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近日,国产最大直径敞开式硬岩掘进机(TBM)在江苏省常熟市中交天和机械设备制造有限公司正式开工建造。这台开挖直径达13.2米的大国重器,最具里程碑意义的突破
近日,国产最大直径敞开式硬岩掘进机(TBM)在江苏省常熟市中交天和机械设备制造有限公司正式开工建造。这台开挖直径达 13.2 米的大国重器,最具里程碑意义的突破在于首次搭载 7600 型国产稀土特殊钢主轴承,成为国内首台应用国产主轴承的超大直径掘进装备。掘进机主轴承素有装备 “心脏” 之称,此次国产化落地与全套核心技术攻克,不仅打破了国外企业长达数十年的技术垄断,更标志着我国在超大直径地下工程装备领域实现全产业链自主可控,为轨道交通、水利工程、跨江跨海通道等国家重大基建提供了核心技术支撑。本文将结合权威行业数据、企业财报及官方发布信息,从技术突破、产业价值、A 股龙头布局等维度,全面解读这一高端装备制造领域的标志性成果。
全断面硬岩掘进机(TBM)与盾构机是现代地下工程的核心装备,广泛应用于山岭隧道、引水工程、城市地铁、跨江通道等国家重点基建场景,其中主轴承是刀盘驱动系统的核心部件,承担旋转切削、承载载荷、稳定运行的关键功能,直接决定装备的可靠性、使用寿命与施工效率。在长距离、高负荷、复杂地质的掘进工况下,主轴承需承受巨大的轴向力、径向力与倾覆力矩,一旦出现故障将导致整机停工,造成巨额经济损失与工期延误,因此被业内公认为掘进装备的 “心脏”。
长期以来,超大直径掘进机主轴承的核心技术被瑞典 SKF、德国 FAG、日本 NSK 等国际巨头垄断,形成从材料研发、结构设计、精密加工到全生命周期检测的全链条技术壁垒。我国作为全球掘进装备生产与应用第一大国,据中国轴承工业协会数据,2024 年我国掘进设备产量占全球总量的 58%,全球市场份额近 70%,但高端主轴承长期依赖进口,不仅采购成本高昂、交付周期长达 6—12 个月,更存在技术封锁、售后受限等供应链风险,成为制约我国掘进机产业自主可控的核心瓶颈。
赛迪顾问行业数据显示,2024 年我国隧道掘进机主轴承市场规模达 38.7 亿元,同比增长 6.2%,但高端超大直径主轴承国产化率不足 15%,12 米以上级掘进机主轴承进口依赖度超 80%。从技术难点来看,主轴承研发主要集中在三大核心领域:一是高纯净度、高韧性的特种轴承钢材料;二是超大尺寸微米级精密加工技术;三是适配复杂工况的全生命周期寿命预测技术。三大技术壁垒叠加,使得我国在超大直径主轴承领域长期处于 “跟跑” 状态。
随着国家重大基建工程加速推进,川藏铁路、引江补汉、沪渝蓉高铁、雅鲁藏布江水电工程等项目对 12 米以上级超大直径 TBM 需求激增,主轴承国产化已成为保障国家工程安全、推动高端装备产业升级的必然选择。
此次搭载于 13.2 米 TBM 的 7600 型国产稀土特殊钢主轴承,由中国科学院金属研究所历经十余年技术攻关研发,轴承外径 7.6 米,是专为硬岩掘进机复杂工况定制的超大直径主轴承,实现从材料、设计到加工、检测的全链条自主可控,综合性能达到国际先进水平。目前该款国产主轴承主要应用于 12-13 米级 TBM,15 米以上级产品正处于工程化验证阶段。
在材料技术层面,中科院金属所团队突破低氧稀土钢关键技术,解决传统轴承钢氧含量高、性能波动大的行业难题,通过精准调控稀土元素分布,实现材料性能跨越式提升。据中科院官方检测数据,该款稀土轴承钢拉压疲劳寿命提升 40 余倍,滚动接触疲劳寿命提升 40%,主轴承额定寿命超 15000 小时,可承载最大推力 31500 千牛,完全满足 13.2 米级 TBM 高负荷连续作业需求,相关材料研究成果已发表于国际顶级期刊《自然材料》,标志我国高端轴承钢基础研究跻身全球第一梯队。
