TBM在掘進(jìn)過(guò)程中刀具軸承失效是經(jīng)常遇到的故障，對(duì)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(jì)優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。 

一、軸承過(guò)載

軸承過(guò)載不能正常轉(zhuǎn)動(dòng)，刀具發(fā)生偏磨。軸承預(yù)緊力過(guò)大，也會(huì)導(dǎo)致滾刀啟動(dòng)扭矩過(guò)大，造成滾刀時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)不轉(zhuǎn)現(xiàn)象，使刀圈發(fā)生偏磨。

滾刀偏磨

掘進(jìn)過(guò)程中刀具出現(xiàn)偏磨而未及時(shí)發(fā)現(xiàn)是非常危險(xiǎn)的，應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn)處理。軸承內(nèi)部游隙過(guò)小，潤(rùn)滑劑不合適或不足，負(fù)荷過(guò)大，嚴(yán)重銹蝕以及軸承安裝不當(dāng)造成損傷。以上均會(huì)導(dǎo)致因滾動(dòng)疲勞在滾道面及滾子面表層部分出現(xiàn)魚(yú)鱗狀損傷，產(chǎn)生剝離現(xiàn)象。為防止過(guò)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(rùn)滑方式和潤(rùn)滑劑，并正確安裝軸承。

二、軸承過(guò)熱

刀盤(pán)冷卻系統(tǒng)不良而使軸承過(guò)熱抱死，偏磨后失效會(huì)造成相鄰兩把刀過(guò)載而失效，從而迅速向外擴(kuò)展，直至整個(gè)刀盤(pán)上的刀具全部失效。

三、軸承點(diǎn)蝕

點(diǎn)蝕是材料滾動(dòng)疲勞引起的損傷，是指滾道出現(xiàn)點(diǎn)狀凹坑。發(fā)生點(diǎn)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(diǎn)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(dòng)引起的磨損、變色、卡傷，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的套圈相對(duì)于軸或外殼周向移動(dòng)的現(xiàn)象，即軸承蠕變現(xiàn)象。出現(xiàn)蠕變的主要原因是過(guò)盈不足或套圈緊固不足。為防止蠕變現(xiàn)象，應(yīng)加大過(guò)盈，適當(dāng)?shù)鼐o固套圈。

五、軸承斷裂

外圈、內(nèi)圈或滾動(dòng)體斷裂，部件裂縫擴(kuò)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(guò)盈量過(guò)大、軸或外殼的圓角過(guò)大、沖擊負(fù)荷過(guò)大、剝離或燒傷的發(fā)展；沖擊負(fù)荷過(guò)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(rùn)滑失效

刀具軸承多因無(wú)法正常潤(rùn)滑而失效，軸承外圈呈現(xiàn)點(diǎn)蝕成麻面或發(fā)藍(lán)，同時(shí)刀具出現(xiàn)漏油并伴隨著浮動(dòng)密封失效，也有少數(shù)刀具因注油孔漏油而導(dǎo)致軸承潤(rùn)滑失效。

采用潤(rùn)滑脂的軸承

根據(jù)TBM隧道施工經(jīng)驗(yàn)，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(pán)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(lái)源：盾構(gòu)TBM技術(shù)在線

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