滚刀磨损主要分为正常磨损和非正常磨损两类,正常磨损指滚刀刀圈各处磨损程度基本一致,当刀圈磨损高度超过规定值时,认为滚刀失效进行更换,这种失效形式是滚刀磨损的主要形式,占总数的80%~90%;非正常磨损包括:刀圈偏磨、刀圈断裂、崩刃、刀圈松动、密封失效、轴承磨损等。
已有研究结果表明磨粒磨损是滚刀正常磨损的主要形式,滚刀的磨粒磨损又分为直接磨损和二次磨损。
直接磨损是指滚刀破碎岩体时所产生的磨损,属于高应力磨粒磨损,主要由开挖岩体的强度、磨蚀性等决定;
二次磨损指由于盾构的滞排效应堆积在刀盘底部(正面和背面)的岩碴对滚刀的磨损,属于低应力磨粒磨损,主要是由于松散颗粒的滑动引起。
滚刀的直接磨损根据其接触条件,又可以分为两体磨损和三体磨损,两体磨损指磨粒相对固体表面运动而产生的磨损;三体磨损指外界磨粒移动于两摩擦表面之间,类似于研磨作用。
滚刀破岩时首先在刀刃下产生破碎体并形成粉碎区,粉碎区的磨粒移动于滚刀刀刃与开挖面之间,并传递能量进行破岩,因此滚刀的直接磨损属于三体磨损,对磨粒磨损系数取值至关重要。
滚刀直接磨损根据其材料去除机制可以分为塑性去除磨损和韧性断裂去除磨损,研究表明滚刀的塑性去除磨损平均占到82.9%,可见,基于塑性去除机制的磨粒磨损是滚刀最主要的直接磨损形式。