在工程应用层面,我国已全面掌握超大直径主轴承自主设计、大型锻件制备、精密加工、载荷模拟、寿命预测、在线监测等全流程技术,形成完整自主知识产权体系。中交天和同步配套主轴承实时监测系统,通过多维度传感器对轴承压力、温度、振动等参数全天候监控,实现故障提前预警与寿命精准预测,为国产主轴承工程化落地提供双重保障。此次 7600 型主轴承的正式搭载,彻底改变了我国掘进装备 “整机国产、核心进口” 的被动局面,标志着高端地下装备核心部件国产化进入规模化应用阶段。
中交天和开工建造的 13.2 米敞开式硬岩 TBM,主驱动总功率达 5600 千瓦,可适应山岭硬岩、高埋深、长距离等复杂地质工况,是国产超大直径掘进装备的标杆产品,其核心价值在于核心部件 100% 国产化,打通我国地下工程装备全国产化 “最后一公里”。
从行业发展格局来看,我国已形成中铁工业、铁建重工、中交天和为核心的整机制造梯队,据行业统计数据,2024 年国产掘进装备国产化率从 2018 年的不足 50% 提升至 75% 以上,超大直径机型国产化率突破 90%。此次 13.2 米 TBM 搭载国产主轴承,补齐了高端装备核心部件的最后一块短板,整机成本较进口同类设备降低 30%—40%,交付周期缩短 50%,大幅提升我国高端掘进装备的全球竞争力。
从市场需求来看,超大直径硬岩 TBM 是国家基建刚需装备,2024 年国内 TBM 市场规模突破 280 亿元,预计 2030 年市场规模将达到 450 亿元,其中 12 米以上级高端机型占比将超 50%,年均复合增长率超 18%。川藏铁路、引江补汉等超级工程主隧洞建设需百台以上 12—15 米级 TBM,国产主轴承的技术突破,直接保障了国家战略工程的供应链安全与成本可控。
掘进机主轴承国产化带动上游材料、中游核心部件、下游整机制造全产业链升级,A 股多家龙头企业凭借技术壁垒、产能规模与客户资源优势,成为本次技术突破的核心受益标的,以下结合上市公司最新财报与行业权威数据展开解析。
全球盾构机、TBM 领域绝对龙头,占据全球近 40% 市场份额,2025 年 Q1 新签合同额同比增长 15.6%,业绩增长稳健。公司在超大直径、智能化掘进装备领域技术领先,配套国产主轴承后,整机国产化率突破 98%,成本与交付周期优势持续放大。作为盐宜高铁、沪渝蓉高铁等超级工程核心供应商,将直接受益于主轴承国产化带来的盈利提升与订单扩张,在国内水利、交通基建市场的竞争力进一步巩固。
硬岩 TBM 领域市占率全国第一,水利水电领域市场份额超 70%,大直径机型市占率超 50%,2025 年年报显示公司毛利率 29.08%、净利率 14.76%,行业盈利能力位居前列。公司自主研制大直径主轴承,核心部件自主化率行业领先,产品出口格鲁吉亚、意大利等海外高端市场,是高原极端工况 TBM 核心供应商,将充分受益于国产主轴承规模化应用与海外市场拓展。
本次 13.2 米 TBM 的研制主体,在水下隧道、超大直径掘进装备领域具备独特技术优势,参与深中通道、东六环改造等国家级超级工程,依托中国交建基建工程资源,形成 “装备研发 + 工程应用” 的闭环体系,是国产主轴承工程化落地的核心载体。
国内唯一实现 14 米级超大直径盾构机 / TBM 主轴承量产的企业(对应主轴承外径 7.6 米),打破德国、日本企业近 30 年技术垄断,全球仅三家企业具备该尺寸主轴承量产能力。公司自主研发无软带淬火技术,产品加工精度达 ±1 微米,产品成本较进口同类产品降低 40%,交付周期缩短至 3 个月,已为铁建重工、中铁工业多款超大直径掘进装备批量供货,单台主轴承价值 600—800 万元。公司参与制定 “滚动轴承 — 盾构机主轴承” 国家行业标准,凭借技术独占性,将充分受益于沿江高铁、跨江跨海通道等项目带来的百亿级主轴承市场需求。
