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自豪!“复兴号”上有两项“宁夏元素”,银西高铁上也会使用!

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飞驰在新时代,

“纯中国血统”的“复兴号”

以速度更快、能耗更低、寿命更长,

使我国成为高铁运营时速最快的国家。

“复兴号”高速列车

不仅具有完全自主知识产权,

还闪耀着两项“宁夏元素”。

宁夏维尔铸造有限公司研发的枕梁组件,

作为列车转向架上的关键部件,

撑起车厢的“脊梁”;

宁夏银利电气股份有限公司

应用智能仿真设计系统研发的电磁元件,

作为能量传递、转换、隔离的装置,

源源不断地为列车提供“供血”装置。

近日,

记者走访两家企业,

探寻“复兴号”上宁夏“智造”的诞生过程。

通往“智造”的彼岸

他们跨越千山万水

宁夏维尔铸造有限公司数控车间,工人正在修补枕梁组件。

7月3日,宁夏维尔铸造有限公司数控车间,工人武学礼正在精心加工枕梁组件。面对重达600多公斤的庞然大物,武学礼一丝不苟:“枕梁组件是企业的‘当家产品’,不能在我这个环节掉链子。”

铝合金枕梁是高速动车组中的关键零部件,结构复杂、技术要求高、制造难度大。作为工信部试点示范项目之一,维尔铸造生产的时速250公里“复兴号”动车组联系枕梁组件,改变了枕梁组件依赖进口的局面。

从制定研发计划到出厂开展线路试验,枕梁组件凝聚了一大批高精尖人才耗时300多个日夜艰苦卓绝的努力。

通往“智造”的彼岸,维尔铸造跨越千山万水,可谓困难重重、一波三折。

2016年,维尔铸造成立20多人组成的研发团队,向枕梁技术攻关。

由于国内无同类产品与技术的参考资料,一切只能摸着石头过河。

从研究成分到设计工艺,再到试制样品,研发人员探索多个技术无人区,攻关一系列关键技术,将宁夏“智造”牢牢“镌刻”在“复兴号”上。

“材料成分很难控制,中车集团要求很高,许多材料的成分含量范围比国际标准还要小。范围越小,越难控制成分,研发难度可想而知。”公司技术中心主任李向东说,以钛为例,他们经过反复试验、优化以及不计其数的试验,最终将材料成分的范围缩短在0.12%至0.25%之间。

材料成分确定后,李向东带领研发人员踏上了艰辛的试验之路。

由于企业不具备静强度和疲劳测试的条件,李向东只能带着样品去北京交通大学试验。

仅疲劳测试,需要20台计算机24小时不间断地进行1000万次计算,研发人员则每隔10分钟记录一次数据。

喊着“不漏掉一组数据”的口号,研发人员三班倒,连续一个月坚守在岗位上,才完成一次疲劳测试。

然而测试结果不尽人意,成分有待调整。

在近一年的测试中,研发人员在测试-调整结构-优化-重测中循环了整整10次!

“这是一个异常艰难的过程。但越是艰难的时刻,越需要大家拧成一股绳的劲儿。”李向东回忆,数据有误后,他们修改枕梁各个部件的设计方案,以某圆角为例,如果强度增大,重量易超标。为了在强度与重量之间找到平衡点,他们通宵达旦地设计了数百个方案。

顺利通过试验后,工人开始生产枕梁组件样品。“按照协议,今年1月要装车试验,若拿不出样品,‘复兴号’只能采用进口的枕梁。”李向东介绍,他们先行模拟,修改了充型、凝固、浇注等工艺,为产品顺利生产加了一道“保险”。

得益于不畏艰险、勇攀高峰的创新精神,去年8月,维尔制造提前交出满意答卷。枕梁组件成功打破了中国高速动车组枕梁相关技术全部依赖进口的局面,为国家节约成本30%。

从2016年立项到2019年上线试验运行,研发团队先后设计《中国标准动车组转向架联系枕梁型式试验大纲》《CRH3-350-004涂漆技术规范》《CRRC-2001-JT-ZXJ-010-8辆和16辆编组CR400BF型动车组项目转向架联系枕梁采购技术条件-D版》等文件。研发过程中,还成就了一批创新达人和能工巧匠,其中3人获得焊接国际资质,20人获得理化检测国际资质。

“产品出厂后不代表研发结束,下一步,我们将继续研究金属型低压铸造、三乙胺法冷芯盒制芯等工艺,以增加枕梁的安全性和可靠性,提高砂芯的强度和溃散性。”李向东如是说。(宁夏日报记者 姜璐 文/图)

通往成功的路上

他们攻坚克难勇担当

宁夏银利电气股份有限公司准备交付的CR300电磁元器件产品。

7月1日,宁夏银利电气股份有限公司的车间里,一台台将要安装在“复兴号”动车组列车上的电磁元件被摆放整齐,工人们一边进行最后的外观确认,一边准备好证书资料,等待运输公司的人前来打包、安排物流。

