Распространенные схемы износа и способы отказа дисковых фрез TBM

TBM-дисковый резак не выходит из строя только одним способом. И не каждый изношенный резак — это неисправный резак.
При осмотре режущей головки помогает отличить ожидаемое потребление от аномального повреждения:
• Нормальный или равномерный износ — даже потери материала вокруг кольца
• Эксцентрический или плоский износ — неравномерный профиль, часто связанный с ограниченным вращением
• Разрушение режущей кромки — локализованные сколы или сломанные срезы
• Серьёзный кольцевый перелом — трещины, проходящие через сечение кольца
• Отселение резающего кольца — кольцо смещается или отделяется от ступицы
• Отказ подшипника — грубое вращение, заклинание или аномальный ход
• Отказ плавающего уплотнения — утечка смазки или проникновение воды и шламовой жидкости
Ключевой момент: похожие симптомы могут иметь разные причины. Плоское пятно может возникать из-за заклинившего подшипника, но также может возникать из-за материала, наполненного вокруг резака. Правильный ответ зависит от выявления коренной причины, а не только видимого повреждения.
Наша последняя статья представляет эти семь распространённых состояний, их видимые особенности и возможные причины — практический справочник для бригад технического обслуживания перед следующей проверкой.
Дисковые резцы тоннелепроходческого комплекса постепенно изнашиваются по мере проходки через горные породы. Однако неравномерный износ, поломка колец и выход из строя внутренних компонентов отличаются от нормального износа. В следующем обзоре представлены семь распространенных состояний, их видимые признаки и возможные причины.

1. Нормальный или равномерный износ
Нормальный износ проявляется в виде относительно равномерной потери материала вокруг режущего кольца. Диаметр кольца постепенно уменьшается, а профиль режущей кромки изменяется. Это ожидаемый износ от многократного контакта с абразивной породой. Скорость износа зависит от абразивности породы, положения резца и условий эксплуатации.

2. Эксцентричный и плоский износ

Эксцентричный износ приводит к формированию неравномерного профиля по окружности режущего кольца, при этом в одних местах происходит бо?льшая потеря материала. В результате сильного локального износа может образоваться плоский участок. Зачастую это происходит, когда из-за затрудненного вращения режущий элемент не перекатывается по породе, а скользит по ней. Причиной такой проблемы могут стать повреждение или заклинивание подшипников, а также скопление породы вокруг режущего элемента.

3. Разрушение режущей кромки

Разрушение режущей кромки проявляется в виде локализованных сколов или обломков вдоль режущей кромки, в то время как основное кольцо остается в значительной степени целым. Внезапные или повторяющиеся удары могут способствовать этому, особенно в трещиноватых породах или грунте с резкими изменениями твердости. Существующие трещины, вязкость режущего кольца и рабочие нагрузки также могут влиять на повреждение.

4. Серьезное разрушение режущего кольца

Серьезное разрушение характеризуется глубоким проникновением трещин в тело режущего кольца, что приводит к откалыванию крупных фрагментов или сквозному растрескиванию поперечного сечения. В отличие от локальных повреждений кромки, такое разрушение нарушает целостность конструкции кольца. Причинами подобного выхода из строя могут быть высокие ударные нагрузки, развитие уже имеющихся трещин, а также продолжение эксплуатации после получения повреждений.

5. Отделение режущего кольца

Отделение режущего кольца происходит, когда кольцо смещается со своего места и частично или полностью отделяется от ступицы. Продолжение эксплуатации после серьезного разрушения может привести к тому, что кольцо или его обломки отсоединятся. На надежность фиксации кольца также влияют плотность его посадки на ступицу, качество сборки и наличие повреждений на сопрягаемых поверхностях.

6. Выход из строя подшипника

Повреждение подшипника может привести к неровному вращению, заклиниванию или аномальному люфту в режущем инструменте. Ограничение вращения, в свою очередь, может способствовать эксцентричному или плоскому износу кольца. Возможные причины включают чрезмерную нагрузку, недостаточную смазку и загрязнение водой или абразивными частицами. Выход из строя подшипника — это дефект внутреннего компонента, а не износ режущего кольца.

7. Выход из строя плавающего уплотнения и утечка смазки

Данные условия помогают выявить и описать типичные повреждения дисковых резцов, однако схожие признаки могут быть вызваны разными причинами. Конкретная причина зависит от грунтовых условий, истории эксплуатации и состояния компонентов.

От характера износа до решения о замене: полное практическое руководство по эксплуатации дисковых фрез для тоннелепроходческих машин

его выход из строя — никогда не зависят от какого-то одного фактора. Геологические условия, положение резца, рабочие параметры, качество компонентов и решения по техническому обслуживанию — все это взаимосвязано. Для проектных групп настоящая сложность заключается не в том, чтобы разобраться в каждом из этих факторов, а в том, чтобы связать их воедино: понять, о чем говорит износ, определить, может ли резец продолжать работу, и решить, когда его нужно заменить, отремонтировать или скорректировать стратегию на уровне резцовой головки.


В этом руководстве собраны ключевые принципы из нашей технической серии — структура компонентов, характер износа, логика выбора и практика проверки — и объединены в систему для принятия решений в полевых условиях.
1. Начните с системы, а не с симптомов

Дисковая фреза состоит из пяти ключевых компонентов, которые работают как единая система: режущее кольцо дробит породу, ступица фрезы обеспечивает структурную поддержку, подшипниковый узел обеспечивает плавное вращение, система уплотнений защищает внутренние компоненты, а вал фрезы передает нагрузку. Путь нагрузки очевиден: порода > режущее кольцо > ступица фрезы > подшипниковый узел > вал фрезы > режущая головка. Но последствия могут быть разными.

