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原理

轧机油膜轴承技术，是个系统工程技术，同时，也是个多学科领域的综合性工程技术，它的发展速度和所形成的配套能力，从 一个侧面反映了中国工业的发展速度与所达到的水平。兹从运行技术、 制造技术、测试技术、理论研究、产品开发、成套能力等几个主要方面进行简要的论述

1. 运行技术，包括轧机油膜轴承零部件的储放、清洗、安装、调试、运转、维修、诊断、管理等一整套知识与技能。运行技术的正确运用，是轴承安全运行的可靠保证。

50年代初期，我国只有鞍钢冷轧厂的可逆轧机装备了油膜轴承。其运行管理，完全按照苏联的有关规程进行。传统工艺，轧制压力不大，轧速也低，润滑系统也很简单，运行技术水平也相对较低。但在实际运行中，有关管理、技术人员和操作工人的工作都十分认真，严格按规程办，积累了使用、维护经验。

但由于缺乏对轴承工作原理的深入了解，一些不太合理的规程却一直沿袭了几乎两个年代，比如，轴承部件装好之后，要做35N/cm2的打压试验，如果漏油，即调紧回转密封，直至不漏为止。可是，经过这样一个试压调整之后，使用起来效果并不好，而且，密封件 的寿命也短。这种密封是带骨架的“J”型密封，是靠唇口密封的， 试压调紧之后，就不再是唇口密封了，而是一种死死抱住回转表面的带状密封。但毕竟瑕不掩瑜，轧机油膜轴承的成功运行，还是从这里开始的。

60年代初我国自行装备的轧机油膜轴承投入运行，以舞阳钢铁公司4200mm特厚板轧机的φ1300mm轧辊油膜轴承、 φ300mm机架辊油膜轴承和本溪钢铁公司φ1700mm热连轧机支承辊φ1100mm油膜轴承为代表的一批新轴承投入运行，前者是单机架轧机，后者是多机架连轧机。

多家多机架轧机油膜轴承的投入运行，使我国轧机油膜轴承运行技术得以普及和提高。在管理方面，有了一支专业化的技术人员和技术工人队伍，有专用的工作场地，油膜轴承工作间实行封闭，油膜轴承维修人员、润滑人员都有明确的岗位职责和操作规程，分工日益精细，管理更趋科学、规范。　由于轴承结构的改进和润滑系统的更新，在轴承安装调试和润滑系统的维护操作上，都比50年代有了很大的进步，加之连轧机油膜轴承的成功使用，使运行技术向现代水平又靠近了一步。

70～80年代，在我国相继成套引进武汉钢铁公司的1700mm热、冷板材连轧机和上海宝山钢铁总厂的2050mm及2030mm 热、冷板材连轧机的同时，也随之成套引进了摩戈伊尔(MORGOIL)轴承和麦斯塔(MESTA)轴承，其主要运行人员，包括技术人员、技术工人都进行了岗位培训，而在设备投产之后，又确保了轴承的连续、安全运行，这就标志着我国轧机油膜轴承运行技术，已经接近当时的世界水平。

进入90年代以来，又成套地引进了轧机和轧机油膜轴承——主要是摩戈伊尔轴承，而更多的是在买进二手轧钢设备时，又带进了油膜轴承，其主要类型也是摩戈伊尔轴承。这样，在一些主要类型的轧机上，比如线材轧机、单机架可逆轧机、半连轧机、连轧机以及型材轧机等都装备了油膜轴承；从轴承种类上说，有苏联型液体摩擦轴承，中国TZ牌油膜轴承，美国麦斯塔油膜轴承和摩戈伊尔(油膜)轴承，可称得上是当今世界拥有轧机油膜轴承(包括润滑系统)品种最齐全的国家。据不完全统计，目前我国有二十几家钢铁公司(厂)，近200架轧机装备了油膜轴承，数量不能不谓巨大。这种情况，足以说明轧机油膜轴承运行技术已经在中国得到了广泛地普及，并且已经达到了当今世界的新水平。

2. 制造技术，我国轧机油膜轴承主要零件的研制，始于50年代后期，是在一无图样、二无资料、三无专有设备的情况下进行的。　研制轧机油膜轴承主要零件，并非易事，从材料选择、工艺路线、加工方法到专用工装设计与制造等有着一整套的工作程序。从材料选择上，要考虑到锥套与减摩材料的配对，锥套的锻造工艺性，衬套钢套与减摩材料的结合，钢套的工艺过程；从工艺路线上，要满足锥、衬套的技术要求，同时还要利用已有加工设备，这本身需要理论与实践的很好结合，比如，在钢套的内表面如何 进行物理(包括机加工)与化学处理，才能增加结合力；在加工 方法上，我们知道，锥套与衬套是民品中加工精度最高的，锥套表面粗糙度为Ra0.05μm(衬套为Ra0.2μm)，几何精度高，变形难以控制，表面粗糙度低，必须进行超精加工，表面不允许出现多棱柱、螺旋、振纹等；专用工装的设计与制造，也是很重要的，是实现加工方法，保证加工精度的关键。

