1962年,由上海江南造船厂自主研制的中国第一台1.2万吨自由锻造水压机建成投产。这台高23.6米、重2200余吨的巨型装备,标志着中国跻身世界少数能制造万吨级水压机的国家行列。
从一片空白到国之重器,六载艰辛铸就工业传奇
时任煤炭工业部副部长沈鸿致信毛泽东,建议自力更生制造万吨水压机。毛泽东亲自征询上海市委意见,随后中央正式批准研制两台1.2万吨级水压机,上海这台以江南造船厂为主承担。
江南造船厂举行开工典礼,成立万吨水压机工作大队。设计组跑遍全国中小型水压机车间调研,先后制作纸模型、铁皮模型、橡皮泥模型,仅总图就绘制了15次。
12月11日,四万多个零件运进厂房,总设计师沈鸿一声令下:"安装开始!"两部重型行车将巨大的下横梁、活动横梁和上横梁安放在四根立柱上,严丝合缝,中心偏差不到3毫米。
6月22日,中国自行设计制造的12000吨自由锻造水压机建成并正式投产。它能产生12000吨的巨大压力,从此我国不再依赖进口,就能自主制造大型汽轮机、发电机等核心装备。
服役四十余年后,这台万吨水压机正式退役,现陈列于上海中国工业博物馆。它见证了中国从工业落后到制造大国的历史跨越,成为新中国工业化建设的不朽丰碑。
帕斯卡原理的工业巨献,万吨之力的精密控制
用上、下锻砧和简单工具进行自由锻,主要用于单件和小批生产。可锻造重达百吨的合金钢轧辊、船用曲轴等大型高强度部件。
采用六工作缸设计,可分别产生4000吨、8000吨和12000吨三级压力,既能按需求一次锻造,也可采取递增压力锻造,使工件均匀密实。
在近似封闭模具中锻压成型,制造强度高、形状复杂、尺寸精度高的零件,如飞机起落架、发动机叶片等航空关键零部件。
工作行程大,在全行程中都能施加最大工作力,没有巨大冲击和噪声,劳动条件好,环境污染小,特别适用于锻压大型和难变形工件。
三梁六缸四立柱,钢铁巨人的骨骼与脉络
图:万吨水压机主体结构示意图(三梁六缸四立柱)
用于安装固定工作缸,重达200余吨,是水压机的顶部支撑结构,承受工作缸传递的巨大压力。
连接工作柱塞,在高压液体推动下向下运动,将压力传递至锻件,是实现锻压动作的核心运动部件。
重达300吨,作为整个设备的底座,与上横梁及四根立柱构成封闭框架,承受全部工作载荷。
每根高17.69米,直径1米,重80吨。立柱上的螺丝帽一个就有五六吨重,构成水压机的主体骨架。
采用六缸代替单一大主缸,每个分缸柱塞产生2000吨压力,工作缸直径减至0.83米,大幅降低制造难度。
公称压力
地面以上高度
基础深入地下
主机总重量
高压水压力
单工作缸直径
由本体(三梁四柱六缸)、工作柱塞、上下砧块等组成,是直接完成锻压作业的核心部件。
包含12台高压水泵、16个高压容器和100多个高低压阀门,提供350公斤/厘米²的高压水动力。
采用分布式控制系统(DCS),由上位机、下位机、人机接口、现场传感器和可执行元件组成。
"蚂蚁啃骨头",以巧破千斤的制造奇迹
三座横梁、四根立柱和六只工作缸体积巨大,难以制成特大型铸钢件。江南造船厂技术员宋大有发现国外"电渣焊"新技术,能将分段部件焊成特大型部件。由电焊技工唐应斌和焊接专家邹积铎负责攻关,先在120吨试验机上验证,再到1200吨样机测试,最终横梁总重量从1150吨减轻到570吨,机械加工和装配工作量减少一半以上。
焊接后的横梁必须经过900℃高温热处理以消除内应力。但现有设备无法放下10米长、8米宽、3米多高的横梁。上海重型机器厂砌成一座长14米、宽11米、高7米的特大型炉子,单单炉门就用了3万多块耐火砖。工人们还创新设计了带"门闩"的炉门结构,将拆炉时间从7小时缩短到2小时。
三座横梁重100—300吨,当时车间只有一台8吨履带式起重机。起重组长魏茂利设计了两只6米高的翻身架,在横梁两侧中心焊上转轴,用四五十只千斤顶和大量楞木,组织大批人员花了3天时间,将横梁一毫米一毫米地顶高至6米,再担在翻身架上,使300吨的庞然大物得以自如转动加工。
由于缺乏吊装设备,巨型部件从江南造船厂运到上海重型机器厂时,工人们采用木滑板涂牛油的方式,将数百吨的部件一点点滑运到船上,再用船运至目的地,然后同样用木滑板方式运进车间。没有条件创造条件,用最原始的方法完成了最艰巨的任务。
全机共有46000多个零件,其中13个特大部件。设计组为所有零部件绘制了大小10000余张图纸,重达1.5吨。总安装时,四万多个大大小小的零件运到宽阔的厂房里,两部重型行车将巨大部件安放到位,严丝合缝,中心偏差不到3毫米。
不仅是机器,更是一个时代的工业精神