Если система уплотнений выходит из строя, смазка вытекает, а внутрь попадают вода и загрязнения. Затем подшипник изнашивается, вращение становится неравномерным, и режущее кольцо начинает скользить, а не катиться. То, что на первый взгляд кажется «износом режущего кольца», на самом деле может быть проблемой с уплотнением или подшипником, которая уже привела к вторичным повреждениям.

Практическое применение: не стоит судить о резце только по износу его кольца. Сначала убедитесь, что вращение плавное, что нет утечки смазки, а осевой и радиальный зазоры соответствуют техническим требованиям. Резец, износ которого еще в пределах нормы, но у которого отказало уплотнение, — это не «хороший резец», а резец, который может выйти из строя в любой момент.

2. Поймите, на что вы смотрите: семь моделей износа

Не все виды износа одинаковы. Различие между нормальным потреблением и аномальными повреждениями является основой для каждого решения о замене.

Приведите в порядок то, что вы видите, что это обычно означает
Нормальный / равномерный износ, Равномерные потери материала по окружности режущего кольца; постепенное уменьшение ожидаемого расхода по наружному диаметру; продолжайте мониторинг
Износ эксцентрика / плоского кольца Неравномерный профиль кольца; локализованные плоские поверхности Ограничивают вращение, часто из-за заедания подшипника или уплотненного материала
Излом режущей кромки Локализованный скол или поломка вдоль режущей кромки При ударных нагрузках, растрескивании грунта или недостаточной ударной вязкости
Сильный излом режущего кольца Трещины, проходящие по поперечному сечению кольца, Сильный удар, рост трещины или продолжение эксплуатации после повреждения
Отсоединение режущего кольца Смещение или отделение кольца от ступицы Прогрессирование серьезного перелома; проблемы с подгонкой или сборкой
Неисправность подшипника, Грубое вращение, заедание, ненормальный люфт, Перегрузка, недостаточная смазка, загрязнение
Повреждение уплотнения / утечка, Потеря смазки; попадание воды или суспензии, Изношенные уплотнительные поверхности, застрявшие частицы, проблемы при монтаже

Ключевой момент: схожие симптомы могут быть вызваны разными причинами. Плоское пятно может быть вызвано заклиниванием подшипника или скоплением материала вокруг режущей втулки. Правильная реакция зависит от выявления первопричины, а не просто от наблюдения за повреждениями на поверхности.

3. Контрольный список для проверки: что делать на месте

При появлении возможности для технического обслуживания проверка должна проводиться в определенной последовательности. Согласно нашему контрольному списку для проверки на месте, основной порядок действий выглядит следующим образом:

Шаг 1 — очистка и проверка положения.
Удалите рыхлый материал, грязь и обломки породы вокруг режущего кольца и корпуса фрезы. Проверьте номер фрезы и положение режущей головки. Центральные фрезы, торцевые фрезы и калибровочные фрезы работают с разной нагрузкой и изнашиваются по-разному. Запишите интервал между проверками или заменами.

Шаг 2. Измерьте износ в нескольких точках.
Используйте измеритель износа для конкретной модели или штангенциркуль подходящего размера. Измеряйте в нескольких точках по окружности режущего кольца. Одинаковые показания указывают на равномерный износ, а большие различия — на неравномерный или плоский износ, который можно скрыть, взяв среднее значение. Необходимо постоянно фиксировать радиальный износ. При измерении наружного диаметра штангенциркулем радиальный износ рассчитывается следующим образом:

Радиальный износ = (исходный наружный диаметр – измеренный наружный диаметр) ? 2

Сравните результат с допустимым пределом радиального износа для данной модели фрезы. Не применяйте предельный износ одной 17-дюймовой или 19-дюймовой фрезы к фрезе другой конструкции.

Шаг 3. Проверьте, нормально ли происходит вращение.
Фреза, износ которой все еще находится в допустимых пределах, может оказаться непригодной для дальнейшего использования из-за нарушения вращения. Проверьте, нет ли чрезмерной затяжки, ослабления или неравномерного сопротивления, и, если позволяют условия, сравните с аналогичными фрезами. Обратите внимание на:

· полную невозможность вращения
· заедание или неравномерное сопротивление при вращении
· грубое движение или необычный шум
· ненормальный осевой или радиальный люфт
· локальные плоские участки, образовавшиеся из-за ограничения вращения

Заклинивший или работающий с перебоями резец необходимо снять для проверки подшипника, уплотнения, вала и внутреннего состояния. Продолжительное скольжение быстро приведет к тому, что проблема с вращением перерастет в сильный износ.

После ремонта и повторной сборки резец должен вращаться равномерно, при этом необходимо измерить и зафиксировать пусковой крутящий момент. Резец, который вращается слишком туго, слишком свободно или неравномерно, необходимо разобрать и проверить еще раз. Допустимый крутящий момент должен соответствовать техническим требованиям к сборке соответствующего резца, а не быть универсальным значением.

Шаг 4 — Определите условия, при которых требуется немедленная замена.
В некоторых случаях не требуется длительный расчет износа. Если при осмотре обнаруживаются следующие дефекты, резцу следует как можно скорее заменить или провести ее техническую оценку:

· Сильный износ плоской поверхности, влияющий на контакт качения
· Видимые трещины, доходящие до кольца резца
· Крупные обломки или серьезные повреждения режущей кромки
· Ослабленное, смещенное или отсоединенное режущее кольцо
· Утечка смазки, сопровождающаяся неравномерным вращением, заклиниванием или ненормальным люфтом
· Повреждение или деформация корпуса фрезы, вала или места крепления
· Любое состояние, не соответствующее критериям безопасности или приемки проекта

Шаг 5. Рассмотрите возможность проведения следующей безопасной проверки.
Условия доступа для осмотра режущей головки, устойчивость грунта и план технического обслуживания могут ограничить возможность проведения следующего осмотра. Если режущая головка приближается к пределу износа, оцените, сможет ли она прослужить до следующего планового осмотра. При принятии решения следует учитывать:
· Оставшееся расстояние до следующей запланированной точки проверки

· Последствия незапланированного вмешательства
· Текущий износ и скорость износа за последнее время
· Положение фрезы и состояние соседних фрез
· Ожидаемые условия на следующем участке движения

Если оставшийся запас невелик, а до следующей безопасной проверки еще далеко, может быть целесообразной профилактическая замена. Это решение, принимаемое в рамках проекта, а не универсальное значение износа.

