全国轴承看瓦房店：数十家科研团队联合攻坚，让外国挑刺者服气

说个大家平时可能接触不多的：盾构机，就是在城市地下挖地铁隧道的那种大机器，中国早就能造。可它最前面那个几米宽的大钢圈，主轴承，过去工程队宁可花高价买进口的：这个零件一旦跟着刀盘进了地下，真出故障，常规结构很难现场更换；就算事先设计了内部更换办法，也可能停工几个月。

后来，国产厂家把自己的轴承放到试验台上，做等效1万小时寿命试验，再拆开检查；另一项联合攻关的国产产品，又真正进入了沈阳地铁工程。从车间里做得出，到工程方敢装下去，中间到底隔着什么？这次讲讲盾构主轴承，也看看瓦房店这样的老工业基地怎样往这道难关走。

盾构机看着像一列横着钻进土里的工厂。最前面的圆形刀盘负责切开泥土和岩石，后面的机器把渣土运走、把管片拼起来，再靠油缸往前顶。刀盘要转，又不能在巨大的推力和泥水压力下晃，主轴承就夹在刀盘与驱动系统之间，托住这套动作。

它的样子并不神秘。远看是一个巨大的钢圈，里面排着滚子和滚道。可它一边要扛住刀盘向前顶的力，一边要承受地层变化带来的偏载，还得把几米甚至十几米宽的刀盘稳稳带起来。土软一点、硬一点，碰到砂层还是岩层，传到轴承上的力都不一样。

普通工厂里的机器坏了，可以吊走，可以拆开，最坏不过停一条生产线。盾构机正在城市地下掘进时，前面是还没挖开的土，后面是已经拼好的隧道，头顶可能就是马路、楼房或者河床。主轴承若在这个位置出问题，工人连站到它旁边都不容易。

这种风险，也正是过去工程方愿意花高价买进口主轴承的原因。国外品牌卖给客户的不只是一圈钢，还包括它在许多条隧道里跑过的记录。图纸上的尺寸可以照着量，已经连续运转了多少小时、遇过哪些地层、出了问题谁能处理，这些东西却不能从图纸上抄下来。

进口替代最难的地方，由此露了出来。厂家说自己有信心，工程方不能只凭这句话开工。对方要拿整段隧道的进度来冒险，必须看见足够扎实的记录。

做出一只样品，厂家其实才走到半路。它在车间里转起来，只能说明今天能转。工程方要问的是，几年后它还能不能转，重载之下滚道会不会剥落，密封挡不挡得住泥水，某一处热处理留下的薄弱点会不会提前疲劳。

国内制造不是从零开始。1949年，瓦轴独立造出新中国第一套工业轴承，后来产品不断扩展。瓦房店也逐渐集聚起套圈、滚子、保持架、热处理、磨削和检测等制造环节。可把普通轴承放大到盾构机需要的尺寸，又是一轮新功课。

瓦轴做4.8米盾构机主轴承时，项目负责人提到一个很具体的难处：超长滚道经过热处理，很容易变形。硬度不够，轴承不耐磨；硬度够了，但硬化层深浅不一，同样会影响寿命。一个巴掌大的零件热处理变形，尚且可以报废重来。几米大的套圈已经锻出来、车出来，再发现一圈受热不均，损失的就不只是一块钢。

这类零件还有一种让外行容易看走眼的地方。它越大，越不能靠「差不多」。圆周上某一段高一点，滚子经过那里就会多吃一份力；某一段低一点，旁边的滚子又得替它扛。机器每转一圈，这种不均匀就重复一遍。刚出厂时听不见、摸不着的小误差，经过成千上万小时，可能被放成一次停工。

轴承行业有个特点，老厂的价值不全在厂房，也不全在设备。一个老师傅看磨削留下的纹路，能判断砂轮和工件哪里不对；热处理后测出的同一个硬度数字，工程师还要看它在整圈上是否均匀；滚子探伤发现一条可疑痕迹，是放过去还是整批重查，决定的可能是几年后的故障。这样的经验很慢，一代人教一代人，急也急不出来。

