[河北大工匠]挑战0.004毫米的齿轮间隙

发布:2016-4-29 10:10  来源:河北日报   作者:段丽茜1080次

上海65米射电望远镜,名列全球第四、亚洲第一。银色的望远镜矗立在上海佘山脚下,在蓝天下雄伟壮观。由于建设中涉及多个技术领域,这种大型射电望远镜是国家科技实力的体现。

夏立正在装配车载卫星天线。景希朝摄

  挑战0.004毫米的齿轮间隙

  ——中电科54所高级钳工夏立装配射电望远镜超高精度天线的故事

  编者按

  “鼓励企业开展个性化定制、柔性化生产,培育精益求精的工匠精神,增品种、提品质、创品牌。”在今年李克强总理所作的《政府工作报告》中,“工匠精神”的出现令人耳目一新。“工匠精神”意味着精益求精、精雕细琢,意味着专业与敬业,更意味着对规则、规矩的尊重与恪守,对高品质产品的责任感与自豪感。中国制造迈向 2025,呼唤工匠精神。

  “五一”国际劳动节到来之际,本报记者深入车间、厂矿生产一线,探访追求职业技能完美和极致、凭着专注和坚守成为一个领域不可或缺的顶级技工,讲述他们精于工、匠于心、品于行的故事。

  384400千米,是地球到月球的平均距离。

  0.004毫米,是亚洲最大射电望远镜的天线齿轮间隙的距离,相当于一根头发丝的1/20粗细。

  这两个差距以亿来计算的数字,由于“嫦娥落月”工程,被紧紧连在一起,而将它们连在一起的,是中国电子科技集团公司第54所的高级钳工夏立。

  上海65米射电望远镜,名列全球第四、亚洲第一。银色的望远镜矗立在上海佘山脚下,在蓝天下雄伟壮观。由于建设中涉及多个技术领域,这种大型射电望远镜是国家科技实力的体现。

  要实现灵敏度高、指向精确等性能,望远镜天线的核心部件方位俯仰控制装置的齿轮间隙要达到0.004毫米。完成这个“不可能的任务”的,就是有着近30年钳工经验的夏立。

  “现代科技使许多精密制造实现了自动化,但要实现这种超高精度的装配,离不开高技能工人的手工操作,夏立完全‘融’进了卫星天线的装配。”夏立的同事王建宅由衷赞叹。

  走进夏立所在的54所天线伺服专业部工艺与制造室的车间,上千平方米车间内,满是正在装配中的各型号卫星天线。54所承揽的卫星天线基本上都在这里制造,夏立是技能带头人。

  从1987年进入54所至今,近30年的钳工工作中,夏立参与了许多国家重大工程中卫星天线的预研与装配。“最难的是上海65米射电望远镜天线的装配。”他说。

  射电望远镜,通过接收天体的射电波来确定遥远天体的结构。嫦娥三号月球软着陆、嫦娥五号飞行试验器测定轨……不仅在我国探月工程中接收信号、发送指令,上海65米射电望远镜还“凝望”着更遥远的深空,被形象地称为“天马望远镜”。

  让“天马行空”,是夏立的骄傲。因为装配难度太大,54所将任务交给他。

  宇宙中的射电波有不同波段,望远镜的天线就如同鼻子和耳朵,通过左右上下扫描,精确找到、接收不同波段的信号,哪怕只偏离了百分之几的角度,就可能找不到目标。控制天线对各角度进行扫描的装置,被称作方位俯仰控制装置,其核心是一个直径200毫米、厚度10毫米的圆形钢码盘。

  确保望远镜精准探测,安装钢码盘成为关键,齿轮间隙要有0.004毫米,如果太小,天线转不动,大了,天线会松动。

  一丝,是0.01毫米。一根头发丝大约有8丝粗细,而0.004毫米只有一根头发丝的1/20。实现精确装配,夏立说最重要的是“心静”,眼里、心里只有设备。拧螺丝时,屏住呼吸,手稍微重一点,会过紧,手的力量不够,达不到精度要求。“要反复测算,寻找零件的移动变形量,找到规律,就容易达到装配精度要求了。”在反复尝试中,他凭着多年积累的手感,寻找那无法言说的“偶遇”。

  安装钢码盘,夏立面临着不止一个难题。钢码盘要安装到一个托盘上,托盘的平面度要求极高,为千分之几毫米,当时磨床设备的加工能力只能达到百分之几毫米,精度等级相差10倍。他决定手工磨出来。用2个千分表一点点测量托盘表面,比较分析所有数据,3天时间,他将托盘平面高低相差0.02毫米,磨到相差0.002毫米,顺利完成装配任务。

  安装陆地上超高精度的天文望远镜天线,很难。安装海上的天线,难题更多。

  中国海军赴亚丁湾、索马里海域执行护航任务,展示了我国作为一个负责任大国的形象。护航舰艇同样离不开卫星通信。除了精度上的苛刻要求,夏天在索马里海域,舰艇甲板温度能达到50℃,舰载通信天线处于高温之中,护航舰艇在海浪冲击下晃动幅度大,空气的腐蚀性也比较强。在复杂海况下,保持天线稳定运行,夏立带领团队设计出了全新的1.2米天线的核心部件,体积更小,数据传输量却相当于以前两三台舰载天线之和。由于创造了6个月不停机连续工作的记录,他们受到使用方赞扬。

  作为一名钳工,只要按照设计师的图纸将设备精确装配,就算圆满完成任务。但夏立不止于此,作为技术带头人,他经常出现在新产品预研定型的技术分析会上。

  世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜,正在贵州一个“大窝凼”里安装。建成后,它将在未来20至30年保持世界一流设备的地位。这台望远镜的天线也包含着夏立的智慧。54所中标了这一超级望远镜天线的装配。在投标时,54所需要提供一个天线结构件。在结构件的预研装配中,夏立他们对不少不合理的地方提出修改意见,让装配更方便。

  “现在机械设备自动化程度很高,但钳工工种没有消失,就是因为在特殊环境、特殊结构上需要超高精度装配,这是机械做不到的。”夏立说。

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