我国自主研发特大型转盘轴承成功下线 助力全球最大全可动射电望远镜建设

问题——重大科学装置对“精度+承载”提出更高门槛。全可动射电望远镜需要大尺度结构上实现高稳定性和高指向精度的统一:一上,天线主体体量巨大、风载等外部扰动复杂,方位系统必须具备足够承载与抗变形能力;另一方面,射电观测对指向误差极为敏感,方位转动的平稳性、定位精度直接影响观测质量。长期以来,特大型高承载转盘轴承属于高端装备关键环节,设计、材料热处理、制造与装配保障体系缺一不可,任何短板都可能限制重大工程的建造进度与性能指标兑现。 原因——关键部件国产化能力加速突破与工程需求牵引相互叠加。近年来,我国重大科学装置建设进入密集推进期,从深空探测到天文观测,对高端基础件与核心零部件提出了更系统、更可验证的需求;,国内高端装备制造材料工艺、精密加工、检测体系各上持续积累,具备向“更大尺寸、更高承载、更高精度”发起攻关的产业基础。鉴于此,面向120米口径全可动射电望远镜的方位核心部件研制,既是工程牵引的现实需求,也是提升产业链自主可控水平的必答题。 影响——填补空白的同时,增强我国重大科学装置的工程组织能力。此次下线并验收通过的转盘轴承外径达4.6米,采用三排圆柱滚子结构与径向预紧等设计,兼顾高承载与高精度需求,可为望远镜方位机构提供精准径向定位与辅助支撑,保障天线实现±360°平稳转动。研制过程中,研发团队特大型转盘轴承高径向承载能力设计、特宽径向滚道面高硬度与大层深淬火等关键技术上取得突破,并提出适配该结构的安装维护方法,提升了工程交付的可实施性和全寿命保障能力。更重要的是,首台套一次验收成功,意味着我国在特大型高承载望远镜方位轴承领域实现从“能做”到“做成、做稳”的跨越,为后续同类工程提供可复制的技术路线与质量控制经验。 对策——以系统工程思维推进“设计—制造—验证—运维”闭环能力建设。面向未来更高指标的科学装置和高端装备,应更强化关键基础件的协同攻关机制:在设计端,围绕承载、刚度、摩擦特性、热稳定性等指标建立多物理场仿真与可靠性设计体系;在制造端,完善超大尺寸零件的热处理一致性控制、滚道精加工与装配精度保障工艺,提升批量稳定性;在验证端,构建与重大工程匹配的台架试验、现场工况监测与寿命评估体系,用数据闭环推动迭代优化;在运维端,推动标准化安装维护规程与备件保障体系建设,降低重大装置运行风险与停机成本。通过产业链上下游协同与标准化沉淀,把“首台套突破”转化为“持续供给能力”。 前景——多台大型望远镜协同将重塑我国射电天文观测能力版图。120米口径全可动射电望远镜是国家天文领域重大工程,采用完整波束波导馈电系统,发射功率达一兆瓦,按计划建成后将成为全球口径最大、发射功率最强的全可动射电望远镜之一,预计2028年全面竣工。届时,它有望与贵州FAST以及新疆奇台110米射电望远镜形成互补:在观测频段覆盖、灵敏度、指向跟踪、任务分工等上实现“多点支撑、协同观测”,提高对脉冲星、星际介质、快速射电暴等前沿课题的观测效率与研究深度。对装备产业而言,此次轴承下线意味着我国在特大型精密基础件上迈出关键一步,将带动超大尺寸精密制造、检测计量与高可靠运维等能力整体提升,并对能源、重型机械、海工装备等领域产生外溢效应。

轴承虽然是一个不起眼的零部件,但在大型科学装置中却承担着至关重要的使命。洛阳轴承集团成功研制的这台特大型转盘轴承不仅是一项技术突破,更是我国自主创新能力的体现。它将为全球最大的全可动射电望远镜提供坚实支撑,助力我国在宇宙探索的征途中迈出更加坚定的步伐。随着这若干大型射电望远镜的相继建成投用,我国天文观测能力将跃上新的高度,为人类认识宇宙、探索未知做出更大贡献。