结束了我国重型锻件长期依赖进口的历史,标志着中国成为世界上少数能研制万吨级水压机的国家。
为钢铁、电力、矿山、造船、航空等重工业的快速发展奠定了重要基础,推动新中国工业化建设。
培养了一批高素质的机械制造人才,积累了大型装备的研制经验,为后续工业发展储备了核心力量。
"自力更生、艰苦奋斗、勇于创新"的精神,成为"两弹一星"、载人航天等大国重器研制的精神底色。
攻克巨型缸体铸造、高压密封、整体装配等数十项关键技术,创造了多项具有自主知识产权的工艺方法。
万吨水压机成为一个国家工业实力的重要象征,中国由此在国际重工业领域赢得尊重与话语权。
钢铁巨人的永恒矗立 —— 从工业重器到时代丰碑
中国第一台万吨水压机至今仍矗立于上海江南造船厂原址,作为珍贵的工业遗产被完整保存。这台高23.6米、重2200余吨的钢铁巨兽,在完成近半个世纪的锻造使命后,从轰鸣的车间化身为静默的时代丰碑,向后人诉说着那段"自力更生、艰苦奋斗"的峥嵘岁月。
作为新中国工业化的标志性实物,万吨水压机不仅是机械制造的杰作,更是一件气势磅礴的"工业雕塑"。其粗犷的钢梁、精密的液压管路和巨大的立柱,构成了一幅力与美的工业画卷。如今,它被列为国家级工业遗产,成为爱国主义教育和工业文化传承的重要基地。
笔墨丹青绘巨龙 —— 传统国画与工业之美的完美融合
谢之光,中国近现代著名国画家,海上画派代表人物之一。1960年代,面对新中国工业建设的磅礴气势,谢之光以传统中国画技法创作了《万吨水压机》一画,将西洋透视与传统笔墨巧妙结合,以水墨渲染钢铁巨器的雄浑气魄,开创了"工业国画"的先河。
画面中,万吨水压机巍然矗立,巨大的立柱与横梁以浓墨重彩勾勒,液压管道如筋脉般蜿蜒其间。画家运用传统皴擦点染技法表现金属质感,又以留白渲染蒸汽与光影,使冰冷钢铁焕发出生命的律动。这幅作品不仅是一件艺术珍品,更是那个时代"艺术为工农兵服务"创作理念的生动体现。
大国重器之母 —— 万吨之力锻造的工业脊梁
万吨水压机建成后,为我国国防军工、能源装备、交通运输等领域的核心大型锻件提供了不可替代的制造能力。从核电站的压力容器到航空发动机的涡轮盘,从远洋巨轮的曲轴到水电站的转子,无数"大国重器"的关键部件都诞生于这台万吨水压机的锻砧之下。
它不仅是一台机器,更是中国重工业的"母机"——没有它,就没有自主研制的大型发电设备、核电站关键锻件、航空航天高强度部件。它为新中国工业体系的独立完整提供了坚实的物质基础。
用于60万千瓦及以上超临界火电机组的大型转子锻件,重达数十吨,要求极高的材料均匀性和机械性能,只有万吨级水压机才能完成锻造。
万箱级集装箱船的低速柴油机曲轴,单件重达百吨以上。万吨水压机的自由锻造能力使中国摆脱了大型船用曲轴长期依赖进口的局面。
百万千瓦级核电站反应堆压力容器的整体锻件,是核电站的核心安全部件。万吨水压机为我国核电自主化提供了关键制造保障。
高温合金涡轮盘是航空发动机的核心部件,需在极端温度和压力下工作。万吨水压机的精密模锻能力保证了锻件的高强度和高可靠性。
宽幅轧钢机用大型合金钢轧辊,要求高硬度、高耐磨性和抗断裂性。万吨水压机锻造的轧辊为我国钢铁工业的大型化、现代化提供了装备基础。
包括舰船推进轴、装甲板、火炮身管等国防关键大型锻件,万吨水压机的自主制造能力为国防现代化建设提供了战略支撑。
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第一台万吨水压机研制成功 — 珍贵历史影像
珍贵报刊影像 · 见证大国重器诞生之路
以下五份历史报刊与影像资料,真实记录了万吨水压机从研制到建成的全过程。从"数风流人物还看今朝"的英雄赞歌,到"自力更生方针万岁"的时代宣言,每一页纸都是新中国工业精神的活化石。
——制造万吨水压机的人们。报道唐应斌、袁章根、魏茂利等劳动模范的先进事迹。
配发万吨水压机现场照片,宣告可锻造两三百吨重特大钢锭,经两年多试生产质量优良。
《解放日报》第5694号专题报道,中共江南造船厂委员会撰文,系统回顾制造历程。
万吨水压机副总设计师林宗棠撰文,以《矛盾论》《实践论》回顾试制历程,分"物质和精神""实践和认识""迷信和科学"等专题。
万吨水压机前举行盛大集会,工人群众身着统一工装,见证这一历史性时刻。
沉浸式探索国之重器的每一处细节
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自由旋转视角,全方位观察水压机结构
逐层拆解三梁六缸四立柱,了解内部构造
可视化展示12000吨压力的锻造过程