Шаг 6. Перед завершением проверки проверьте соседние фрезы.
Сравните фрезу с соседними фрезами. Большая разница в высоте приведет к перераспределению нагрузки, а схожий аномальный износ в нескольких местах может указывать на то, что режущая головка слишком большая или что проблема в распределении нагрузки. Если один резец сильно изношен или перестал вращаться, проверьте соседние позиции на предмет ускоренного износа или ударных повреждений. Замена только самого поврежденного резца может не решить проблему в целом.

4. Четыре варианта действий: оставить в эксплуатации, продолжить более тщательный мониторинг, снять для оценки возможности восстановления или заменить

Каждая проверка должна заканчиваться одним четким решением для каждого резца:

Оставить в эксплуатации — резец не изношен, вращается нормально, не имеет недопустимых утечек, люфтов или структурных повреждений.

Продолжить более тщательный мониторинг — резец соответствует критериям приемки, но приближается к пределу износа или претерпел изменения, которые следует проверить при следующей доступной проверке.

Снять для оценки возможности восстановления — режущее кольцо изношено, есть подозрение на проблемы с подшипником или уплотнением, или вышел из строя другой сменный компонент, в то время как корпус фрезы и другие несущие детали могут быть исправны. Окончательное решение следует принимать после демонтажа и проверки в соответствии с утвержденным стандартом ремонта.

Заменить всю фрезу — Фреза достигла предельного срока службы, не может нормально вращаться, имеет недопустимые структурные повреждения или не может безопасно эксплуатироваться до следующего осмотра. Фреза с треснувшим или деформированным кольцом или сильно поврежденными несущими частями может не подойти для восстановления.

5. Выбор — это часть решения, а не отдельная проблема

Решение о замене фрезы не принимается изолированно. Оно во многом зависит от того, была ли фреза изначально правильно подобрана с учетом геологических условий.

Для работы с твердыми породами и абразивными материалами требуется высокая износостойкость, достаточная грузоподъемность и надежная герметизация. Однако максимальная твердость не всегда является оптимальным решением: слишком твердое режущее кольцо может быть более склонно к хрупкому разрушению при ударных нагрузках.

При работе с трещиноватыми и трещиноватыми породами приоритет отдается прочности, ударопрочности и надежности сборки. Сбалансированное сочетание прочности и износостойкости обычно важнее, чем стремление к максимальной твердости.

При работе с различными породами требуется адаптивность и общая надежность системы, а не оптимизация одного компонента для работы с одним типом породы. Материал режущего кольца, несущая способность, герметичность и расположение резцов должны оцениваться в комплексе.

При работе с водой или пульпой особое внимание следует уделять надежности плавающего уплотнения, удержанию смазки и защите внутренней системы подшипников. Эффективность уплотнения нельзя рассматривать в отрыве от качества подшипников и точности сборки.

Не менее важно положение резца. Центральные резцы проходят по более коротким траекториям, но испытывают сосредоточенные нагрузки вблизи центра резца. Торцевые резцы выполняют большую часть работы по разрушению породы. Профильные резцы проходят по более длинным траекториям и испытывают боковые нагрузки, связанные с профилированием выработки. Эти различия влияют на интенсивность износа и виды отказов, а следовательно, и на стратегию замены.

6. Записи, благодаря которым работает вся система

Последовательное ведение записей о проверках — ключ к превращению отдельных решений в контролируемый процесс. Практическая запись должна включать:

· Дату и расстояние или интервал между выемками

· Номер и положение резца

· Значение радиального износа и данные многоточечных измерений

· Состояние вращения

· Наблюдения за смазкой, утечками и уплотнениями

· Видимые повреждения и пусковой момент, если применимо

· Состояние соседних резцов

· Номер фотографии или ссылка

· Сведения о демонтаже, причине демонтажа и окончательных действиях

Со временем эти записи позволяют выявить тенденции износа, обосновать выбор и лучше спланировать интервалы проверок и стратегии замены.

7. Принцип, лежащий в основе всего

Рабочие данные подсказывают команде, когда проводить проверку; непосредственный осмотр позволяет определить, что делать с резцом. Необходимо учитывать степень износа, условия вращения, структурные повреждения и возможность проведения следующей безопасной проверки, а не оценивать их по отдельности.

Дисковая фреза для тоннелепроходческого механизированного комплекса — это не обычный расходный материал, который заменяется по определенному циклу. Это системный компонент, состояние которого следует оценивать с учетом реальных условий эксплуатации. Проекты, в которых наиболее эффективно используются фрезы, как правило, сочетают в себе структурированный контроль, четкие критерии принятия решений, точный учет и стратегию выбора, соответствующую условиям работы.

