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1、摘 要目前我国钢铁企业轧机装备的油膜轴承数量很大，为适应钢铁企业高速、重载、自动化、大型化和高产的需要，这就要对轧机油膜轴承的润滑提出更高的要求，润滑油的性能直接关系到油膜轴承的使用寿命，同时对润滑油的润滑管理和润滑系统的使用要求也不能忽视。要保证轧机油膜轴承的正常工作，必须做好润滑对象、润滑装置、润滑介质、润滑管理这四个方面的工作。关键词关键词：油膜轴承 润滑油 管理第 1 页 共 21 页 1 1 轧钢设备润滑基本概述轧钢设备润滑基本概述1.1 轧钢设备的润滑系统轧钢设备润滑方式主要分稀油润滑和干油润滑。1.1.1 稀油润滑系统轧钢设备的稀油润滑系统可以分为单独式和集中式两种。集中稀油润滑
2、系统是最完善的润滑系统，它具有以下优点：(1)可以润滑数量多和分布广的润滑点。(2)对机组连续循环润滑，能将摩擦部件热量带走，进行冷却。(3)由于是压力供油，能保证摩擦部件润滑及时和可靠。(4)润滑适度，润滑材料消耗少。(5)能使全部润滑工作实行自动控制，大大减少工作人员。在轧钢车间采用集中润滑系统有两种：灌注式集中稀油润滑站和自动循环式集中稀油润滑站。灌注式稀油集中润滑站。润滑油由油箱中用油泵加压至中间油箱中，中间油箱的位置高于润滑点，润滑油就沿着管道流向润滑点，进行润滑和冷却，之后再流回油箱。灌注式稀油集中润滑站常用于轧钢车间辅助设备的减速器和轴承、输送辊道等。自动循环式集中稀油润滑站用于
3、轧钢车间人字齿轮座和主电动机轴承等重要润滑部件。它的组成包括：能源控制电动机驱动的油泵；控制装置控制润滑系统中油的压力、流向的截断阀、单向阀，溢流阀、流量阀等；辅助装置油箱、冷却器、过滤器、加热器、输油管道等；电控仪表及装置；安全示警装置。1.1.2 干油润滑系统手动干油润滑系统用于润滑点较少和不需要经常润滑的部件（大于 4 小时） 。输油管长度一般不超过 30 米，供应 3050 个润第 2 页 共 21 页 滑点。自动干油润滑系统的输油管线可达 120 米左右，供应 500 个以上润滑点。他由干油润滑站、两条主油管及支管、控制测量仪及电器等组成。1.1.3 轧钢设备的润滑方法除上述两种润滑
4、方式之外，还有其他应用较少的润滑方式。在轧辊的布胶轴瓦上采用水润滑，此时不能防锈蚀，因此往往要附加干油润滑；在热轧薄板时轧辊辊颈铜瓦用沥青润滑；某些单位设备上采用二硫化钼润滑，一般是将二硫化钼粉与润滑脂混合后一起使用。二硫化钼是一种固体润滑剂，具有良好的润滑性，抗压耐磨，抗化学腐蚀，耐高温和低温，附着性极强。油雾润滑是一种新型润滑方式。润滑油先装在油雾器中，在 0.3兆帕压缩空气下，使润滑油雾化成为直径约 0.003 毫米的微粒，以0.0020.0026 兆帕的压力用管道喷入润滑的部位。工艺润滑是专门用于对轧辊连续供给润滑剂的一种润滑方式。在冷轧机上，采用工艺润滑后，可以降低轧制压力，增大延伸
5、率，并保证轧件良好表面质量，使轧辊具有良好的工作性能，散掉热量和保持辊型，并延长轧辊寿命。1.2 轧钢机经常选用的润滑油、脂及对其的要求中小功率齿轮减速器：LAN68、LAN100全损耗系统用油或中负荷工业齿轮油； 小型轧钢机：LAN100、LAN150全损耗系统用油或中负荷工业齿轮油； 高负荷及苛刻条件用齿轮、蜗轮、链轮：中、重负荷工业齿轮第 3 页 共 21 页 油。轧机主传动齿轮和压下装置，剪切机、推床：轧钢机油，中、重负荷工业齿轮油。轧钢机油膜轴承：油膜轴承油。干油集中润滑系统，滚动轴承：1号、2号锂基脂或复合锂基脂。重型机械、轧钢机：3号、4号、5号锂基脂或复合锂基脂。干油集中润滑系