60年代初期，完成了在普通机床上研制油膜轴承主要零件的制造。60年代末期，太原重机厂建成了轧机油膜轴承专业化生产车间，开始了我国整套制造轧机油膜轴承的新时期。

3. 测试技术，包括两部分：一部分为零件加工的测量技术，另一部分为试验研究中的测量技术。

由于油膜轴承主要零件的加工精度高，要求测量精确、快捷。为了达到这一要求，首先要有高精度的测量仪器(具)和与之相配套的辅助仪器(具)，同时，对加工中的测量和加工完成后的质检测量，必须执行科学的测量方法和具有娴熟的技术。为此，除了购买、定制高精度测量仪器(具)外，还设计、制造了专用仪器(具)及附具，执行一套科学的测量方法和程序。这就保证了测量重复性好，精度高。

为深入了解油膜轴承工作时的参数情况，探讨规律性，太原重机厂从1972年开始做了大量的试验室的台架测量和轴承在实际工作运行中的承载、转动、耗电、供油等外部内部参数的测量工作。测试范围，包括轴承内部工作区域的油膜压力场、油膜厚度场和油膜温度场等，这些场量的测量属于非常规性的，从测量传感器到二次仪表，均无现成的可买。

所以，要自行研制。以太原重机厂强度试验室为主体，建成一支专业测试队伍，与清华大学等单位联合攻关，进行了测试技术和仪器仪表的研究、研制工作，先后进行了电阻式、电感式、电容式和电涡流式测试技术与 一、二次仪器的研究和研制，并成功地获得了大量数据，重复性好，规律性强，测量精度高。同时，还对相关技术，包括定标、抗干扰、回转信号的输送，以及多种信号的同步测量、记录、打印等进行了研究和应用。

4 理论研究，在轧机油膜轴承主要零件研制成功后，原机械部把产品开发与理论研究的任务同时下达给太原重机厂，60年代初期的理论研究工作，主要是产品的设计计算，其基础是以经验为主。

随着轧机装机水平的不断提高，带动了轧机油膜轴承的理论研究工作，真正自主开展理论研究工作，始于1974年。当时的主要工作是探讨工作机理，从经典润滑理论建立数学模型，数值计算方法，准解析方法等，把理论研究又引深一步。鉴于经典理论的油膜峰值压力达100MPa以上，继而进行了弹流理论的应用研究工作，当时，研究弹流的一些学者，只注重了反形接触的高副弹流的研究，而对滑动轴承，认为是非典型弹流问题，甚至有人认为重载油膜轴承不属于弹流范畴。

1.前言

采用150×150×9000的钢坯，经过上料台架、入炉辊道进入蓄热式推钢加热炉加热供轧制线用坯，全连轧生产线以φ550×3、φ450×3、φ380×6、φ320×6（其中三架为平立可转换）轧机组成的，轧后设有水冷器冷却系统，经过3#飞剪倍尺优化剪切，在齿条式步进式冷床充分冷却，由冷剪剪切成规定的定尺长度，经检验合格后打捆包装挂牌入库。设计年生产能力为60万吨。主要产品为φ12～φ40mm的热轧带肋钢筋和φ14～φ40mm的热轧直条圆钢，定尺长度为6～12m，产品钢种为普通碳素结构钢（Q195～Q275）、优质碳素结构钢（15～60）及低合金钢（20MSi）等。

棒材厂轧机生产工作条件恶劣，温度高，粉尘大，而早期由于对设备性能不够了解，对轧机轴承的安装和维护不到位，常常出现轧机轴承烧损现象而不得不临时重新装配轧机，严重影响了棒材厂的生产。由此可见，采用正确的使用方法，合理装配、保养轴承从而延长轴承使用寿命以保证生产的顺畅。

2.影响因素及预防措施

2.1 装配质量

(1) 轴承的寿命与轴承座的设计是分不开的。如果轴承座设计和制造不当，将导致轴承受力不均，降低轴承寿命，轴承座应具有调心性，避免因轧辊烧损挠曲变形而使轴承受到偏载。