Когда следует заменять дисковые фрезы ТБМ? Практический контрольный список для проверки

О состоянии дискового резца тоннелепроходческого механизированного комплекса нельзя судить только по пройденному расстоянию. Резцы, расположенные в разных местах, работают с разной нагрузкой, а состояние грунта и скорость вращения также влияют на скорость развития повреждений.
В нашей предыдущей статье «Распространенные виды износа и способы выхода из строя дисковых резцов тоннелепроходческих механизированных комплексов» объясняется, как проявляются равномерный износ, плоский износ, разрушение кольца, повреждение подшипников и выход из строя уплотнений. В этой статье мы рассмотрим следующий вопрос, с которым сталкивается ремонтная бригада: можно ли продолжать эксплуатацию резца или его следует снять?
Фактическая проверка и замена должны проводиться в соответствии со спецификациями производителя резца, руководством по техническому обслуживанию ТПМК и правилами техники безопасности, принятыми на проекте.

1. Очистите резец и проверьте его положение

Во время планового технического обслуживания удалите незакрепленные материалы вокруг кольца резца и корпуса. Забившиеся мелкие частицы, шлам или обломки породы могут скрывать протечки, препятствовать вращению и маскировать повреждения поверхности.
Подтвердите номер фрезы и положение режущей головки. Центровые, торцевые и калибровочные фрезы работают в разных условиях. Если есть записи, проверьте последнее измерение и предыдущие комментарии.
Запишите как минимум:
Номер фрезы и положение режущей головки
Модель фрезы или исходный диаметр
Предыдущее измерение, если есть
Интервал между земляными работами с момента последней проверки или замены

2. Измерьте кольцо фрезы — не один раз

Износ можно проверить с помощью специального измерителя износа режущего кольца или штангенциркуля подходящего размера. Измеритель позволяет напрямую определить степень износа. При измерении наружного диаметра штангенциркулем радиальный износ рассчитывается следующим образом:
Радиальный износ = (исходный наружный диаметр – измеренный наружный диаметр) ? 2
Сравните полученный результат с допустимым пределом радиального износа, указанным для данной модели фрезы.
Измерьте несколько точек на режущем кольце. Одинаковые показания свидетельствуют о равномерном износе. Большая разница может указывать на неравномерный или плоский износ, даже если средний диаметр остается выше предельного значения для замены.
Показатель износа следует фиксировать как потерю материала в радиальном направлении. Предельное значение, установленное для одной модели фрезы, не следует автоматически применять к другой 17- или 19-дюймовой фрезе.
Решение:
Если износ равномерный и не превышает допустимый предел, запишите результаты измерений и продолжайте наблюдение.
Если достигнут минимально допустимый диаметр или предел износа, замените фрезу.
Если измерения по всему кольцу значительно отличаются, снимите фрезу для дальнейшей оценки, а не судите о ее состоянии только по среднему значению.

3. Проверьте, нормально ли вращается фреза

Фреза может не выходить за пределы допустимого износа, но при этом быть непригодной для использования, поскольку она вращается неправильно. Проверьте ее на предмет чрезмерной затяжки, ослабления или неравномерного сопротивления и, при необходимости, сравните с аналогичными фрезами.
Обратите внимание на:
Фреза не вращается
Заедание или неравномерное сопротивление при вращении
Неровное движение или необычный шум
Ненормальное осевое или радиальное ослабление
Локальная плоская поверхность, связанная с ограничением вращения
Фреза, которая заедает или вращается с шумом, должна быть снята для проверки подшипников, уплотнений, вала и внутреннего состояния. Продолжительное скольжение может быстро привести к тому, что проблема с вращением перерастет в серьезный износ.
После ремонта и повторной сборки фреза должна вращаться равномерно, а ее пусковой крутящий момент должен быть измерен и зафиксирован. Фреза, которая вращается слишком туго, свободно или неравномерно, должна быть разобрана и проверена повторно. Допустимый крутящий момент должен соответствовать техническим требованиям к сборке конкретной фрезы, а не быть универсальным значением.
4. Ищите причины, по которым необходимо немедленно снять фрезу
В некоторых случаях нет необходимости в длительном расчете износа. Фреза должна быть немедленно извлечена для замены или технической оценки, если при осмотре обнаружены:
Сильный износ, влияющий на контакт качения
Видимая трещина, проходящая через кольцо фрезы
Крупные обломки или серьезные повреждения режущей кромки
Ослабленное, смещенное или отсоединенное кольцо фрезы
Утечка масла или смазки, сопровождающаяся неравномерным вращением, заклиниванием или ненормальным люфтом
Повреждение или деформация корпуса фрезы, вала или места крепления
Любое состояние, не соответствующее критериям безопасности или приемки проекта
Причины описаны в предыдущей статье о характере износа. В данном случае вопрос заключается в том, сможет ли резак безопасно проработать следующий интервал времени.

5. Рассмотрите возможность проведения следующего безопасного осмотра

Условия доступа, устойчивость грунта и план технического обслуживания могут ограничить возможность проведения следующего осмотра режущей головки.
Если фреза близка к пределу износа, оцените вероятность того, что она будет пригодна к работе до следующего планового осмотра. При принятии решения следует учитывать:
Текущий износ и его динамику за последнее время
Положение фрезы и состояние соседних фрез
Ожидаемые грунтовые условия на следующем участке движения
Оставшееся расстояние до следующей точки планового осмотра
Последствия незапланированного вмешательства в работу фрезы
Профилактическая замена может быть оправдана, если оставшийся ресурс невелик, а до следующего безопасного осмотра еще далеко. Это решение, принимаемое в рамках проекта, а не универсальное значение износа.

6. Перед завершением проверки осмотрите соседние резцы

Сравните резец с соседними. Большая разница в высоте может привести к перераспределению нагрузки, в то время как одинаковый аномальный износ на нескольких позициях может указывать на более широкую режущую головку или проблемы с нагрузкой.
Если один резец сильно изношен или перестал вращаться, проверьте соседние позиции на предмет ускоренного износа или ударных повреждений. Замена только наиболее поврежденного резца может не решить проблему полностью.

