TBM滚刀轴承失效分析
2025-12-06
TBM在掘进过程中刀具轴承失效是经常遇到的故障，对刀具轴承失效进行分析，总结刀具轴承损坏的原因，提出预防刀具轴承失效的技术措施，为其结构改进和设计优化奠定基础。
一、轴承过载
轴承过载不能正常转动，刀具发生偏磨。轴承预紧力过大，也会导致滚刀启动扭矩过大，造成滚刀时转时不转现象，使刀圈发生偏磨。
滚刀偏磨
掘进过程中刀具出现偏磨而未及时发现是非常危险的，应尽早发现处理。轴承内部游隙过小，润滑剂不合适或不足，负荷过大，严重锈蚀以及轴承安装不当造成损伤。以上均会导致因滚动疲劳在滚道面及滚子面表层部分出现鱼鳞状损伤，产生剥离现象。为防止过载剥离现象，应选择合适的轴承内部游隙，重新选择润滑方式和润滑剂，并正确安装轴承。
二、轴承过热
刀盘冷却系统不良而使轴承过热抱死，偏磨后失效会造成相邻两把刀过载而失效，从而迅速向外扩展，直至整个刀盘上的刀具全部失效。
三、轴承点蚀
点蚀是材料滚动疲劳引起的损伤，是指滚道出现点状凹坑。发生点蚀的原因有安装不良、轴翘曲、轴或外壳的精度差等。为防止点蚀现象，应正确定心，提高轴或外壳的加工质量。
滚道与滚珠之间磨损
四、轴承蠕变
轴承配合面出现因滑动引起的磨损、变色、卡伤，运转时出现的套圈相对于轴或外壳周向移动的现象，即轴承蠕变现象。出现蠕变的主要原因是过盈不足或套圈紧固不足。为防止蠕变现象，应加大过盈，适当地紧固套圈。
五、轴承断裂
外圈、内圈或滚动体断裂，部件裂缝扩展形成两块以上的现象。出现上述断裂现象的原因：过盈量过大、轴或外壳的圆角过大、冲击负荷过大、剥离或烧伤的发展；冲击负荷过大、剥离的发展。为防止断裂现象，应选择合适的配合、使轴或外壳的圆角半径小于轴承倒角尺寸、重新设定负荷条件。
轴承碎裂
轴承支架断裂
六、轴承润滑失效
刀具轴承多因无法正常润滑而失效，轴承外圈呈现点蚀成麻面或发蓝，同时刀具出现漏油并伴随着浮动密封失效，也有少数刀具因注油孔漏油而导致轴承润滑失效。
采用润滑脂的轴承
根据TBM隧道施工经验，刀具密封失效导致刀具损坏约占60%。刀具密封损坏与刀具的装配、刀具密封的耐压、耐高温能力有关。一般盘形滚刀密封能承受的最高温度为90℃左右，能承受的最高水压和气压能达到0.8MPa。
来源：盾构TBM技术在线
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