6、统，轧机锟道：压延机脂（1号用于冬季、2号用于夏季）或极压锂基脂、中、重负荷工业齿轮油。干油集中润滑系统，齿轮箱、联轴器 1700 轧机：复合钙铅脂、中、重负荷工业齿轮油。干油润滑：如热带钢连轧机中炉子的输入辊道、推钢机、出料机、立辊、机座、轧机辊道、轧机工作辊、轧机压下装置、万向接轴和支架、切头机、活套、导板、输出辊道、翻卷机、卷取机、清洗机、翻锭机、剪切机、圆盘剪、碎边机、垛板机等都用干油润滑。稀油循环润滑；如宝钢 2030 机架冷连轧机为例，带钢冷却与润滑的乳液系统和干油系统的开卷机、五机架、送料辊、滚动剪、导辊、转向辊和卷取机、出轮轴、平整机等的设备润滑各机架的油膜轴承系统等。高速高精
7、度轧机的轴承用油雾润滑和油气润滑。1.3 润滑装置设备及其名称、性能重型机械（包括轧钢机及其辅助机械设备）常用润滑装置有干油、稀油、油雾润滑装置；国内润滑机械设备已基本可成套供给。第 4 页 共 21 页 这里介绍的是其中主要的润滑装置设备，其名称、性能如下：重型机械标准稀油润滑装置（JB/ZQ4586-86）本标准适用于冶金、重型、矿山等机械设备稀油循环润滑系统中的稀油润滑装置，工作介质粘度等级为N22N460的工业润滑油，循环冷却装置采用列管式冷却器。稀油润滑装置的公称压力为0.63MPa；过滤精度低粘度为0.08mm;高粘度为0.12mm；冷却水温度小于或等于30的工业用水；冷却水压力小
8、于0.4MPa；冷却器的进油温度为50时，润滑油的温降大于或等于8；蒸汽压力为0.2-0.4MPa。以上主要润滑元件压力范围是 10MPa、20MPa、40MPa，其中 20MPa、40MPa 是国外引进技术生产产品，由太原润滑设备厂和上海润滑设备厂生产。其他产品、除上两家外，还有沈阳润滑设备厂和西安润滑设备厂生产等。稀油系统、元件四家都生产。第 5 页 共 21 页 2 2 轧机油膜轴承的润滑轧机油膜轴承的润滑系统系统2.1 轧机油膜轴承概况油膜轴承的种类繁多，用途十分广泛，像汽轮机、发电机组、球磨机、风机轴承、天文、航空、航天设备使用的轴承等等。轧机油膜轴承是油膜轴承中承载最大的轴承之一。
9、如宝钢5000mm宽厚板轧机其最大轧制压力可达108000kN是国内目前最大的板材轧机。一般轧机机械可分为轧钢机和有色金属轧机(主要是铝材轧机和铜材轧机)，按轧制产品又可分为线材轧机、型材轧机、带材轧机、板材轧机(分宽厚板、中厚板、热轧板、冷轧板)等。现今轧机使用的轴承主要有滚动轴承和油膜轴承两大类，根据轧机的不同性能和用途选用不同种类的轴承，一般轧钢机和铜材轧机使用油膜轴承为主，铝材轧机习惯使用滚动轴承。线材轧机粗轧和中轧机组以使用滚动轴承为主，预精轧和精轧以使用油膜轴承为主。型钢轧机和棒材轧机大多使用滚动轴承。带材轧机目前国内仍是以滚动轴承为主，但因其承载低与寿命短等原因有逐步向油膜轴承发
10、展的趋向。板材轧机、一般中厚板轧机和热连轧机都是使用油膜轴承，冷连轧机大部分使用油膜轴承，部分使用滚动轴承，其中以日本冷轧第 6 页 共 21 页 机推行使用较多，西欧、美国、俄罗斯、中国等其它国家很少推荐使用滚动轴承。这与轴承发展的历史和条件有关。世界上研究制造滚动轴承的单位和厂家很多，应用很广，研制的时间较长，有成熟的技术和经验。而应用于轧机的油膜轴承至今还不足100年的历史，迄今为止能集研究、设计、制造、服务全面发展的轧机油膜轴承厂家除美国摩根公司、前苏联的全苏冶金机械制造科学研究所和中国的太原重型机械集团公司外还没有具有自己的品牌，能独立进行产品设计、研究、开发和制造的独立厂家。一些世
11、界上生产轧机的知名公司象德国西马克公司、意大利达涅利公司、奥地利奥钢联集团、日本的石川岛播磨和三菱公司等在轧机油膜轴承方面都没有自己独立的研发设计能力。美国的麦斯塔机械公司和原西德的萨克公司也曾设计制造过轧机油膜轴承，后来因为技术发展缓慢而逐渐在世界上销声匿迹。但近年由于中国钢铁行业的迅猛发展和推动，国内外尤其是生产板带材轧机的著名厂家纷纷加大人力、物力和财力进行轧机油膜轴承的研发工作，这也相应促进了轧机油膜轴承技术的发展和进步。因此，就轧机而言，到目前为止，使用滚动轴承和油膜轴承都各有侧重。2.2 油膜轴承分类油膜轴承按形成机理分为静压油膜轴承、动压油膜轴承和动静压油膜轴承。静压油膜轴承靠外