7. Примите решение: продолжать работу, следить за состоянием, отремонтировать или заменить

Проверка должна завершиться принятием четкого решения в отношении каждого резца:
Продолжить работу
Резец не изношен, вращается нормально, не имеет недопустимых утечек, люфтов или структурных повреждений.
Продолжить работу, но более тщательно следить за состоянием
Фреза соответствует критериям приемки, но приближается к пределу износа или претерпевает изменения, которые следует проверить при следующей возможности.
Снять для оценки возможности восстановления
У фрезы изношено кольцо, есть подозрение на проблемы с подшипником или уплотнением, или имеется другая неисправность заменяемого компонента, в то время как корпус и другие несущие детали могут быть исправны. Окончательное решение должно быть принято после демонтажа и проверки в соответствии с утвержденным стандартом ремонта.
Заменить резак целиком
Резак достиг предельного срока службы, не может вращаться должным образом, имеет недопустимые структурные повреждения или не может безопасно эксплуатироваться до следующего осмотра. Резак с треснувшими, деформированными или сильно поврежденными несущими частями может не подойти для восстановления.

Полезная запись о проверке резака
Последовательное ведение записей помогает специалистам по техническому обслуживанию сравнивать степень износа с течением времени и планировать следующее техническое обслуживание. Записи о проверке фрез компании Qingyue содержат информацию об истории эксплуатации, степени износа и причинах демонтажа. Практическая запись должна включать:

дату и глубину выемки или интервал между выемками номер фрезы и ее положение показатель радиального износа и измерения в нескольких точках условия вращения наблюдения за смазкой, утечками и уплотнениями видимые повреждения и пусковой момент, если применимо
состояние соседних фрез ссылку на фото информацию о демонтаже фрезы, его причинах и дальнейших действиях
Ключевой принцип прост: эксплуатационные данные подсказывают команде, когда проводить проверку; непосредственная проверка определяет, что делать с резцом. Необходимо учитывать степень износа, условия вращения, структурные повреждения и возможность проведения следующей безопасной проверки.

Когда следует заменять дисковые фрезы для тоннелепроходческих механизированных комплексов? Практический контрольный список

О состоянии дисковой фрезы для тоннелепроходческого механизированного комплекса нельзя судить только по пройденному расстоянию. Фрезы, расположенные в разных местах, работают с разной нагрузкой, а состояние грунта и скорость вращения также влияют на то, как быстро будут развиваться повреждения.
В нашей предыдущей статье «Распространенные виды износа и способы выхода из строя дисковых фрез для тоннелепроходческих механизированных комплексов» объясняется, как проявляются равномерный износ, износ по плоскости, разрушение кольца, повреждение подшипников и выход из строя уплотнений. В этой статье рассматривается следующий вопрос, с которым сталкивается ремонтная бригада: можно ли продолжать использовать фрезу или ее следует заменить?
Фактическая проверка и замена должны проводиться в соответствии со спецификациями производителя резца, руководством по техническому обслуживанию тоннелепроходческого комплекса и правилами техники безопасности, принятыми в проекте.

1. Очистите резец и проверьте его положение

Во время планового технического обслуживания удалите незакрепленные материалы вокруг режущего кольца и корпуса. Забившиеся мелкие частицы, грязь или обломки породы могут скрывать протечки, препятствовать вращению и маскировать повреждения поверхности.
Проверьте номер резца и положение резцовой головки. Центральные, торцевые и калибровочные резцы работают в разных условиях. Если есть записи, проверьте последнее измерение и предыдущие комментарии.
Запишите как минимум:
• Номер фрезы и положение режущей головки
• Модель фрезы или исходный диаметр
• Предыдущее измерение, если возможно
• Интервал между выемками грунта с момента последней проверки или замены

2. Измерьте износ режущего кольца в нескольких точках

Износ режущего кольца можно проверить с помощью специального измерителя износа или штангенциркуля подходящего размера. Используйте один и тот же метод измерения и эталон для каждой проверки, а затем запишите результат в соответствии с определением, используемым в спецификации режущего инструмента или в журнале технического обслуживания проекта.
Одного измерения недостаточно. Проверьте несколько точек по окружности. Одинаковые показания обычно указывают на равномерный износ. Заметно более высокое значение в одной точке может свидетельствовать об эксцентричном или плоском износе, который можно было бы не заметить, если бы учитывалось только одно значение или среднее значение.
Сравните показания с допустимым пределом для конкретной модели фрезы. Не применяйте предельный износ одной 17-дюймовой или 19-дюймовой фрезы автоматически к другой конструкции.
Используйте результаты следующим образом:
Равномерный износ ниже допустимого предела: запишите значение и продолжайте наблюдение.
Износ приближается к предельному значению: прежде чем принимать решение о продолжении эксплуатации фрезы, проанализируйте динамику износа за последнее время и запланируйте следующую проверку.
Износ достиг или превысил указанный предел: замените фрезу.
Большие различия между точками измерения: отметьте фрезу как неисправную и проверьте ее вращение, подшипники и наличие видимых повреждений, прежде чем принимать решение о ее замене.
Таким образом, измерение степени износа является одним из факторов, влияющих на принятие решения. Его следует рассматривать в совокупности с условиями вращения, утечками и повреждениями конструкции.

