第777章 积木式组合机架
地基工程如火如荼的进行着。
而另一边,关于压机本体的制造难题,也正式摆上了台面。
二机厂最大的保密车间里,原本堆放着旧式轧机和大型车床的设备,已经被全部清空。墙上挂着“严禁烟火、严禁无关人员入内”的木牌,门口还安排了两名保卫科同志轮流值守。
车间中央,一张用帆布和白纸拼接而成的比例图铺在地面上。
那绝非一张普通的设计蓝图。复杂的应力曲线与密密麻麻的力学计算标记其上,正是林振按照实际尺寸精确等比缩绘的总体受力图。
图纸上,压机的承力部分被画成一个巨大的闭式框架。为了便于制造和运输,这个框架没有采用一次成型的整体铸件,它由上下横梁、左右立柱以及内部连接件组合而成。
远远地看去,像一个被切开又重新拼合的“口”字。
真正承受八万吨压制力的,正是这副巨大的骨骼。
根据设计,单单一根下横梁,长度就达到了三十五米,宽度超过五米,最大厚度接近三米。即使经过分段设计,每一段铸件的重量,也在数百吨以上。
柯东、曾石,以及二机厂铸造、锻造、焊接、热处理几个分厂的负责人,全都围在图纸旁边。
他们看了很久,没有一个人说话。
最后,曾石总工程师抬起头,声音有些涩涩的。
“林总师……这个……这个大家伙,您打算怎么造出来?”
“我们厂最大的铸钢电炉,一炉也就能出一百吨钢水。这一千五百吨的大家伙,得分十五炉,这怎么浇?”
“就算能浇,我们也没有这么大的模具和砂箱啊!”
锻造分厂的厂长也连连地摇头。
“锻造更不可能了。别说我们厂,全世界也没有能锻造一千五多吨铸锭的设备。”
“这东西,从结构设计上,就根本没有考虑过我们现有的工艺水平。恕我直言,这个设计,根本无法落地!”
曾石的话说得很重,但车间里没有人反驳。
因为所有人都清楚,他说的是事实。
现在的二机厂,已经是国内重型装备制造的骨干企业,可“骨干”并不意味着无所不能。厂里的大型电炉、天车、砂箱、热处理炉,都是在现有工业基础上一点点的建设起来的,能够满足常规大型设备制造,却远远达不到一次浇铸上千吨整体构件的程度。
何况,超大铸件最怕的是内部缺陷。
缩孔、疏松、夹杂、裂纹,只要有一处没有控制住,整个构件就可能在高载荷下突然崩毁。这是几十条人命和整个盘古项目安危的问题。
面对所有人的质疑,林振的眉毛动了动。
他蹲下身,在图纸上找到了下横梁的中部位置。
“曾总工,如果我把它切开,分成三段,每一段的重量控制在五百吨左右。我们能不能铸造出来?”
曾石愣了一下。
他重新低头,看着图纸上的尺寸,手指沿着横梁外轮廓慢慢的移动。
五百吨依旧远远超出二机厂单台电炉的能力,但是如果把几座电炉改造成协同出钢,再增设中间包和保温钢包,同时扩大砂箱,采取分层浇注,虽然风险极高,却并非完全没有可能。
至于三段铸件之间的连接,就只能另想办法。
“咬咬牙,拼了老命,或许……或许有百分之三十的把握。”曾石给出了一个极其保守的答案。
“百分之三十就够了。”
林振的嘴角轻扯了下,仿佛早就料到了这个结果。
他拿起笔,在那根三十五米长的横梁上,画了两条分割线。
“我的方案,叫做‘化整为零,积木拼接’。”
“我们不追求一次性铸造一个一千五百吨的整体。我们将它分解成若干个更小的,我们现有能力能够勉强制造出来的零件。”
“比如,下横梁,我们把它分解成三段。”
“两根立柱,我们也可以分段铸造。”
“然后,再像搭积木一样,把这些零件,高精度的拼接、组合起来,形成我们最终需要的那个巨大的C型板。”
“积木?”
柯东和曾石对视了一眼,都从对方眼中看到了巨大的困惑。
普通的积木,用胶水就能粘起来。
可这是要承受八万吨拉力的国之重器!
用什么来“粘”?
“林总师,您这个思路很大胆。”
曾石心尖颤抖,指出了最核心的问题。
“但是,拼接,就意味着有接头。在八万吨的巨大拉力下,任何形式的螺栓连接、铆接,甚至是焊接,都不可能承受得住。”
“这个连接处的强度,才是最致命的新难题。如果解决不了,这个积木式的方案,就没有任何意义。”
曾石并不是故意泼冷水。
压机工作时,上下横梁承受的是巨大的压缩载荷,框架内部则会产生复杂的拉应力、弯曲应力和局部剪切力。普通螺栓连接容易出现孔壁挤压,铆接会形成应力集中,厚板焊接则可能因为热影响区和残余应力而产生隐患。
尤其是三百毫米以上的厚重钢件,想靠一道焊缝解决整体受力,根本就是拿人命赌。
是啊,连接问题怎么解决?