每一项都决定后面能用多久，不能到地下施工时，再让客户替厂家发现问题。

工程方不肯拿隧道替厂家做试验，那就只好先在地面上把风险尽量试出来。

2015年，中铁装备联合洛阳LYC轴承和郑州机械研究所，开始建设盾构主轴承与减速机工业试验平台。研发人员做出6米到7米级主轴承之后，把它装到平台上，按盾构机的受力方式反复加载。

平台从2018年夏天开始运行，先空载，再做均载，最后做加速试验。到2019年6月底，它完成了1万小时等效寿命试验。所谓「等效」，不是在旁边看着它慢慢转满一万个钟头，而是用经过设计的载荷和加速过程，把长期工作中要受的累提前压到试验台上。

试验结束也不算完。2020年4月，轴承和减速机被拆开检查内部。只有跑过、拆开、看过，专家才认定这些部件达到了地铁盾构使用所需的标准。

跑过以后再拆开看，才知道表面转得顺，里面到底有没有留下问题。这套试验给国产主轴承积累了地铁应用所需要的验证依据。

后来，试验台上的成绩还要继续接受真实地层的检验。2020年起，中科院7家科研单位联合沈阳工业大学、北方重工等20多家单位，又做出了3米到8米级的10套盾构主轴承。其中，3米级产品在沈阳地铁一号线东延线实际应用。另一套直径8米、重41吨的产品，经国家轴承质量检验检测中心检测和专家评审，性能与进口同类产品相当，满足装机要求。

3米级已经实际应用，8米级达到装机要求。国产化就是在不同尺寸、不同团队、不同工程里，一段段把空白履历填起来。

2022年，瓦轴出产了两套直径4.8米的盾构机主轴承，并通过客户现场验收。它还为国内多家行业龙头研制了多种规格的主轴承、顶管机轴承和刀盘轴承。到2023年，瓦轴集团官网又刊出一则消息：两套新型号盾构机主轴承通过客户验收。

不过，验收通过和已经在某条隧道里完整跑过一程，毕竟不是一回事。前者证明产品过了客户现场这一关，后者还要交给真实地层和时间检验。

瓦房店的优势也在这里。做盾构轴承，不是把普通轴承按比例放大。套圈、滚子、保持架、热处理、磨削、检测，每一环都要跟着尺寸和载荷重做。一个地方长期聚着做轴承的人，遇到新型号时，材料、设备、工艺和熟练工更容易凑到一张桌子上。

几条攻关线连起来，才看得见行业的进步。有人研究材料，有人造轴承，有人搭试验平台，有人承担整机和施工。每个环节都往前走，下一家工程单位采用国产产品时，手里就多一点可以判断的依据。

国外老牌厂家依然有长期积累。可国产化一旦跨过第一次被采用的门槛，变化会越来越具体。整机厂不用隔着半个地球等一只零件，轴承厂能跟着真实工况改设计，出现异常时，工程师也能更快到现场。更要紧的是，下一代产品不再从一张空白履历开始。

未来更难的题，仍然是可靠性。更大的尺寸、更复杂的地层、更长的施工距离，都会要求厂家继续积累试验和使用数据。做出首套很重要，让后续产品持续稳定地工作，同样重要。

这套能力也不只服务盾构机。瓦房店如今重点发展的还有风电和数控机床轴承，瓦轴为风电主轴轴承建的新公司投资10亿元。盾构机在地下承受泥水和重载，风机在几十米、上百米高空承受阵风和变向，两种工况并不相同，却都在追问同一件事：这只轴承能不能多年不停，坏了之后谁来负责。

我觉得这样的老工业基地，最有机会往上做的，是材料、工艺、检测和实际工况之间的配合。试验发现了问题，能很快回到热处理和磨削上改；施工传来新的要求，下一代设计就有事实可用。这些循环做得越多，客户的信任才会越厚。

如果觉得这篇文章有帮助，请点赞和收藏。关注我，一起了解中国产业发展的故事，从深奥的经济里读出民间烟火。