생성 날짜 08.27

TBM 커터 베어링 고장 분석

TBM 커터 베어링 고장은 TBM 터널 굴착 작업 중 흔히 발생하는 문제입니다. 본 연구는 이러한 고장을 분석하고, 공구 베어링 손상의 근본 원인을 파악하며, 이러한 고장을 예방하기 위한 기술적 대책을 제안함으로써 구조 개선 및 설계 최적화를 위한 견고한 기반을 마련합니다.

1

베어링 과부하

베어링 과부하로 정상 회전이 불가능해지며, 절삭 공구의 불균일한 마모가 발생합니다. 과도한 베어링 프리로드는 커터의 기동 토크를 과도하게 증가시켜 간헐적으로 회전하게 만들고, 이로 인해 커터 링에 불균일한 마모가 유발될 수 있습니다.

리머 마모

터널 굴진 작업 중 공구 마모가 발생할 때 이를 적시에 감지하지 못하면 매우 위험하며, 이러한 경우는 가능한 한 조기에 식별하고 대응해야 한다. 또한 베어링 내부 간극이 과도하게 작거나, 윤활제가 부적절하거나 부족한 경우, 과도한 하중, 심각한 부식, 또는 베어링 설치 불량으로 인해서도 손상이 발생할 수 있다. 이러한 모든 요인은 구름 피로로 인해 레이스웨이와 롤러 표면에 비늘 모양의 표면 손상을 초래하여 박리(딜라미네이션)를 유발할 수 있다. 과부하로 인한 박리를 방지하기 위해서는 적절한 베어링 내부 간극을 선정하고, 윤활 방식과 윤활제를 재검토하며, 베어링 설치가 올바르게 이루어지도록 하는 것이 필수적이다.

2

베어링 과열

커터 헤드 냉각 시스템의 오작동으로 베어링이 과열되어 멈춤 현상이 발생할 수 있습니다. 이후 과도한 마모로 인한 고장은 인접 절삭 공구에 과부하와 고장을 유발하여, 전체 커터 헤드의 모든 절삭 공구가 고장날 때까지 고장이 급속히 전파될 수 있습니다.

3

베어링 피팅 부식

피팅 부식은 재료의 구름 피로로 인해 발생하는 손상 유형으로, 구름 표면에 작은 점 모양의 피트가 형성되는 것이 특징입니다. 피팅 부식의 원인으로는 부적절한 설치, 샤프트 휨, 또는 샤프트나 하우징의 가공 정밀도 불량이 있습니다. 피팅 부식을 방지하려면 샤프트의 중심 맞추기를 제대로 수행하고, 샤프트나 하우징의 가공 품질을 개선해야 합니다.

레이스웨이와 볼 사이의 마모

4

베어링 크리프

베어링 맞춤면이 미끄럼 운동으로 인해 마모, 변색 또는 스크래치가 발생하거나, 작동 중 베어링 링이 축 또는 하우징에 대해 원주 방향으로 변위하는 현상을 베어링 크리프라고 합니다. 크리프의 주요 원인은 억지 끼워맞춤 부족 또는 베어링 링의 체결력 부족입니다. 베어링 크리프를 방지하려면 억지 끼워맞춤을 늘리고 베어링 링을 적절히 체결해야 합니다.

5

베어링 파손

외륜, 내륜 또는 전동체에 균열이 발생하여 부품 내부로 균열이 전파되고, 두 개 이상의 분리된 파편이 형성되는 현상. 이러한 파괴의 원인으로는 과도한 억지 끼워맞춤, 축 또는 하우징의 과도한 필렛 반경, 과도한 충격 하중, 또는 박리나 연삭 손상의 진행이 포함된다. 또는 과도한 충격 하중이나 박리의 진행에 의해서도 발생할 수 있다. 이러한 파괴를 방지하기 위해서는 적절한 끼워맞춤을 선정하고, 축 또는 하우징의 필렛 반경을 베어링 모따기 치수보다 작게 하며, 하중 조건을 재설정해야 한다.

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