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TBM滾刀軸承失效分析
2025-12-06
TBM在掘進過程中刀具軸承失效是經常遇到的故障，對刀具軸承失效進行分析，總結刀具軸承損壞的原因，提出預防刀具軸承失效的技術措施，為其結構改進和設計優化奠定基礎。
一、軸承過載
軸承過載不能正常轉動，刀具發生偏磨。軸承預緊力過大，也會導致滾刀啟動扭矩過大，造成滾刀時轉時不轉現象，使刀圈發生偏磨。
滾刀偏磨
掘進過程中刀具出現偏磨而未及時發現是非常危險的，應盡早發現處理。軸承內部游隙過小，潤滑劑不合適或不足，負荷過大，嚴重銹蝕以及軸承安裝不當造成損傷。以上均會導致因滾動疲勞在滾道面及滾子面表層部分出現魚鱗狀損傷，產生剝離現象。為防止過載剝離現象，應選擇合適的軸承內部游隙，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，是指滾道出現點狀凹坑。發生點蝕的原因有安裝不良、軸翹曲、軸或外殼的精度差等。為防止點蝕現象，應正確定心，提高軸或外殼的加工質量。
滾道與滾珠之間磨損
四、軸承蠕變
軸承配合面出現因滑動引起的磨損、變色、卡傷，運轉時出現的套圈相對于軸或外殼周向移動的現象，即軸承蠕變現象。出現蠕變的主要原因是過盈不足或套圈緊固不足。為防止蠕變現象，應加大過盈，適當地緊固套圈。
五、軸承斷裂
外圈、內圈或滾動體斷裂，部件裂縫擴展形成兩塊以上的現象。出現上述斷裂現象的原因：過盈量過大、軸或外殼的圓角過大、沖擊負荷過大、剝離或燒傷的發展；沖擊負荷過大、剝離的發展。為防止斷裂現象，應選擇合適的配合、使軸或外殼的圓角半徑小于軸承倒角尺寸、重新設定負荷條件。
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，軸承外圈呈現點蝕成麻面或發藍，同時刀具出現漏油并伴隨著浮動密封失效，也有少數刀具因注油孔漏油而導致軸承潤滑失效。
采用潤滑脂的軸承
根據TBM隧道施工經驗，刀具密封失效導致刀具損壞約占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。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到0.8MPa。
來源：盾構TBM技術在線
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