TBM滾刀軸承失效分析
2025-12-06
TBM在掘進(jìn)過程中刀具軸承失效是經(jīng)常遇到的故障，對刀具軸承失效進(jìn)行分析，總結(jié)刀具軸承損壞的原因，提出預(yù)防刀具軸承失效的技術(shù)措施，為其結(jié)構(gòu)改進(jìn)和設(shè)計優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。
一、軸承過載
軸承過載不能正常轉(zhuǎn)動，刀具發(fā)生偏磨。軸承預(yù)緊力過大，也會導(dǎo)致滾刀啟動扭矩過大，造成滾刀時轉(zhuǎn)時不轉(zhuǎn)現(xiàn)象，使刀圈發(fā)生偏磨。
滾刀偏磨
掘進(jìn)過程中刀具出現(xiàn)偏磨而未及時發(fā)現(xiàn)是非常危險的，應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn)處理。軸承內(nèi)部游隙過小，潤滑劑不合適或不足，負(fù)荷過大，嚴(yán)重銹蝕以及軸承安裝不當(dāng)造成損傷。以上均會導(dǎo)致因滾動疲勞在滾道面及滾子面表層部分出現(xiàn)魚鱗狀損傷，產(chǎn)生剝離現(xiàn)象。為防止過載剝離現(xiàn)象，應(yīng)選擇合適的軸承內(nèi)部游隙，重新選擇潤滑方式和潤滑劑，并正確安裝軸承。
二、軸承過熱
刀盤冷卻系統(tǒng)不良而使軸承過熱抱死，偏磨后失效會造成相鄰兩把刀過載而失效，從而迅速向外擴展，直至整個刀盤上的刀具全部失效。
三、軸承點蝕
點蝕是材料滾動疲勞引起的損傷，是指滾道出現(xiàn)點狀凹坑。發(fā)生點蝕的原因有安裝不良、軸翹曲、軸或外殼的精度差等。為防止點蝕現(xiàn)象，應(yīng)正確定心，提高軸或外殼的加工質(zhì)量。
滾道與滾珠之間磨損
四、軸承蠕變
軸承配合面出現(xiàn)因滑動引起的磨損、變色、卡傷，運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的套圈相對于軸或外殼周向移動的現(xiàn)象，即軸承蠕變現(xiàn)象。出現(xiàn)蠕變的主要原因是過盈不足或套圈緊固不足。為防止蠕變現(xiàn)象，應(yīng)加大過盈，適當(dāng)?shù)鼐o固套圈。
五、軸承斷裂
外圈、內(nèi)圈或滾動體斷裂，部件裂縫擴展形成兩塊以上的現(xiàn)象。出現(xiàn)上述斷裂現(xiàn)象的原因：過盈量過大、軸或外殼的圓角過大、沖擊負(fù)荷過大、剝離或燒傷的發(fā)展；沖擊負(fù)荷過大、剝離的發(fā)展。為防止斷裂現(xiàn)象，應(yīng)選擇合適的配合、使軸或外殼的圓角半徑小于軸承倒角尺寸、重新設(shè)定負(fù)荷條件。
軸承碎裂
軸承支架斷裂
六、軸承潤滑失效
刀具軸承多因無法正常潤滑而失效，軸承外圈呈現(xiàn)點蝕成麻面或發(fā)藍(lán)，同時刀具出現(xiàn)漏油并伴隨著浮動密封失效，也有少數(shù)刀具因注油孔漏油而導(dǎo)致軸承潤滑失效。
采用潤滑脂的軸承
根據(jù)TBM隧道施工經(jīng)驗，刀具密封失效導(dǎo)致刀具損壞約占60%。刀具密封損壞與刀具的裝配、刀具密封的耐壓、耐高溫能力有關(guān)。一般盤形滾刀密封能承受的最高溫度為90℃左右，能承受的最高水壓和氣壓能達(dá)到0.8MPa。
來源：盾構(gòu)TBM技術(shù)在線
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