1,MCプーリーの故障形態と原因分析　

　　MCナイロン素材は化学的にポリアミドになり、共有結合と分子結合、すなわち共有結合による分子内結合と分子結合による分子間結合から構成されます。この材料の構造には、軽量、耐摩耗性、耐腐食性、絶縁性など、さまざまな利点があります。非常に広く使用されているエンジニアリング プラスチックです [1]。　

　　天津地下鉄 2 号線のシールド ドアに適用されている MC ナイロン プーリーは、一定期間が経過すると、次の 2 つの形式の故障が発生します。(1) プーリーの外縁の摩耗。(2) プーリの内輪とベアリングのすきま。

上記の 2 つの形式の失敗の理由について、次の分析が行われます。　

　　（1）ドア本体が正しくなく、操作中にプーリーの位置が正しくないため、外側のエッジが摩耗し、プーリーの内側とベアリングの力が異なる方向に現れますスペースストレス。　

　　(2) トラックが真っ直ぐでないか、トラックの表面が平らでないため、外側が摩耗します。　

　　(3) ドアの開閉時に引き戸が動き、引き戸に長時間の繰返し荷重がかかり、疲労変形を起こし、プーリの内輪が変形して隙間が生じる。　

　　(4) ドアの静止時、滑車は引き戸の重量を支え、固定荷重を長時間支え、クリープ変形を引き起こします。　

　　(5) ベアリングとプーリには硬度差があり、長時間の押し出し動作により変形が生じ、故障の原因となります[2]。　

　　2 MCプーリの寿命計算手順　

　　MC ナイロン プーリーはエンジニアリング材料のポリマー構造であり、実際の作業操作では、温度と負荷の役割によって分子構造が不可逆的に変形し、最終的に材料の破壊につながります [3]。　

　　(1) 温度の観点から考える: 環境内の温度の変化に伴い、機器コンポーネントの物理的特性と故障時間の間に次の関係が存在し、次の関数として表されます。　

　　F (P) = Kτ (1)　

　　ここで、P は物理的および機械的特性値です。K は反応速度定数です。τ エイジングタイムです。　

　　材料が決定され、この材料の物理パラメータの値 P が決定され、引張と曲げの保証値が 80% 以上に設定されている場合、臨界時間と K 定数の関係は次のようになります。　

　　τ=F(P)/K (2)　

　　Ｋ定数と温度Ｔは次の関係を満たす。　

　　K=Ae(- E/RT) (3)　

　　ここで、E は活性化エネルギーです。R は理想気体定数です。A と e は定数です。上記の 2 つの式の対数を数学的に取り、変形を処理すると、次のようになります。　

　　lnτ = E/(2.303RT) C (4)　

　　上で得られた式において、Ｃは定数である。上式によれば、臨界時間と温度の間にも同様の正の関係があることが知られています。上式の変形を続けると、次の式が得られます。　

　　lnτ=アブ/T (5)　

　　数値解析の理論に従って、上式の定数 a と b が決定され、使用温度での限界寿命が計算されます。　

　　天津地下鉄 2 号線は基本的に地下駅であり、シールド ドアとリング制御の役割により、滑車が配置されている温度は年間を通じて比較的安定しており、平均値を 25 として測定します。°、テーブルを確認した後、a = -2.117、b = 2220、t = 25 を取得できます° （5）に、私たちは得ることができますτ = 25.4 年。安全係数を 0.6 とすると、安全値は 20.3 年になります。　

　　（2）疲労寿命分析の負荷：プーリーの寿命計算の温度を考慮するための上記の予測、および実際の使用では、プーリーも負荷の役割の影響を受けます。その原理は次のとおりです：ポリマー分子構造下交互負荷の作用は、分子構造の不可逆的な進化と変形を生み出し、分子鎖の役割を担う機械労働者は、回転と歪みを生み出し、銀パターンとせん断帯銀パターンの形成、疲労の予兆、大きな蓄積交互サイクル負荷の回数、銀パターンは徐々に拡大し、亀裂を形成し、急激に拡大し、最終的に材料損傷の破壊に至りました。　

　　この寿命計算では、軌道が平坦で扉体位置も平坦という理想的な環境下での寿命解析を行っています。　

　　最初に負荷頻度が寿命に与える影響を考えてみましょう。各引き戸には 4 つの滑車があり、各滑車はドアの重量の 4 分の 1 を共有します。引き戸の重量が 80 kg であるという情報を確認した後、ドアの重力を取得できます: 80× 9.8 = 784 N。　

　　次に、各滑車の重力を次のように共有します: 784÷ 4 = 196 N。　

　　引き戸の幅は1mです。つまり、ドアを1m開閉するたびに、プーリーの直径を測定すると0.057mになり、その周囲として計算できます：0.057× 3.14 = 0.179m。　

　　次に、引き戸が 1 回開き、滑車が必要な回転数を導き出すことができます。÷ 0.179 = 5.6 ターン。　

　　交通管理局のデータによると、1 か月あたりの走行回数は 4032 回で、これは 1 日あたりの走行回数 4032 回から導き出すことができます。÷ 30 = 134。　

　　駅は毎朝網戸を約 10 回テストするので、1 日あたりの引き戸の合計回数は 134 10 = 144 回です。　

　　引き戸のスイッチが1回、滑車が11.2回転、1日の引き戸のスイッチサイクルは144回なので、1日の合計滑車周回数は144回です。× 5.6 = 806.4 ターン。　

　　滑車を一周するたびに、力の周期を得るために、力のサイクルを受けなければなりません: 806.4÷ (24× 3600) = 0.0093Hz。　

　　データを確認した後、0.0093 Hz この周波数は無限に近いサイクル数に対応し、負荷の周波数が非常に低いことを示しています。ここでは考慮する必要はありません。　

　　(3) 寿命に対する圧力の影響を再度検討します。解析後、表面接触のプーリーとトラックの間の接触は、その面積を概算します: 0.001.1× 0.001.1 = 1.21× 10～6㎡　

　　圧力メトリックによると: P = F / S = 196÷ 1.21× 10-6 = 161× 106＝161MPa　

　　表を確認すると161MPaに相当するサイクル数は0.24回×106;毎月のサイクル数 4032 回に従って、1 年間のサイクル数を取得できます: 4032×12=48384回　

　　次に、プーリーの寿命に対応するこの圧力を取得できます: 0.24× 106÷ 48384 = 4.9 年