3. Проверьте, нормально ли вращается фреза

Фреза может не выходить за пределы допустимого износа, но при этом быть непригодной для использования, поскольку она больше не вращается должным образом. Проверьте ее на предмет чрезмерной затяжки, ослабления или неравномерного сопротивления и, при необходимости, сравните с аналогичными фрезами.
Обратите внимание на:
• фреза, которая не вращается
• заедание или неравномерное сопротивление при вращении
• неровное движение или необычный шум
• ненормальное осевое или радиальное ослабление
• локальный плоский участок, связанный с ограничением вращения
Заклинивший или работающий с перебоями фрезерный станок необходимо снять, чтобы проверить подшипники, уплотнения, вал и внутреннее состояние. Продолжительное скольжение может быстро привести к серьезному износу.
После ремонта и повторной сборки фрезерный станок должен вращаться равномерно, а его пусковой момент должен быть измерен и зафиксирован. Фрезерный станок, который вращается слишком туго, слишком свободно или неравномерно, необходимо разобрать и проверить еще раз. Допустимый момент затяжки должен соответствовать техническим требованиям к сборке конкретного фрезерного станка, а не универсальным значениям.

4. Ищите причины для немедленной замены фрезы

В некоторых случаях не требуется проводить длительный расчет износа. Фреза должна быть немедленно снята для замены или технической оценки, если при осмотре обнаружены:
• Серьезная деформация, влияющая на контакт качения
• Видимая трещина, проходящая через кольцо фрезы
• Крупные обломки или серьезные повреждения режущей кромки
• Ослабленное, смещенное или отсоединенное кольцо фрезы
• Утечка масла или смазки, сопровождающаяся неравномерным вращением, заклиниванием или чрезмерным люфтом
• Повреждение или деформация корпуса фрезы, вала или места крепления
• Любое состояние, не соответствующее критериям безопасности или приемки проекта
Причины описаны в предыдущей статье о характере износа. Здесь вопрос в том, сможет ли резак безопасно проработать следующий интервал эксплуатации.

5. Рассмотрите возможность проведения следующего безопасного осмотра

Условия доступа, устойчивость грунта и план технического обслуживания могут ограничить возможность проведения следующего осмотра режущей головки.
Если резак близок к пределу износа, оцените, сможет ли он проработать до следующего планового осмотра. При принятии решения следует учитывать:
• Текущий износ и степень износа за последнее время
• Положение фрезы и состояние соседних фрез
• Ожидаемые условия на следующем участке
• Оставшееся расстояние до следующей запланированной точки проверки
• Последствия незапланированной замены фрезы
Профилактическая замена может быть оправдана, если оставшийся запас невелик, а до следующей безопасной проверки еще далеко. Это решение, принимаемое в рамках проекта, а не универсальное значение износа.

6. Проверьте соседние фрезы перед завершением проверки

Сравните фрезу с соседними. Большая разница в высоте может привести к перераспределению нагрузки, в то время как одинаковый аномальный износ на нескольких позициях может указывать на более широкую фрезу или проблему с нагрузкой.
Если одна фреза сильно изношена или перестала вращаться, проверьте соседние позиции на предмет ускоренного износа или повреждений от ударов. Замена только наиболее поврежденной фрезы может не решить проблему полностью.

7. Примите решение: продолжить эксплуатацию, контролировать, отремонтировать или заменить

Проверка должна завершиться принятием четкого решения в отношении каждого резца:

Продолжить эксплуатацию

Резец не вышел за пределы допустимого износа, вращается нормально, не имеет недопустимых утечек, люфтов или структурных повреждений.

Продолжить эксплуатацию с более тщательным контролем

Резец соответствует критериям приемки, но приближается к пределу износа или претерпел изменения, которые следует проверить при следующей доступной проверке.

Снять для оценки возможности восстановления

На резце имеется изношенное кольцо, предположительно неисправен подшипник или сальник, либо имеется другая неисправность заменяемого компонента, в то время как корпус и другие несущие детали могут быть пригодны к эксплуатации. Окончательное решение должно быть принято после демонтажа и проверки в соответствии с утвержденным стандартом ремонта.

Заменить резец целиком

Резец достиг предельного срока службы, не может вращаться должным образом, имеет недопустимые структурные повреждения или не может безопасно эксплуатироваться до следующего осмотра. Резец с треснувшими, деформированными или сильно поврежденными несущими деталями может не подойти для восстановления.

Полезная запись о проверке фрез

Последовательное ведение записей помогает специалистам по техническому обслуживанию сравнивать степень износа с течением времени и планировать следующее техническое обслуживание. Записи о проверке фрез от Qingyue содержат информацию об истории эксплуатации, степени износа и причинах демонтажа. Практическая запись должна включать:
• дату и расстояние или интервал между проходками
• номер и положение резца
• показатель радиального износа и измерения в нескольких точках
• состояние вращения
• наблюдения за смазкой, утечками и уплотнениями
• видимые повреждения и пусковой крутящий момент, если применимо
• состояние соседних резцов
• фото для сравнения
• был ли резец демонтирован, причина и дальнейшие действия

Ключевой принцип прост: рабочие данные подсказывают команде, когда проводить проверку; непосредственный осмотр определяет, что делать с резцом. Необходимо учитывать степень износа, условия вращения, структурные повреждения и возможность проведения следующей безопасной проверки.
Компания Qingyue предоставляет услуги по проверке дисковых фрез для тоннелепроходческих машин, анализу износа, восстановлению и замене. Чтобы запросить первичную оценку, укажите модель фрезы, установочные размеры, положение режущей головки, условия эксплуатации в последнее время, результаты осмотра и четкие фотографии фрезы.

Ключевые факторы при выборе дисковых фрез TBM для различных условий грунта

1.Введение

Выбор подходящей конфигурации дисковых фрез для тоннелепроходческих механизированных комплексов необходим для поддержания эффективности проходки, контроля расхода фрез и сокращения количества незапланированных вмешательств. Неправильно подобранные компоненты фрез могут привести к ускоренному износу, сколам, поломке подшипников или уплотнений, неравномерному вращению и нестабильной работе.
При выборе резца не следует ориентироваться только на прочность при одноосном сжатии. Необходимо учитывать абразивность породы, минеральный состав, структуру массива горных пород, давление грунтовых вод, ожидаемые ударные нагрузки, положение резца, рабочие параметры и существующее соединение резцовой головки. Эти факторы влияют на требуемый баланс износостойкости и прочности резцового кольца, несущей способности, герметичности и надежности сборки.