这就好比用几根细绳子,去捆一头大象。
绳子本身再结实,打的结要是不牢靠,一用力,还是会散架。
八万吨的力,足以把直径一米的钢制螺栓,像麻花一样拧断。
也足以把半米厚的焊缝,像撕纸一样撕开。
这似乎又是一个无解的死局。
所有人的目光,再次聚焦到林振身上。
他们已经习惯了,这个年轻人总是在他们认为“绝不可能”的时候,拿出一个匪夷所思的方案。
这一次,他又能创造奇迹吗?
林振没有卖关子。
他指着图纸上横梁与立柱的连接处,轻轻的扬了一下眉眼:
“我们不用螺栓,也不用焊接。”
“我们用一种更古老,也更可靠的方式。”
“榫卯。”
“榫卯?”
会议室里响起一片惊呼。
所有人都以为自己听错了。
榫卯,那是老木匠盖房子用的东西。
用在这么一个现代化的钢铁巨兽上?
这不是开玩笑吗?
“林总师,榫卯结构,利用的是木材的抗剪切力。可我们这是钢材,要承受的是巨大的拉力啊!”曾石急道。
“谁说榫卯只能抗剪切?”
林振反问一句,随即在黑板上画了一个复杂的剖面图。
“我设计的,是一种自锁式预应力复合榫卯。”
“我们通过极其精密的加工,让公榫和母卯的接触面,带有特定的倾斜角度。当它们被巨大的压力合在一起时,会产生一个强大的摩擦自锁力。”
“同时,我们再在结构内部,穿入上百根高强度钢缆,施加几万吨的预应力,将整个C型板紧紧的箍在一起。”
“榫卯结构负责传递和分散应力,预应力钢缆负责提供强大的抱紧力。两者结合,才能让这个积木,变成一个牢不可破的整体。”
林振没有告诉众人,真正的关键并不只是榫卯形状。
是每一个连接面的加工精度、受力方向和预紧顺序。
公榫与母卯之间不能有明显间隙,也不能过分紧死。太松,会造成冲击;太紧,则可能在装配时产生局部崩裂。
所以,所有连接面都必须先进行粗加工,再用大型镗床和专用刮研工具逐步修整。最后,还要在常温下进行试装,用塞尺和着色检验一点点的确认贴合状况。
听到林振的话,在场所有专家呆呆的看着黑板上那个闻所未闻的复合榫卯结构,大脑一片空白。
原来……机械结构还能这么设计?
这已经完全颠覆了他们教科书里学到的所有知识。
柯东努努嘴,半天才找回自己的声音。
“林总师……要实现您说的这种拼接,对材料的要求,恐怕是……”
林振点了点头,表情变得严肃起来。
“没错。”
“要实现这个方案,我们需要一种全新的特种钢。”
这句话落下,魏云梦敛了敛眉。
所谓“全新的特种钢”,并不是从今天才开始研制。749研究院此前已经完成了龙鳞-1型钢的基础配方和试制工作,只是这种材料的稳定量产、超厚截面铸造以及大型构件热处理,仍然没有经过如此严苛的验证。
如今,盘古压机正好给了它最极端的试验场。
林振转向身边的魏云梦。
“云梦,你来说一下材料的指标。”
魏云梦点了点头,拿出一份文件,用像栀子花般醉人的声音念道:
“钢材牌号,暂定为20MnNiMo。”
“要求,单体铸件厚度不低于800毫米,屈服强度不低于600兆帕,零下二十度冲击韧性不低于40焦耳。”
“最关键的一点,钢水纯净度,要求硫、磷等有害杂质含量,必须低于万分之零点五。”
这里的20MnNiMo,是盘古项目根据现有冶金条件确定的内部试制牌号,属于龙鳞-1型钢在超厚大型铸件方向上的工艺化方案。
真正要达到的,并不是纸面上的强度数字。
是让几百吨钢水在浇注、冷却和热处理之后,仍然保持足够均匀的组织。
对二机厂而言,这才是最可怕的考验。
当最后一个数字念出来时,二机厂铸造分厂的厂长,一个五十多岁的老技术员,手一抖,差点把保温杯掉在地上。
“万……万分之零点五?”
他失声叫道:“这不可能!绝对不可能!”