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10月10日,王时龙(左一)指导科研团队。记者 郑宇 摄/视觉重庆 |
2025年度市科学技术奖共揭晓151项奖项>>>
科技突出贡献奖 2人
中国工程院院士、陆军军医大学基础医学院教授吴玉章
重庆大学教授王时龙
自然科学奖 32项
其中一等奖7项、二等奖16项、三等奖9项
评价为国际先进或国际领先的达28项
技术发明奖 6项
其中一等奖3项、二等奖2项、三等奖1项
科技进步奖 100项
其中一等奖19项、二等奖49项、三等奖32项
企业技术创新奖 9项
国际科技合作奖 2人
费奥多尔·博罗季奇 札兰·佐索
10月16日,重庆市科学技术奖励大会召开。重庆大学工业母机创新研究院院长王时龙教授登上2025年度重庆市科技突出贡献奖的领奖台。
刚满60岁的他,围着齿轮转了35年。一路走来,几多起伏。王时龙始终憋着一股劲,立志造出能用、耐用、好用的国产高端数控机床。
这份执着从何而来?“国家需求就是我的追求。”话语朴素,却掷地有声。
实现关键技术自主可控
王时龙是湖南人。1984年,他在填报高考志愿时选择了重庆大学“机械制造工艺设备及自动化”专业。
1988年,原国家计委批准建设重庆大学机械传动国家重点实验室(现高端装备机械传动全国重点实验室),专攻以齿轮传动为代表的机械传动领域。
1991年,王时龙临近硕士研究生毕业,正值学校师资紧缺,成绩优异的他在老师劝说下留校做了助教。
但科研之路,并非坦途。曾经一段时期,国内流传“研制不如仿制,仿制不如购买”的说法,基础零部件研究并未得到足够重视。
2008年到2013年,是一段格外难熬的日子:没有国家重大项目,找不到研究方向,身边不少同行转身离开。彼时,担任机械传动国家重点实验室主任的王时龙依靠承接企业横向课题,解决生产线效率等问题才勉强稳住队伍。
转机,来自外部的倒逼。“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项加快实施,国家相关部委组织开展创新攻关和推广应用,持续补齐产业链供应链短板。
在国家科技重大专项等支持下,王时龙团队联合重庆机床、重庆齿轮箱等企业,研发出国内首台(套)大规格数控滚齿机,攻克复杂修形齿轮精密数控加工关键技术与装备,打破了国外技术封锁和垄断,满足风电等国家重大需求,实现了我国大型齿轮加工机床技术上的自主可控。
一层油膜保住了精度
随着科技进步,新的产业难题接踵而至。
“新能源汽车浪潮下,齿轮传动也迎来考验。”王时龙说,不少人认为新能源汽车没了发动机,齿轮就不重要了。事实恰恰相反,新能源汽车要提高能量转化效率,齿轮的转速要求更高。
燃油车齿轮转速每分钟达两三千转,新能源车齿轮转速则达到每分钟1.2万—1.6万转,下一步要冲击3万转。
转速越高,噪音越大。怎么解决噪声问题?磨齿机这一精加工关键工序就必须过硬。国产机床,横着两道绕不开的短板:精度保持性差、刚度不足。
传动件是装备的“关节”,只要动,就有传动;传动件之间互相磨损,精度就会下降。
如何减少传动件的磨损?王时龙团队想到一招:借鉴“打水漂”。瓦片高速掠过水面,靠一层水膜托举在水面而不沉。能不能在蜗轮蜗杆之间,形成一层稳定的微米级油膜,让金属不再硬碰硬,从“固—固”接触变成“固—液—固”接触?
用油膜做润滑,并非他们的原创,但用在蜗轮上,他们是“开荒的人”。最终,研究团队历时一两年,破解了这道难题。
这项稳定动压油膜技术,让传动的精度保持性、可靠性大幅提升。今年7月,王时龙牵头的这一项目获得2025年度国家技术发明奖二等奖。
直击“形似而神不似”
单点难题的攻克,不等于解决了行业根本问题。王时龙看得很清楚:中国机床行业最大的短板是缺少正向设计能力。
过去造机床,走的是逆向设计路线:买一台进口样机,拆开测绘,反推它的结构、尺寸、参数,然后参照样机仿制开发。但这始终是“形似而神不似”,在性能上逊色不少。
改变,在慢慢发生。
国家工业母机重大专项布局了10个共性技术平台,其中3个是机床整机正向设计,王时龙团队承担的是齿轮机床和磨削机床正向设计平台。
2024年,重庆大学工业母机创新研究院成立。重庆机床、秦川机床、通用天一机、杭州机床等龙头企业纷纷加入,主动把机床模型和图纸拿到研究院来,产学研用协同攻关。
“正向设计,与过去的逆向模仿有着本质区别。”王时龙说,企业把正在市场上销售的机床图纸、三维模型拿过来,研究院团队从零件加工的需求出发,对机床产品进行功能“解剖”,用国产工业软件重新做一次完整的设计,仿真、模拟、优化,再还给企业一套全新图纸,完成自主开发。这样从头设计,目标是要让产品刚度和精度都提升10%。
重庆大学工业母机创新研究院一楼摆着多种类型的国产机床,一年多来,王时龙带着团队对它们进行“解剖”和优化。按照规划,团队要完成20类机床的正向设计并实现产业化。如今,已有6套样机完成首轮优化。
工业母机,是“制造机器的机器”。作为工业母机的重要组成部分,国产高端数控机床正从“逆向模仿”迈入“自主正向设计”的新阶段。
王时龙坚信,正向设计之路,会越走越宽;自主创新之路,会越走越亮。