曲軸，主要用于大中型船舶和發(fā)電用低速二沖程柴油發(fā)動機(jī)，是將曲拐和軸頸部件熱壓成為整體。這種曲軸直到2005年我國才實(shí)現(xiàn)零的突破。

　　組裝式曲軸的曲拐有鍛造和鑄造二種制造方法，鍛造方法需要用壓力機(jī)等裝備，所以氣割及機(jī)械加工費(fèi)用高，制造成本高。但是由于用壓力機(jī)加工，疲勞強(qiáng)度可提高。鑄造方法與鍛造方法比，在成本上有優(yōu)越性，可批量生產(chǎn)，但疲勞強(qiáng)度比鍛造的低。目前，國內(nèi)生產(chǎn)曲軸毛坯鍛件的企業(yè)有兩家，即鞍鋼重機(jī)與一重集團(tuán)。

　　船用大馬力低速柴油機(jī)曲軸形狀復(fù)雜，傳遞動力大，承受交變載荷，在船舶壽命期內(nèi)不允許更換，因此對曲軸鋼的純凈化，強(qiáng)度、硬度等有很高的要求，對曲軸毛坯鍛件的強(qiáng)度、耐疲勞、抗沖擊等性能要求十分苛刻，而且曲軸毛坯一體化成型工藝復(fù)雜，鍛件制造還必須獲得國際制造許可證和船級社的工廠許可。

　　2007年12月7日，鞍鋼重機(jī)公司正式接到丹麥MAN-B&W總部的“大型船用柴油機(jī)曲軸鍛件制造認(rèn)證證書”，這表明鞍鋼成為國內(nèi)第一家申請六家船級社認(rèn)證生產(chǎn)大型船用柴油機(jī)曲軸鍛件的企業(yè)。鞍鋼重機(jī)公司從2006年5月開始進(jìn)行大馬力柴油機(jī)曲軸毛坯鍛造的研發(fā)。采用先進(jìn)的真空冶煉、真空澆注技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了曲軸鋼的純凈化冶煉、澆注，使鋼質(zhì)滿足了曲軸鋼標(biāo)準(zhǔn)要求;利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)了曲軸柄彎鍛模具、鍛造工藝、熱處理工藝，從而使曲軸毛坯鍛造獲得成功。

　　2007年8～9月，一重集團(tuán)相繼獲得了中國船級社和英國勞氏船級社的工廠認(rèn)可證書，10月28日，正式收到了丹麥MANB&W總部的"大型船用柴油機(jī)曲軸鍛件制造許可證"。至此，一重集團(tuán)已取得了生產(chǎn)規(guī)格80以下曲軸毛坯的全部認(rèn)證，具備了大型船用柴油機(jī)曲軸鍛件的資質(zhì)。一重集團(tuán)現(xiàn)正在積極進(jìn)行 MANB&W和Wartsila-NSD(瓦錫蘭)兩種結(jié)構(gòu)形式的90級曲軸認(rèn)證工作，預(yù)計(jì)2008年上半年可以通過認(rèn)證，同時可取得6家以上船級社工廠認(rèn)可。屆時，一重集團(tuán)將具備生產(chǎn)所有級別的船用曲軸毛坯鍛件的資質(zhì)。一重集團(tuán)正經(jīng)過實(shí)施曲軸產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)改造后，2008年具備年產(chǎn)75根曲軸毛坯的生產(chǎn)能力。

　　上海曲軸公司第一根曲軸原計(jì)劃下線時間是2004年6月，之所以延后到2005年1月，就是因?yàn)檠兄七^程中不斷遇到新問題。2005年1月，中國第一根國產(chǎn)船用大功率低速柴油機(jī)半組合曲軸在上海船用曲軸有限公司順利下線，這根7.5米長、約60噸重的船用柴油機(jī)半組合曲軸實(shí)現(xiàn)了我國在該領(lǐng)域零的突破。這根曲軸的誕生是"十五"期間中國船舶行業(yè)配套領(lǐng)域最大的技術(shù)突破。

