作成日 08.27

TBMカッターベアリング故障分析

TBMカッターベアリングの故障は、TBMトンネル掘削作業中に遭遇する一般的な問題です。本研究はこのような故障を分析し、工具ベアリング損傷の根本原因を特定し、そのような故障を防ぐための技術的対策を提案することで、構造改善と設計最適化のための強固な基盤を築きます。

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ベアリング過負荷

ベアリングの過負荷により正常な回転が妨げられ、切削工具の不均一な摩耗が発生します。ベアリングの予圧が過大な場合も、カッターの起動トルクが過大になり、断続的な回転を引き起こしてカッターリングの不均一な摩耗を誘発する可能性があります。

リーマの摩耗

トンネル掘削作業中に工具摩耗が発生し、それが時間内に検出されない場合、非常に危険です。このようなケースはできるだけ早期に特定し、対処する必要があります。また、軸受内部すきまが過度に小さい場合、不適切または不十分な潤滑剤、過大な荷重、深刻な腐食、または不適切な軸受取り付けによっても損傷が生じる可能性があります。これらすべての要因により、転動疲労によって軌道面や転動体表面に魚鱗状の表面損傷が発生し、はく離が生じることがあります。過負荷によるはく離を防ぐためには、適切な軸受内部すきまを選定し、潤滑方法と潤滑剤を再評価し、軸受の取り付けを適切に行うことが不可欠です。

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ベアリングの過熱

カッターヘッドの冷却システムの故障により、ベアリングが過熱して焼き付く可能性があります。その後の過度の摩耗による故障は、隣接する切削工具に過負荷と故障を引き起こし、カッターヘッド全体のすべての切削工具が故障するまで故障が急速に伝播する可能性があります。

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ベアリングのピッチング腐食

ピッチング腐食は、材料における転がり疲労によって引き起こされる損傷の一種であり、転動面に小さな点状の pits（ピット）が形成されることを特徴とします。ピッチング腐食の原因には、不適切な取り付け、軸の反り、または軸やハウジングの加工精度の不良が含まれます。ピッチング腐食を防ぐためには、適切な軸の心出しを行い、軸やハウジングの加工品質を向上させる必要があります。

軌道面とボール間の摩耗

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ベアリングクリープ

軸受の嵌合面に滑り運動による摩耗、変色、またはかじりが発生し、または運転中に軸受軌道輪が軸やハウジングに対して円周方向にずれる現象を、軸受クリープと呼びます。クリープの主な原因は、しまりばめの不足または軸受軌道輪の締め付けが不十分なことです。軸受クリープを防ぐためには、しまりばめを増やし、軸受軌道輪を適切に締め付ける必要があります。

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軸受破損

外輪、内輪、または転動体に破壊が発生し、部品内で亀裂が進展して、2つ以上の分離した破片が形成される現象。このような破壊の原因には、過大な締め代、軸またはハウジングの過大なフィレット半径、過大な衝撃荷重、またははく離や焼き付き損傷の進展が含まれる。あるいは、過大な衝撃荷重またははく離の進行。このような破壊を防ぐためには、適切なはめあいを選定し、軸またはハウジングのフィレット半径をベアリングの面取り寸法より小さくし、荷重条件を再設定する必要がある。

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