液位传感器研发打破国外技术封锁

工业制造的更高境界是什么? 应如艺术品一般。如果你走进中铁装备“大国工匠”李刚的工作室，打开李刚研发设计的用于隧道施工的电气控制柜，你会发现，里面的线缆、组件井井有条，布局整洁，清爽得足以治愈强迫症。“这是我的工作习惯，不仅仅是为了美观，更是为了后期维护和保养。”李刚说，“把每件事做好，再细微的事也要认真做好，这是我的职业操守。”

正是凭借着这份对完美作品的执着与专注，李刚，这位毕业于80年代末的技校生，成长为当前国内顶尖的盾构机电气高级技师。也正是因为众多“李刚”的存在，仅用短短9年时间，中国的盾构机行业便从空白攀上世界巅峰。

他的研发打破外国技术封锁

在中铁装备忙碌的生产车间，有一处是集团为李刚量身定做的“李刚大国工匠工作室”。记者一行见到李刚时，他正在忙着为306号泥水平衡盾构机改造液位传感器。

“这个液位传感器是要放进泥水舱里的，里面有压力，加上泥沙、碎石剧烈搅拌，传感器线出口这个地方容易断掉。一断掉就要开舱进去更换，影响工作进度不说，人进入带压的舱内还有一定危险。”李刚说，这次他为液位传感器换上了金属管接头，以后100%不会断掉。

其实，这整套液位传感器的研发者就是李刚。传感器是盾构机核心部件，外国对我国长期实施技术封锁，正是凭借着李刚研发制造的液位传感器，我国盾构行业得以打破国外长达百年的垄断。

“国外企业常用有雷达传感器和拉绳传感器，前者工作范围太小，后者容易坏掉。”李刚说，液位传感器发生故障的概率要比国外企业传感器降低50%，是名副其实的世界第一。

2016年7月，世界首创的马蹄形盾构机在中铁装备下线。既然为首创，电路系统当然也要创新，接下这个重任的人正是李刚。马蹄形盾构机的电路系统拥有4万多根电缆电线，4100个元器件，1000多个开关，如果其中有一根线接错、一个器件有误，就会导致整个盾构机“神经错乱”，甚至线路烧毁。经过58天的殚思竭虑，李刚终于设计出了一套与马蹄形盾构机相适应的新型脑神经系统，中国也得以成功实现异型盾构装备生产的全面自主化。

从为外国专家拎工具箱做起

李刚毕业于技校电机专业，1992年到铁道部隧道局大修厂工作，跟着师傅学了两年维修电机。

当时盾构机制造技术一直被德、美、日等少数发达国家垄断，“洋盾构”一度在我国市场的占有率高达95%以上。1997年，隧道局从德国引进了两台盾构机，这是我国首次进口盾构机，李刚主动申请参与盾构机的组装、调试工作，并且如愿以偿。“那时我主要的工作就是给外国专家拎工具箱。”李刚笑着说，这也让他有机会观察外国专家组装、调试机器的过程。当工程结束、外国专家离开后，李刚就会和工友们照着图纸，一起对盾构机拆机、装机，对各个部件进行修理，再组装，尽一切办法延长盾构机的使用寿命。“那时一台进口盾构机动辄几个亿，我们像保护眼珠子一样保护它。”李刚说，由于维修保养得当，那两台盾构机承担了国内3条铁路线的施工任务。

2003年，李刚从中铁隧道局修理厂调入盾构制造公司，恰逢“盾构机模拟实验平台”国家“863”计划刚落户盾构制造公司。“盾构机模拟实验平台”就是制造国产盾构机的起步计划，李刚从图纸开始，梳理每个系统、每个电缆走势，用了整整5年对整个过程做到熟稔于胸。

2007年，“盾构机模拟实验平台”通过国家“863”计划专家评审组验收，李刚又投身到第一台国产盾构机的制造之中，负责这台盾构机的电气系统。2008年第一台国产盾构机顺利下线，被用于天津地铁的施工，也是国产盾构机第一次用于“实战”，获得了施工方和业主的一致好评。如今，中铁盾构已经成为国内最大、世界第二的隧道装备供应商，产品出口海外9个国家和地区，李刚就是这些设备的电气系统“操盘手”。

电气系统的“主治医师”

盾构机作为工程机械之王，电气系统的复杂性不言而喻，一台机器有上千根电缆，数百个走向，数万个节点，堪称工程机械设备之最。这上千根电缆、数万个节点就是设备的“血管”，李刚则是打通这些“血管”的“主治医师”，“每天在车间，我至少要接上万根电线头，每一根都确保无误，才能从源头上把控产品质量。”李刚说。

在20多年的工作实践中，李刚练就了一套“望闻问切”的本领。

中铁37号盾构项目的返厂调试工作中出现了让人两难的问题——调试要用的驱动柜还在工地，但客户为了对设备的维修情况有全面了解，要求在工厂调试，驱动柜来回运输将超过10天的时间，大大耽误工期；若在工厂调试的话，盾构机所要求电压与车间电压又不符。面对这一问题，李刚利用车间现有的变频柜，通过精密的数据计算，提出了275kw电机在400V、29Hz的降压条件下使用的方案，在解决问题的同时也实现了电机降压在国内外电气行业的成功应用。

这样的案例发生得多了，他被车间工人尊称为“电气权威”。

中铁188号TBM是一个全新项目，电缆走向与常规盾构完全不同，作为国内首批次硬岩掘进机，李刚带领电气车间同事，查资料、定方案，经过论证实验，完美解决了电缆走向的规整问题。同样是中铁188号，如何提高传感器感应测量皮带机的准确性，他提出，将传感器的位置进行优化改进，将传感器用管卡固定在皮带机滚轴上，使滚轴和传感器成为一个整体，优化后，传感器及其感应点与滚轴的相对位置不会发生改变，在解决准确性的同时，也延长了传感器的使用寿命。

如今，李刚正忙着研发“变频系统”国产化。“这个项目名称是变频柜集成技术研究与应用，变频系统是盾构机的核心驱动，一旦研制成功，用国产替代进口产品，每台可以节省几十万元的费用，一年下来可以为企业节省上千万资金。”李刚说，目前成品已经拿出来了，即将装到盾构机上试用，“我对我的产品有信心，不会有什么问题”。