　　為了提升技術(shù)，該公司廣泛吸收國內(nèi)外曲軸毛坯制造和曲軸加工技術(shù)，通過引進(jìn)國外專家、與國內(nèi)知名高校科研院所合作等多種方式，采用“產(chǎn)學(xué)研”戰(zhàn)略聯(lián)盟、聯(lián)合攻關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新模式，走出了一條產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，自主創(chuàng)新，自主開發(fā)的發(fā)展道路，在曲軸材料、曲拐彎鍛工藝、曲軸紅套工藝、曲軸精加工工藝等諸多方面取得重大突破，掌握了曲軸制造過程中的關(guān)鍵技術(shù)，形成了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的曲軸核心制造技術(shù)。其中，先進(jìn)的曲軸紅套技術(shù)、帶回轉(zhuǎn)刀架的專用曲軸機(jī)床曲軸精加工工藝及寬刃刀具設(shè)計(jì)和應(yīng)用、“柴油機(jī)—曲軸—船舶軸系—螺旋槳系統(tǒng)”動力學(xué)分析的攻關(guān)課題難度已達(dá)到國際同類產(chǎn)品水平。截至2006年12月底，該公司已申請國家專利10項(xiàng)，其中實(shí)用新型專利3項(xiàng)，發(fā)明專利7項(xiàng)。目前，該公司已累計(jì)承接船用曲軸合同152根(其中出口96根)，2007年已完工50多根，2008年計(jì)劃生產(chǎn)100根。

　　據(jù)資料，到2010年，中國需要大型船用半組合曲軸約310根，2015年將達(dá) 473根。屆時，全世界的大型船用半組合曲軸仍將供不應(yīng)求。為迅速形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，上海電氣集團(tuán)及時決策，搶先在臨港重型裝備制造基地開始了曲軸二期工程的建設(shè)。據(jù)悉，該公司曲軸二期項(xiàng)目投資5.92億元人民幣，新建廠房約24000平方米，新增曲軸車床、曲拐立車等專用設(shè)備32臺套，形成年產(chǎn)200根曲軸的生產(chǎn)能力。

　　據(jù)透露，到2010年，上海船用曲軸有限公司將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)240根大型船用半組合曲軸的規(guī)模，躋身世界曲軸制造企業(yè)前三名;到2015年，計(jì)劃在曲軸的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力和企業(yè)品牌方面保持世界第一。

　　目前，國內(nèi)僅3家企業(yè)可以生產(chǎn)大型船舶用曲軸，具體情況如下。

　　上海船用曲軸有限公司2007年生產(chǎn)了40根曲軸，不但打破日韓等少數(shù)幾國對技術(shù)和市場的壟斷，還有一半產(chǎn)品完成了出口。隨著二期項(xiàng)目啟動，2008年產(chǎn)量將是去年3倍，可達(dá)120根，目前公司已累計(jì)承接船用曲軸合同152根(其中出口96根)。另外，計(jì)劃2009年年產(chǎn)160根，2010年達(dá)到200 根，屆時幾乎能與韓國斗山重工旗下的船用主機(jī)曲軸制造廠不相上下。斗山重工在2004年和2005年所生產(chǎn)的這類曲軸分別為200根和220根。自 2006年增加產(chǎn)量達(dá)到270根后，未見有報(bào)道稱再有擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。

　　青島海西重工自去年5月生產(chǎn)第一根曲軸至今已經(jīng)生產(chǎn)了15根曲軸，已形成年產(chǎn)50根半組合式曲軸的裝配、機(jī)械加工生產(chǎn)能力。二期項(xiàng)目建成投產(chǎn)以后將形成年產(chǎn)150支船用大型柴油機(jī)曲軸，其第一根船用曲軸已于去年5月份成功下線。

　　大連華銳曲軸公司現(xiàn)在已經(jīng)形成了年產(chǎn)40根曲軸的生產(chǎn)能力，而到2009年，其生產(chǎn)能力將達(dá)到75根。目前這個公司在手的大型船用主軸合同已達(dá)63根，其中今后3年的合同分別達(dá)到23根、38根、2根，而訂貨意向已達(dá)58根。

　　圖一、曲拐在彎鍛

　　圖二、曲軸的紅套

　　圖三、整根曲軸在車床上加工

　　圖四：曲軸成功下線