12、部压力形成纯液体摩擦，因需要较为复杂的供油系统，应用较少。它的工作原理是轴颈和轴承被外界供给的一定压力的承载介质完全隔开，从而减低轴颈和轴承间相对摩擦，介第 7 页 共 21 页 质膜体的形成不受相对滑动速度的限制，在各种速度（包括零速度）下，均有较大承载能力。根据介质不同，静压轴承可分为液体静压轴承，气体静压轴承。动压油膜轴承基于流体的动压原理。旋转的轴不断地把具有一定粘度的润滑油带人收敛的楔形问隙，由于润滑油在被轴卷吸人收敛的楔状间隙的过程中受到压迫，就产生了反抗力，当在载荷方向动压力之和足以能平衡外载荷时，在轴与轴承之间就形成了一个完整的压力油膜，使轴与轴承的表面脱离接触，形成纯液体摩擦
13、。动静压混合轴承是一种既综合了液体动压和静压轴承的优点，又克服了其缺点的新型多油楔油膜轴承。它利用静压轴承的节流原理，使压力油腔中产生足够大的静压轴承载力，从而克服了液体动压轴承启动和停止时出现的干摩擦造成主轴与轴承磨损现象，提高了主轴和轴承的使用寿命及精度保持性；轴承油腔大多采用浅腔结构，在主轴启动后，依靠浅腔阶梯效应形成的动压承载力和静压承载力叠加,大大地提高了主轴承载能力,而多腔对置结构又极大地增加了主轴刚度；高压油膜的均化作用和良好的抗振性能,保证了主轴具有很高旋转精度和运转平稳性。2.3 对轧机上使用滚动轴承与油膜轴承的比较轧机最早使用滚动轴承较多，随着轧制速度加快，载荷加大，板材精
14、度要求提高，油膜轴承应运而生且迅速发展。首先在板材轧机上几乎完全取代了滚动轴承，现今油膜轴承在带材轧机上正推广使用，油膜轴承与滚动轴承相比具有以下优点：(1)承载能力大。一般轧机轧辊的辊颈直径是辊身直径的三分之二，为安装滚动轴承，辊颈直径必须减小约20，这就使辊颈的强度比标准辊颈减小第 8 页 共 21 页 50。在相同外径下，油膜轴承比滚动轴承的承载能力大23倍或更多一些。(2)因油膜轴承的摩擦系数小，故能耗低。一般使用油膜轴承可使能量消耗减少4050，尤其是板、带材轧制。在带钢精整轧机上，能源节省量可达70。(3)因油膜轴承的锥套和衬套间被一层薄油膜隔开，避免了刚体接触，油膜刚度大。与滚动
15、轴承相比不会因谐波响应引起频率震荡，故轴承的抗冲击性能强。(4)结构尺寸小。在相同载荷下，油膜轴承因外形尺寸小，可以在轴承箱上布置平衡缸、弯辊缸、牌坊预应力装置等，同时可以使轧机更好地施行计算机自动化控制。(5)使用寿命长。某钢厂冷连轧原使用滚动轴承，由于冲击大，轴承制造质量不高，最多三至五个月就损坏，改成油膜轴承后寿命一般都在五年以上。(6)运转精度高。由于油膜轴承本身精度高，一般锥套的壁厚差2m，而滚动轴承的回转精度一般15m，因此油膜轴承在工作中精度保持好。特别是静动压油膜轴承，在整个工作过程中，油膜厚度的变化能够用精确的数学模型输入计算机参与对板厚的控制。(7)载荷变化时油膜轴承的挠度
16、变化小，一般载荷变化20时，油膜轴承因承载面大，挠度变化可忽略不计，一般在1015m。而滚动轴承因承载接触面小，轴承的挠度变化可达100150m。(8)油膜轴承好制造。特大型滚动轴承制造困难，质量也难以保证。油膜轴承对于不同规格的产品不需要额外增加制造成本。因而经济价值明显占优。鉴于以上优点，油膜轴承在轧机上得到了广泛应用。尤其是对于板材控制精度要求高的冷连轧机组。但因油膜轴承需要一套完整的润滑系统相匹配，故一次性投入较大。总的来说，对轧钢机械而言，目前世界的潮流仍以油膜轴承为主，但随着滚动轴承的进步和发展，在轧钢领域滚动轴承有与油膜轴承进一步较量的机会与空间。第 9 页 共 21 页 2.4 轧机油膜轴承的润滑2.4.1 轧机油膜轴承工作原理油膜轴承是一种以润滑油作为润滑介质的径向滑动轴承，其工作原理是：在轧制过程中，由于轧制力的作用，迫使辊轴轴颈发生移动，油膜轴承中心与轴颈的中心产生偏心，使油膜轴承与轴颈之间的间隙形成了两个区域，一个叫发散区(沿轴颈旋转方