高端轴承钢全球龙头企业,旗下兴澄特钢是国内唯一、全球少数能稳定供应高纯净轴承钢的企业,高端轮毂轴承用钢国内市场占有率超 80%,产品性能达到国际先进水平。公司在稀土轴承钢领域技术积累深厚,为国产主轴承提供核心材料支撑,高端轴承钢毛利率超 20%,随着掘进机主轴承国产化放量,公司材料业务营收与利润有望持续增长。
全球唯一实现稀土钢全流程规模化量产的企业,依托白云鄂博稀土资源优势,构建 “稀土精矿 — 稀土合金 — 稀土钢” 完整产业链,2025 年稀土钢产量突破 165 万吨,高端产品占比达 40%。公司稀土特殊钢具备资源与成本双重优势,是国产主轴承核心材料供应商,稀土钢业务在公司营收中的占比有望持续提升。
工程机械液压件领域龙头企业,盾构机、TBM 主驱动液压泵阀核心供应商,高端液压件毛利率超 40%,进口替代进程持续加速,与主轴承国产化形成产业协同,保障掘进装备液压系统实现自主可控。
硬质合金盾构刀具领域龙头,盾构刀具使用寿命接近国际进口产品水平,公司钨资源自给率高,成本优势显著,是掘进装备核心耗材供应商,将受益于整机国产化率提升与下游施工需求增长。
此次超大直径主轴承国产化落地,对我国高端装备制造产业具有三重核心战略价值。第一,保障国家重大工程安全,彻底摆脱超大直径掘进装备核心部件进口依赖,避免因国外断供、涨价影响川藏铁路、引江补汉等超级工程进度,筑牢国家基建供应链安全防线。第二,提升产业全球竞争力,国产主轴承成本与交付周期优势显著,带动整机性价比提升,巩固我国掘进装备全球近 70% 的市场份额,加速向东南亚、中东、欧洲等海外市场出口。第三,培育高端装备新质生产力,主轴承国产化推动稀土特殊钢、精密加工、智能监测等上下游技术协同突破,形成 “材料 — 部件 — 整机 — 服务” 完整产业链,助力我国从制造大国向制造强国转型。
随着技术成熟与市场需求释放,我国掘进机主轴承产业将呈现三大发展趋势:一是尺寸大型化,15 米以上级超大直径主轴承将完成工程化验证并逐步落地,适配跨海通道、超深地下工程建设需求;二是运行智能化,结合 A米乐M6官网登录入口I、数字孪生技术,实现主轴承健康监测、智能运维、寿命精准预测全覆盖;三是应用多元化,主轴承技术将向深海装备、矿山机械、航空航天等领域延伸,实现多场景技术复用。据赛迪顾问预测,到 2030 年我国超大直径主轴承国产化率将突破 65%,主轴承市场规模超 60 亿元,形成全球领先的技术与产业体系。
2026 年国产最大直径硬岩掘进机搭载国产主轴承开工建造,是我国高端装备制造领域的里程碑式突破。从长期卡脖子到全链条自主,从实验室技术研发到一线工程落地,我国历经十余年攻关,终于攻克掘进装备 “心脏” 技术,实现超大直径主轴承自主可控。这一成果不仅为国家重大基建工程提供核心支撑,更带动 A 股全产业链企业成长,推动中国制造向中国创造、中国速度向中国质量、中国产品向中国品牌转变。
未来,随着国产主轴承规模化应用与技术持续迭代升级,我国地下工程装备产业将彻底摆脱国际垄断,在全球高端装备竞争中占据主导地位,为中国式现代化建设提供坚实的装备技术支撑。
本文数据来源:中国科学院、中国轴承工业协会、赛迪顾问、上市公司 2025 年年度报告、中交集团官方发布、央视财经行业报道
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