2. Ключевые факторы, которые необходимо оценить перед выбором резца

• Прочность породы: обычно оценивается по пределу прочности при одноосном сжатии.
• Абразивность породы: обычно оценивается по индексу абразивности и минеральному составу.
• Состояние массива породы: наличие трещин, разломов и RQD.
• Условия грунтовых вод: вода и шлам могут влиять на износ, смазку и герметичность.
• Условия ударного воздействия и нагрузки: трещиноватая или смешанная порода может создавать нестабильные и повторяющиеся ударные нагрузки.
• Конфигурация ТБМ и положение резца: размер резца, положение установки и конструкция режущей головки влияют на нагрузку, степень износа и стратегию замены.
• Рабочие параметры: осевое усилие на режущей головке, скорость вращения, проходка за один оборот и стабильность работы влияют на нагрузку на резец, его температуру, износ и характер разрушения.

3. Приоритеты выбора при различных грунтовых условиях

Для наглядности следующие условия рассматриваются отдельно. На практике условия в массиве горных пород, уровень грунтовых вод и рабочая среда могут пересекаться в пределах одного участка тоннеля.

3.1 Твердые и абразивные породы

Твердые и абразивные горные породы обычно создают высокие контактные напряжения и приводят к постоянному износу режущего кольца при выемке грунта. Основные риски связаны с ускоренным износом режущего кольца, высокими нагрузками на резец и повышенной вероятностью усталостных или нештатных повреждений, если рабочие параметры не соответствуют условиям грунта. Поэтому при выборе резца следует обращать внимание на его износостойкость, достаточную несущую способность, надежность уплотнений и подходящий профиль режущего кольца. Однако максимальная твердость не всегда является лучшим решением, поскольку слишком твердое режущее кольцо может стать более уязвимым к хрупкому разрушению под воздействием ударных нагрузок. Твердость и прочность материала должны соответствовать абразивности породы, целостности горной массы и ожидаемым условиям эксплуатации.

3.2 Трещиноватые и разломные породы

Трещиноватые и разломные горные породы создают прерывистый контакт между резцом и породой. В зависимости от расстояния между трещинами, их ориентации, устойчивости и размера блоков резец может подвергаться переменным нагрузкам, вибрации, ударам и локальным перегрузкам. При работе на таких породах при выборе резца следует отдавать предпочтение прочности, ударопрочности, надежности сборки и защите системы подшипников и уплотнений. Сбалансированное сочетание прочности и износостойкости, как правило, важнее, чем стремление к максимальной твердости. Также следует обратить внимание на фиксацию резца, состояние подшипников и чрезмерный износ, поскольку неустойчивые каменные блоки могут привести к резкому изменению нагрузки во время проходки.

3.3 Смешанные грунтовые условия

Смешанные грунтовые условия могут возникать либо в виде чередующихся геологических участков вдоль трассы, либо в виде материалов значительно различающейся прочности в пределах одного забоя тоннеля. Последнее может привести к неравномерной нагрузке на резцы и неравномерному износу режущей головки. Поэтому при выборе резцов следует обращать внимание на адаптивность и общую надежность системы, а не на оптимизацию одного компонента для работы с конкретным типом горной породы. Материал режущего кольца, несущая способность, герметичность и расположение резцов должны оцениваться в комплексе. Поскольку состояние грунта может существенно меняться по мере продвижения по тоннелю, при выборе оборудования следует учитывать наиболее сложные условия, при которых оно может эксплуатироваться, сохраняя при этом приемлемую производительность в ожидаемом диапазоне условий.

3.4 Условия с наличием воды и шлама

В условиях с наличием воды или шлама режущий механизм может подвергаться воздействию давления грунтовых вод, шлама, мелких частиц и абразивных загрязнений.Основные риски — это потеря смазочного материала, повреждение уплотнений, загрязнение подшипников, повышенное трение и, в конечном итоге, выход из строя вращающихся фрез. При выборе фрез особое внимание следует уделять надежности плавающих уплотнений, удержанию смазочного материала и защите внутренней системы подшипников. Эффективность уплотнений не следует рассматривать отдельно от качества подшипников и точности сборки, поскольку выход из строя одной детали может быстро привести к поломке всей системы фрез. При высоком давлении воды, концентрации шлама или уровне загрязнения может потребоваться более частый осмотр.
Если ожидается высокое гидростатическое давление, необходимо согласовать требования к дополнительному уплотнению или компенсации давления с производителем ТБМ и поставщиком резцов.

4. Как расположение резца и конструкция резцовой головки влияют на выбор

Расположение резцов на режущей головке влияет на траекторию резания, распределение нагрузки и степень износа. Центральные резцы движутся по более коротким траекториям, но могут подвергаться концентрированной нагрузке вблизи центра режущей головки. Боковые резцы выполняют большую часть работы по разрушению породы, в то время как торцевые резцы движутся по более длинным траекториям и также подвергаются боковым нагрузкам, связанным с профилированием выработки. В зависимости от конструкции режущей головки и состояния грунта эти различия могут приводить к разной степени износа и характеру разрушения. Поэтому при оценке ожидаемого срока службы и стратегии замены следует учитывать расположение резцов.
Тип резца также должен соответствовать компоновке резцовой головки, установочным размерам и требованиям проекта. Однодисковые, двухдисковые и центрирующие резцы должны соответствовать исходной компоновке резцовой головки, установочному интерфейсу и требованиям к нагрузке. Их не следует рассматривать как взаимозаменяемые варианты только на основании геологических данных.