这已不是宁夏第一次向“复兴号”提供高铁用电磁元器件。从2017年至今,银利电气为20辆“复兴号”列车提供了电器元器件,这些体积并不大的器件主要负责微能量的传递、转换、隔离,为列车的安全运行源源不断提供各种动能保障。

随着“复兴号”CR400、CR300、CR200新型动车组型号的不断丰富,银利电气提供的动车电磁元器件产品也逐渐丰富。“这些产品是我们为之骄傲的作品,也是公司从‘中国制造’到‘中国创造’一路发展的见证。”公司董事长焦海波说。

2013年末,中国标准动车组项目方与银利电气取得联系,对动车用电磁元器件提出了所有技术和材料必须国产化,并要达到体积小、重量轻、成本低、寿命长的严苛要求。时间紧任务重,面对技术和材质的双重挑战,公司毅然接下了订单。

要生产符合条件的产品,最大的困难在于重量。当时,同类国外厂商的设备都超过630公斤,但项目方要求重量在600公斤以内。面对重重困难,公司组织了技术团队,并与中科院重庆分院合作,从电、磁、力、热方面进行有限元仿真,合理选择电气性能参数及材料,优化风冷结构,达到降重提效目的。

开会讨论、作图修改、实验论证……无数个深夜,办公室的灯光一直亮到清晨,光影下忙碌的身影构筑着团队每个人向目标发起冲锋的英姿。

历经一次次失败,6个月后,第一套质量检查合格的电磁元器件成品终于出现在大家眼前。“590公斤!”在确认重量符合要求后,所有人都松了一口气。然而两天后,团队热烈的气氛跌至冰点:项目方面要求将产品重量再减30公斤!

怎样才能达到这样极致的要求?技术人员又一次犯了难。

面对“几乎不可能完成”的任务,技术团队没有灰心,开始了新一轮的设计研发。在重新测算了设计和装置的合理性,并调整了所有可优化的部分后,技术人员又把目光对准了材料方面,通过比对上百种材质,逐一分析试验,团队离目标值慢慢靠拢。

两个月过去,在技术团队锲而不舍地坚持下,在原基础上“减重”60公斤的电磁元器件产品成功下线,实际重量为530公斤。“这一数值比客户要求的560公斤更加轻盈,我们成功了!”项目经理兼设计师罗彦江回忆。

2014年,银利电气接又到“复兴号”CR400用牵引辅助变流器用电磁元器件的订单,从客户技术要求开始逐条分析,再通过公司的技术力量,逐个攻克难关。为了赶工期,罗彦江和团队几乎以办公室为家,把所有精力都投入到了产品研发工作中。

功夫不负有心人。2014年12月,整体设计方案通过验证,2015年1月,中国标准动车组项目方来到公司做首样首检。同年6月,产品通过铁道部产品质量监督检验中心机车车辆检验站第三方验证。2018年8月,电磁元器件产品累计运行399153公里,通过30万公里的运营考核。

去年年初,公司接到了来自“复兴号”项目的新订单——中国250公里标准动车组(CR300)用牵引辅助变流器用电磁元器件。在前期CR400型号产品科研基础上,罗彦江和团队用半年时间,按要求完成了产品的设计研发,实现了兼容不同厂家产品型号并完全匹配性能规格。今年,公司又承接了CR200型号产品的电磁元器件研发工作。

“银西高铁上也使用了CR300型号,我们的产品不久就能安装在宁夏的动车上了。”罗彦江和同事充满期待。(宁夏日报记者 马越 文/图)

让中国动车用上国产高性能轴承润滑脂

滚动轴承采用宁夏宝塔石化科技实业发展有限公司生产的润滑脂。

2017年8月,好消息从北京传来,我区东西部科技合作项目——宁夏宝塔石化科技实业发展有限公司与中国科学院兰州化学物理研究所合作开展对高铁、地铁轴承用高性能润滑脂研究开发取得良好效果,在北京地铁10号线开展行车试验,累计行驶10万公里,产品的各项技术性能均已达到或超过国外同类产品技术标准。

“经过检测,我们产品指标优于国外同类产品,但是价格只有他们的一半。现在我们的目标是让润滑脂用在我国地铁、高铁上,发挥更大的作用。”7月3日,宁夏宝塔石化科技实业发展有限公司董事长张立忠向记者讲述高性能润滑脂的“前世今生”。

近年来,我国高铁、地铁产业发展迅猛,但一些关键零部件受制于人,滚动轴承及专用润滑脂就是其中之一,长期依赖进口,已成为制约我国高铁地铁产业发展的“瓶颈”问题。

由于高铁地铁润滑脂在耐高温、耐极压、耐腐蚀方面有特殊要求,国外仅有少数几个公司,如壳牌、美孚、舍弗勒等公司拥有和垄断该项技术。北京地铁所使用的滚动轴承用润滑脂为德国FAG公司生产的FAGL225型润滑脂,由于国内没有相应的滚动轴承用润滑油脂产品,因此该润滑脂的市场售价较高,为每公斤280元,远高于常规润滑脂的售价。

