重庆市科技突出贡献奖获得者王时龙:35年围着齿轮转 他说“国家需求,就是我的追求”

新重庆-重庆日报原创 记者 张亦筑 郑宇 实习生 张席睿

2026-10-16 23:20

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。双手捧起这份沉甸甸的荣誉时,眉眼间难掩感慨。

一路走来,几多起伏。“研制不如仿制,仿制不如购买。” 行业里曾流传的这句扎心的说法,长久萦绕在他心头。

他始终憋着一股劲,立志造出国产高端数控机床,不仅要能用,更要耐用、好用。“正向设计”,是眼下他带领团队攻坚的核心任务。

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。

▲2026年10月10日,重庆大学工业母机创新研究院,王时龙(左一)指导科研团队。记者 郑宇 摄/视觉重庆

在“冷板凳”上等来春天

王时龙是湖南祁阳人,与齿轮结缘,始于一场“误会”。

高中时,他喜欢画画,也喜欢物理。1984年填报高考志愿,看到重庆大学“机械制造工艺设备及自动化”这个专业,一拍脑袋就报了。

说起缘由,他如今回想起来,有些哭笑不得:一是这个专业名字长,他觉得看起来很高级;二是他以为“工艺”跟艺术有关,“机械制造”跟物理沾边,都是他喜欢的。

进校之后,王时龙才发现,现实和自己想象的不太一样。但正是这场“误会”,让他开始与齿轮打起了交道。

重庆是制造业重镇,新中国成立初期,国家就布局了齿轮和齿轮机床工业,拥有綦江齿轮、重庆齿轮箱、重庆机床等重点企业。

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。

换句话说,王时龙研究了大半辈子的东西,恰是这座城市制造业的硬核实力所在。

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,找不到方向,身边不少同行看不到前景,甚至转身离开。

“大家多少有些沮丧。”彼时,王时龙正担任机械传动国家重点实验室主任。依靠承接企业横向课题,解决生产线效率等问题,他们勉强稳住了队伍。

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,着力解决“卡脖子”问题。

“国外对我们国家‘卡脖子’,从另一种角度来讲,对科研人员来说是个机遇。”王时龙说,当时,大家承担国家科技重大专项项目,都铆足了一股劲。

过去,我国大规格齿轮加工机床长期依赖进口。一旦高端装备的传动系统出现故障,没有设备维修,很可能就变成一堆“废铁”。

国家需要指向哪里,攻坚就冲向哪里。

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)大型数控高效滚齿机,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。

“过去被‘卡脖子’的环节,如今卡不住了。”王时龙自豪地说,国内大规格齿轮加工能力实现跨越,加工直径从过去的1米左右,一举突破到3米以上。曾经制造难题,如今得以攻克。

一层油膜保住了精度

大规格齿轮加工设备实现自主可控,解决了大国重器“有没有”的问题,相关技术也被推广应用到国民经济其他领域。随着时代发展,新的产业难题接踵而至。

“新能源汽车浪潮下,齿轮传动迎来另一重考验。”王时龙说,不少人以为,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。

他解释,燃油车齿轮转速不过每分钟两三千转,新能源车齿轮转速则达到每分钟12000—16000转,下一步要冲击三万转。

转速越高,振动噪音越突出;加之新能源汽车行驶起来又比燃油车安静,传动系统的声音反而被听得一清二楚。

怎么解决噪声问题?磨齿机这一精加工关键工序,必须过硬。齿轮要实现高精度、低噪声、高可靠,都系于此。

但国产机床,横着两道绕不开的短板:一是精度保持性差——新机床精度能比肩国外,用上两三年就明显下滑;二是刚度不足——扛不住大力气,只能降低切削量,加工效率大打折扣。王时龙打了个比方:“就像体格柔弱的人扛不住重活,做同一个零件,国外机床30分钟,我们可能要多花好几倍的时间。”

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。

那么,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上而不沉。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”。

油膜该有多厚?他们研究后的结论是,十多微米。太薄,一压就散;太厚,传动就不精确。恰好的厚度,才能既扛得住载荷,又保得住精度。

然而,用一句流行语来说,是“理想很丰满,现实很骨感”。验证的过程,几乎把人逼到绝路。油膜处在高速运动、封闭狭小的缝隙里,怎么证明它真实形成?团队想了几个月,一度想放弃。

关键时刻,团队想出了“等效电阻法”:测不了油膜,就测电阻。油膜有电阻,金属一旦接触,电阻就非常小。反之,说明油膜还在。

前后历时一两年,这道难题终于迎刃而解。

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,王时龙牵头获得2025年度国家技术发明奖二等奖。团队还主动布局美国及欧洲专利,为支撑新能源汽车“换道超车”作出了贡献。

▲2026年10月10日,重庆大学工业母机创新研究院,王时龙科研团队成果。记者 郑宇 摄/视觉重庆

直击“形似而神不似”

单点难题的攻克,不等于解决行业根本问题。

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。

一个零部件,为什么要做成圆的?没人答得上来。“知其然,不知其所以然”,这正是症结所在。

改变,正在发生。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,王时龙团队承担的正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。

在国家工业母机重大专项支持下,重庆机床、秦川机床、通用天一机、杭州机床等龙头企业悉数加入,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,研究院团队组织科研人员、工程师、博士生,以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,目标很具体,就是要让产品刚度和精度都提升10%。

在重庆大学工业母机创新研究院的一楼,摆着多种类型的国产机床。一年多来,王时龙正带着团队,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,不到一年,已有6套样机完成首轮优化。

“还得加快进度。”王时龙说,如今,机床产业市场格外红火。这让他感到振奋:“我们迎来了又一个春天。”

▲2026年10月10日,重庆大学工业母机创新研究院,王时龙(左一)正指导科研团队。记者 郑宇 摄/视觉重庆

工业母机,是“制造机器的机器”,作为支撑现代制造业的“国之重器”,其技术水平标定着工业体系的发展高度。作为工业母机的重要组成部分,我国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。

如今,在他心中,有两个长远目标:把研究院建成全球齿轮机床的原始创新策源地,同时立足产教融合、打造人才培养高地,让国内工业母机领域后继有人。

一代代科技工作者在这里接续奋斗、薪火相传。钢铁铸就的机床背后,是科技工作者甘坐“冷板凳”的坚守,更是中国制造向上攀登的坚实脚步。

他坚信,正向设计之路,会越走越宽;自主创新之路,会越走越亮。

来源: 新重庆-重庆日报  
编辑: 蔡杨   审核: 李珩 主编:匡丽娜     
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