(2) 与轴承相关的备件的尺寸、几何形状、精度等级、公差范围与设计是否相符。

(3) 与轴承配合的接触面的光洁度、硬度是否在规定范围之内，所有间隙、过盈配合量是否符合设计要求等等。

2.2 内、外套的安装

2.2.1 内套的安装

四列圆柱滚子轴承的内套与辊颈应为过盈配合，安装时加热到80～90℃，温度不应超过100℃否则易造成轴承套圈滚道和滚动体退火，影响硬度和耐磨性，导致轴承寿命降低及过早报废。利用加热法安装轴承时，油温达到规定温度10分钟后，应迅速将轴承从油液中取出，趁热装于轴上。必要时，可用安装工具在轴承内圈端面上稍加一点压力，这样更容易安装。轴承装于轴上后，必须立即压住内圈，直到冷却为止。通常用感应加热器或机油加热，禁止使用割枪烤。内套安装在辊颈时使它和挡水环紧密接触，以防挡水环活动。

2.2.2 外套的安装

四列圆柱滚子轴承的外套与轴承座的内孔为过渡配合。装配时，将外套、滚子、保持架组成的整体用铜棒轻轻打入轴承座内，并紧贴内侧固定端盖。在装外套时，应注意端面与保持架端面的标记，不能装反，应按照拆开轴承包装时的初始状态顺序装入，以防出现因滚子受力不均而烧轴承的现象。装轴承时，应将轴承水平放置，轴承装好后，应标出其受力区间，以备换辊时重点检查。

2.3 轴承密封件的合理组装

轴承密封件可考虑选用普通的氟橡胶骨架密封，不仅价格低廉，而且合理的使用也能达到良好的效果。当轧机为水平状态时，两侧静迷宫内的轴用密封圈唇口方向必须朝轴承外安装，可有效防止冷却水及氧化铁皮的溅入；当轧机为立式状态时，传动侧迷宫内密封圈唇口则朝轴承内安装，由于重力向下可有效防止润滑油的溢出；非传动侧迷宫内密封圈唇口也是朝轴承外安装，可有效防止冷却水的溅入。

2.4 轴承润滑脂的合理选用

由于轴承普遍采用的润滑脂是普通3#MoS2锂基脂，存在粘度高、锥入度低、不耐高温和不耐高速的缺点，打开轧机后轴承油脂干板、发热卡阻的现象严重；而且易出现因润滑脂板结，不能正常润滑轴承而发生异常磨损、烧毁轴承的事故。针对这些不利于轴承使用的缺点，综合考虑上述因素建议选用极压复合锂基润滑脂。

2.5 对轴承的检查

2.5.1 运转过程中对轴承的检查

按照轴承使用环境要求，应定期对轴承进行听、观察和测量。听就是使用规定器械对着轴承轴向端盖和轴承座的径向外壳，另一端贴耳听轴承在运转过程中是否有撞击声和机械摩擦声；观察就是对运行环境、安装位置、震动偏移、润滑等情况进行观察，是否存在不良环境；测量就是用温度计、测振仪对轴承座进行定量检测。

通过以上方法可确定出轴承在运行中是否处于正常状态以及应采取的措施，运转中轴承易出现的故障及预防措施。

2.5.2 静止状态下对轴承的检查

对相关备件的紧固情况进行检查，各部件是否处于正确位置、有无松动的现象等。对轴承座要经常检查是否已压紧，有无松动。尤其是操作侧轴承座与轧钢机架间一定要有轴向无间隙固定，尽可能减少传动侧轴承座与轧钢机架窗口的配合间隙，以减缓传动轴跳动对轴承所产生的冲击。另外，可对轴承润滑剂进行检测，检查润滑油是否进杂物、氧化铁皮、水等。粗轧机通常受到较强的冲击负荷，轴承震动大，润滑脂容易流失。因此，要求润滑脂有较强的粘附性，可以牢牢地粘附在零件的表面，一部分在滚道上润滑轴承，其余部分保存在轴承内部空间起到密封作用。如果外界污物侵入轴承座内，最先污染的是靠近外侧的润滑脂，使轴承零件表面出现磨损。随着污物的增加，磨损面会增加，同时还会信号层裂纹并逐渐扩展，最终使套圈开裂，严重时还会报废轧辊、轴承座等相关部件。

2.5.3 轴承的拆后检查

由于粗轧机单槽轧制量大，因此换辊周期长，轧辊换下后可使用清洗剂，把轴承清洗干净，用压缩空气吹干，然后对滚子、保持架、滚到进行检查。滚子、滚道出现凹痕、点蚀等现象，视具体情况更换。同时，要检查轴向密封盒径向游隙，检查无误后，增加润滑剂备用。

3.结语

棒材轧机的轴承有它独特的使用环境、特点及要求。轧制力较小时，因负荷过大而引起的轴承内外圈的开裂、滚动体碎裂的现象非常少，因此应重点关注轴承的正确安装、检查和维护等方法并制定相应的工艺规程以降低轧机烧轴承的事故率。影响轴承使用寿命的因素是多方面的，因此应制定全方位的管理制度和工艺规程，才能达到延长轴承使用寿命保证生产顺畅的目的。