5. Информация, необходимая перед выбором

Основная информация

· Тип TBM и конфигурация режущей головки
· Диаметр фрезы, тип и место установки
· Сборочные чертежи фрезы, размеры сопряжения или существующий образец фрезы
· Геологический отчет или доступные данные о горных породах

Дополнительная информация для более точного выбора

· UCS, CAI и соответствующий минеральный состав
· RQD, расстояние между швами, ориентация и условия разрушения
· Давление грунтовых вод и условия шламообразования, где применимо
· Ожидаемая длина привода и условия доступа к фрезе
· Существующие записи об износе или отказе фрезы
· Частота вращения режущей головки
· Заданное или зарегистрированное проникновение за оборот
· Нормальная нагрузка на фрезу или общая тяга режущей головки
· Доступные рабочие записи

6. Заключение

Выбор дискового резца для ТБМ — это процесс подбора системы, а не простое сравнение прочности породы или твердости резцового кольца. При определении требуемых характеристик режущего кольца, подшипника, уплотнения и сборки необходимо учитывать геологические условия, структуру массива горных пород, уровень грунтовых вод, положение резца, рабочие параметры и условия эксплуатации режущей головки.
Предварительные рекомендации могут быть составлены на основе геологических отчетов и чертежей резцов, но при окончательной конфигурации также следует учитывать эксплуатационные требования конкретного проекта и имеющиеся данные об износе или отказах. Если геологические условия существенно различаются, необходимо проверять работу резца во время выемки грунта, чтобы соответствующим образом корректировать интервалы проверок, рабочие параметры и стратегию замены.

Основные компоненты дискового резака TBM и их функции

ведение

Дисковые фрезы TBM являются основными землеройными инструментами, устанавливаемыми на режущую головку проходческих станков. Во время проходки тоннелей дисковые фрезы выдерживают высокие ударные нагрузки, постоянный износ и сложные геологические условия.

Конструкция дисковой фрезы ТБМ
Цельный дисковый резец ТПМК состоит из нескольких прецизионных компонентов, включая режущее кольцо, резец ступицу, подшипник в сборе, резец вал и систему уплотнений. Каждый компонент играет важную роль в обеспечении эффективного разрушения породы и надежной работы.

Рисунок: Упрощенное изображение в разобранном виде типичного дискового резака для тоннелепроходческого механизированного комплекса

1. Режущее кольцо — элемент, разрушающий породу
Режущее кольцо — единственный элемент, непосредственно контактирующий с породой. Оно проникает в поверхность породы и создает трещины за счет качения и давления.
Ключевые факторы эффективности:
• Износостойкость:определяет срок службы в условиях абразивного воздействия на породу.
• Твердость:влияет на эффективность резания и износостойкость.
• Ударная вязкость:предотвращает растрескивание при ударных нагрузках.

2. Режущая головка — несущая конструкция
Ступица фрезы поддерживает режущее кольцо и содержит внутренние компоненты подшипника и уплотнения. Она передает нагрузку от режущего кольца через подшипниковый узел на вал, сохраняя при этом устойчивость конструкции.

3. Подшипниковый узел – обеспечивает плавное вращение
Подшипниковый узел, обычно состоящий из двух конических роликовых подшипников и соответствующих распорных и позиционирующих компонентов, позволяет ступице и кольцу фрезы плавно вращаться вокруг вала при больших нагрузках. Надежный подшипниковый узел снижает трение, регулирует внутренний зазор и помогает предотвратить чрезмерный износ.

4. Система уплотнений — защита внутренних компонентов
Система уплотнений, включающая плавающие уплотнения и поддерживающие их конструкции, предотвращает попадание воды, частиц почвы и абразивных загрязнений в узел фрезы, сохраняя при этом смазку внутри. Повреждение уплотнения может привести к утечке смазки, повреждению подшипника и нарушению вращения.

5. Вал фрезы — компонент для передачи нагрузки
Вал резца закреплен в посадочном гнезде резца и поддерживает вращающуюся ступицу резца через подшипниковый узел. Он передает радиальные, осевые и ударные нагрузки от резца на конструкцию резцовой головки.

Путь передачи нагрузки
Во время выемки породы сила резания, возникающая между кольцом резца и породой, передается через резцовый узел:
Порода
>
Режущее кольцо
>
Режущий ступичный
>
подшипник в сборе
>
Резак Вал
>
Режущая головка
Почему качество компонентов имеет значение
Дисковая фреза для тоннелепроходческого механизированного комплекса — это комплексная инженерная система, в которой все компоненты работают слаженно, обеспечивая надежную проходку. Выход из строя любого отдельного компонента, например режущего кольца, подшипника или системы уплотнений, может повлиять на вращение фрезы, увеличить износ и привести к незапланированному простою.
Высококачественные компоненты необходимы для поддержания стабильной работы резцов в сложных условиях проходки. К ключевым факторам, влияющим на надежность дисковых резцов, относятся:
• Характеристики материала – Правильный выбор материала и термическая обработка повышают износостойкость и ударопрочность критически важных компонентов.
• Точность изготовления – Точная обработка и сборка обеспечивают правильную установку и стабильную работу.
• Надежность подшипников и уплотнений – Надежная система подшипников и уплотнений защищает внутренние компоненты и продлевает срок службы.
• Совместимость компонентов – Для достижения оптимальной производительности все детали должны работать как единая система.
При выборе дисковых фрез для тоннелепроходческих машин следует учитывать не только их первоначальную стоимость. Надежность фрез напрямую влияет на эффективность земляных работ, требования к техническому обслуживанию и общие затраты на реализацию проекта.