本世纪以来，隧道及地下工程建设的迅速发展催生了大量掘进装备需求。悬臂式硬岩掘进机凭借强大的空间适应能力和机动性，已成为中短距离、复杂断面隧道/巷道的主要施工装备。截割减速器作为悬臂式硬岩掘进机破岩作业的“动力心脏”，直接决定了掘进机破岩能力、作业效率与可靠性。项目立项之初，受限于截割减速器行星齿轮传动系统扭矩密度、传动效率与承载能力等技术瓶颈，国内外悬臂式硬岩掘进机最大截割功率仅320kW，难以满足120MPa及以上硬度的Ⅰ类、Ⅱ类极硬岩掘进需求。同时，国产硬岩掘进机截割减速器在服役可靠性与稳定性方面也较国外产品存在较大差距，导致产品前期大量依赖进口。项目团队通过开展面向大扭矩高功率的截割传动装置多目标构型优化设计、高可靠润滑与密封、高性能制造与装配等技术攻关，研制开发了全球最大截割功率的500kW等级悬臂式硬岩掘进机截割减速器，填补了150MPa极硬岩高效掘进装备空白，整体技术指标达到国际先进水平。项目主要创新成果如下：

　　1.大功率悬臂式硬岩截割减速器高可靠性构型及承载能力设计方法。开发了大扭矩行星齿轮传动系统多目标优化设计方法及软件，发明了悬臂支撑及复杂破岩工况下多级行星减速器稳定性提升技术，构建了大功率截割减速器重载齿轮疲劳寿命评估与抗冲击齿廓设计方法，研发了系列化纵轴、横轴截割齿轮传动装置。

　　2.复杂工况及多作业姿态下截割减速器高可靠性润滑与密封技术。创新了基于润滑油液分区特征及耦合换热的行星飞溅润滑设计技术，发明了多作业姿态下减速器飞溅润滑自动集油-分配-输送箱体结构，开发了耐高温抗变形行星减速器轴端双向组合式密封结构，大幅提升了截割减速器截割位置极限与掘进效率。

　　3.大型截割减速器及其关键部件高性能制造与装配。建立了重载齿轮形性一体化抗疲劳制造工艺规范，发明了锥齿轮轴精密近净成形、高强韧薄壁齿圈深层离子氮化、箱体高精度加工、传动系统精密装调等关键技术及工艺装置，形成了完备的大型截割减速器高性能制造工艺体系。

　　项目共制定并发布国家标准2项，获国家授权发明专利10件，实用新型专利11件，登记软件著作权2件，发表学术论文23篇。项目研制的280kW、320kW、360kW、500kW切割传动装置，已成功应用于XTR06280、XTR06320双速、XTR07360、XTR08500、XTR08500II机型，累计装机3100余台套，有力支撑了我国高端硬岩掘进机在全球的技术领先地位。相关产品累计销售金额164208万元，直接拉动上下游60余亿元的新增产值，经济效益显著。

　　完成单位：中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司
　　获奖等级：三等奖