연속굴착형 TBM 추진잭의 신뢰성 평가를 위한 가속수명시험
Accelerated Life Testing for Reliability Evaluation of Thrust Jacks in Continuous Excavation Type TBM
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초록
연속굴착형 TBM에서 추진잭은 헬리컬 세그먼트의 경사면에 접지되는데, 이때 추진잭은 횡하중을 받게 된다. 이 과정이 지속되면, 실린더 및 주요부품은 좌굴로 인한 피로응력이 누적되어 추진잭의 구조 안정 성과 신뢰성을 보증할 수 없게 된다. 본 연구에서는 유압실린더의 주요 고장모드를 조사하여 추진잭의 주요 고장인자를 분석하였다. 내구수명 보증시간에 따른 무고장 시험시간을 산출하고, 가속수명 신뢰성 시험 코드를 설계하였다. 가속수명시험을 위한 전용 시험기를 구성하고, 리퍼비쉬된 추진잭의 주기반복 내구시험을 수행하였다. 시험 결과 파손이나 누유는 관측되지 않았으며, 사용시간 기준 4,500시간 이상 의 신뢰수명을 충족함을 확인하였다.
Abstract
In continuous excavation type TBM, thrust jacks contact with the inclined surface of helical segments, where they are subjected to lateral loads. When this condition persists, buckling and fatigue stresses accumulate in the major components, compromising the structural stability and reliability of the thrust jack. In this study, the primary failure modes of hydraulic cylinders were investigated to identify the main failure factors of the thrust jacks. Based on the target durability assurance period, the required failure-free test time was calculated, and an accelerated life testing protocol was designed. A dedicated test rig for the accelerated life test was constructed, and cyclic endurance tests were performed on refurbished thrust jacks. The results showed no signs of fracture or oil leakage, confirming that the jacks satisfied the reliability requirement corresponding to 4,500 hours of operation.