垄断意味着竞争消失和“人为刀俎,我为鱼肉”的残酷现实。

于是,开展高性能滚动轴承及润滑材料的设计制备及性能的研究摆上了中国企业的案头。

2011年4月,宁夏宝塔石化集团有限公司收购长城资产管理公司持有西北轴承20%的股份,成为西北轴承第一大股东。“从那时候起,我们开始考虑这方面的问题,如果该项目研发成功,可以改变该领域长期依赖进口的被动局面,填补我国高铁、地铁轴承用润滑脂国产化的空白,对我国高铁、地铁的产业发展和技术进步具有重大意义。”张立忠说。

滚动轴承是重大装备的基础零部件,集成了诸多设计理论和制造技术,滚动轴承品质与服役特性除了取决于合理的设计、高性能材料及高精度的加工制造安装等因素外,润滑材料有着至关重要的影响,尤其对应用于重载、高速、高温、高精密、水环境、粉尘、腐蚀介质等特殊工况的高性能滚动轴承。高性能轴承的工作条件十分复杂,导致润滑膜的生成与失效行为更为特殊,从而对润滑脂提出了更为苛刻的要求。

2014年4月,宝塔石化与中国科学院兰州化学物理研究所、西北轴承股份有限公司三方商议决定,联合建立和运作“高性能轴承强化与润滑材料联合研发中心”。引进兰州化学物理研究所博士李维民进入宝塔集团博士后科研工作站工作,对该项目进行专题研究。

万事开头难。张立忠介绍,这项研究的难点在于基础油的研发,常规轴承润滑脂的基础油是通过物理方法提炼原油进行生产,但地铁高铁轴承对润滑脂的需求不同以往。通过科研团队的研究和反复试验,确定了润滑脂基础油为聚α烯烃,该材料是神华宁煤400万吨煤制油副产物,主要原材料立足本区、来源丰富。

基础油的问题解决后,对润滑脂性能起关键作用的添加剂成为下一个“拦路虎”。研究人员将抗挤压剂、耐磨剂、耐温性添加剂等进行合成,并利用实验评价装置对其主要性能进行测试和评价。经过实验证明,这些利用自主知识产权合成的高性能润滑脂添加剂对提高润滑脂的主要性能确实起到至关重要的作用。

参与研究的工程师徐建说,通过实验发现高铁、地铁润滑脂在某些性能上互相制约。为了解决这个矛盾,在试验过程中采用多元复配技术,通过多元添加剂及复配技术,使产品的综合性能得到改善和提高,行车试验的实践证明,这种多元复配技术是行之有效的。“技术水平获得提升,更重要的是我们通过这项研究树立了信心,我们能够和国外同等产品处在同一水平,为国家的发展建设贡献自己的力量。”张立忠说。(宁夏日报记者 张贺 文/图)

微评:抓住市场需求搞创新发展

今天,在“复兴号”列车上出现了不少“宁夏元素”:维尔铸造的高速动车组铝合金枕梁、银利电气的电磁元器件……这些“宁夏元素”,充分展现了我区企业近年来取得的技术创新成果。

技术创新,被誉为企业的生命力。一家企业在市场上的竞争,表面上看是产品与服务的竞争,实质上是产品技术水平的竞争。纵观国内外一些知名企业发展历程,可以发现,都是靠不断的技术创新来增强企业的竞争优势。一些大型的名牌企业,都会设立自己的科研开发机构,都有拿得出手的领先技术和拳头产品。所以说,谁拥有了在行业中领先的新技术,谁就拥有了强大的市场竞争力。

唯创新者进,唯创新者强。不少企业都深谙这个道理。但创新并非坦途,一路披荆斩棘、过关斩将者不乏其人,但栽过跟头、吃了苦头的更是大有人在。成与败的经历,不禁引人深思:创新的“密码”究竟是什么?

细观“宁夏元素”的创新者们,他们“精耕”的技术创新成果虽然各异,但有一个共同点,那就是在创新的路上始终秉持着一个观念:只有及时准确把握市场需求,才能让技术创新成为企业生存发展的制胜法宝。从维尔制造到维尔“智造”的蜕变,关键就在于企业时刻把握市场脉搏,根据市场需求有针对性地研发新产品、研制新设备、开发新工艺、应用新材料,以最快的速度实施技改和创新,才能做到出奇制胜;银利电气将产品的研发、制造、核算、采购和供应商集成在一起,实现客户需求直达车间的业务模式……

脱离市场需求的技术创新,“天马行空”却脱离实际。只有把握住市场需求这个技术创新的动力源泉、基本起点,才能真正激发出发展、创造的动力。(华满蹊)


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