2014. №7大电机技术109
大型水轮发电机推力轴承油槽内油温度场
张宏，刘琪，武中德，吴军令
（水力发电设备国家重点实验室，哈尔滨150040）
[摘要] 采用ADINA软件，耦合三维实体、流场和温度场，分析了内、外循环冷却方式的大型水轮发电
机推力轴承油槽内的油情况，研究其温度分布，进而分析比较抽屉式内循环冷却方式、外加泵和导瓦泵外
循环冷却方式。油槽内油的温度分布的计算结果和测量结果进行了对比分析。结果表明，计算结果和实测
的结果吻合。
[关键词] 推力轴承；油槽；油温度场；耦合分析
[中图分类号] TM312 [文献标识码] B [文章编号] 1000-3983(2014)07-0109-04
Temperature field of Thrust Bearing Oil Bath for Large Hydrogenerator Unit
ZHANG Hong, LIU Qi, WU Zhongde, WU Junling
（State Key Laboratory of Hydro-power Equipment, Harbin 150040, China）
Abstract:The temperature field of thrust bearing oil bath for large hydro-generating unit was
analyzed by means of software ADINA, coupling 3D solid, flow field and temperature field.
Comparing with internal cooling system, external pumping cooling system and guide
bearing-pumping cooling system. It has been found that the calculated results of the oil
temperature field confirm well to the measured ones.
Key words: thrust bearing；oil bath；oil temperature field；coupling analysis
0 前言
对于大型发电机，推力轴承的润滑冷却方式是非常重要的，其工作性能不仅直接关系到机组推力轴承能否安全运行，而且还影响机组的出力和效率。
为了优化大型水轮发电机组推力轴承的结构、参数，提高其运行可靠性，大型发电设备制造企业均投入了大量的人力和物力，对推力轴承进行全面的研究。在80年代初期哈电公司建造了3000t推力轴承试验台。先后进行岩滩、三峡、百万机组推力轴承等的试验研究，并进行了内循环、外循环冷却方式的研究。这些工作为巨型推力轴承的研究积累了经验。
本文研究内、外循环冷却方式的推力轴承油槽内油的温度分布，以分析其优缺点，为大型推力轴承的系统设计奠定基础。
通过应用软件ADINA的强大流体分析功能对轴承内油的流场和温度场进行仿真模拟分析。
基金项目：国家科技支撑计划(2007BAA05B04) 1000MW水电机组推力轴承研究。
三维实体、流场和温度场耦合分析目前在世界上还属于很难的问题，难点在于计算很难收敛并且需要
占用大量的计算机资源，大量的时间都浪费在模型的简化和划分网格上，工作量非常繁重，技术难度很大。
2 三维计算模型
由于模型比较复杂，为了简化模型，只建立整体模型的1/Z（Z瓦块数）进行分析。
（内循环）冷却器水管内为冷却水，采用3-D fluid单元进行模拟，水在此分析中认为低速不可压缩流体，忽略温度的影响。冷却器水管的材料为铜管，厚度为1mm，导热性能好，采用3-D fluid单元进行模拟，铜管在此分析中只传递热量，不考虑结构变形对流体的影响。
润滑油的材料为透平油（L-TSA46），采用3-D fluid单元进行模拟，在此分析中考虑了材料性能随温度的变化，但忽略重力的影响，润滑油为低速不可压缩流体。
2 大型水轮发电机推力轴承油槽内油温度场2014. №7
推力瓦、转轴、底座等其他支撑部件的材料为钢，采用3-D fluid单元进行模拟，这些部件在此分析中只传递热量，不考虑结构变形对流体的影响。
为了计算容易收敛在流固边界和壁面边界处划
分出边界层，在冷却器水管壁处边界层划分为2层，油膜边界处和其他位置处边界层划分为2层，边界层厚度为其附近单元厚度的2%。
3 油槽内油温度场分析
3.1 基本数据
基本参数见表1。内循环冷却轴承边界条件及载荷见图1。
图1 内循环冷却轴承边界条件及载荷
表1 内循环冷却参数
名称单位内循环导瓦泵
外循环
外加泵
外循环
转速r/min 147 127 147 单个冷却器水流量L/min 797.5 - -
冷却器进水温度℃22.3 - -
总的循环油流量L/min 3980 4200 进油温度℃30 33.5
总损耗kW 670 560 670
散热系数W/m2K 15 15 15
环境温度℃25 25 25
3.2 求解过程
采用稳态分析，求解器用sparse，自动时间步选项打开，开始时给一个很小的载荷增量，然后慢慢加大载荷增量，这样很容易收敛。
3.3 计算结果
3.3.1 内循环冷却方式
仿真结果显示冷却水出口处的温度为24.2℃，与实验结果比较吻合，镜板外径最大速度为32.23m/s，速度场和温度场如下图2~3所示。
内循环冷却方式的抽屉式冷却器在外径处的速度分布大体相同，即外径处的油被甩出，向外扩散，当碰到冷却器时速度的矢量方向发生变化，油向内侧流动，当向内侧流动的油碰到薄瓦和厚瓦时速度矢量方向改变，因此形成了进油侧的旋涡，而出油侧在此处速度矢量则是向四周扩散。
内循环在瓦的外径处进油侧由于结构的变化产生旋涡，而出油侧速度矢量向下，而在瓦的内径处进油侧和出油侧速度矢量方向一致，都是向上的。因此，对于内循环冷却来说，在外径侧和冷却器之间的区域是热油被甩出后进入冷却器进行冷却的关键区域，其之间的距离直接影响冷却的效果和部件的性能，内循环的结构导致了进油侧在外径侧和冷却器之间存在旋涡，对于推力轴承的损耗有一定的影响，而且内循环是冷油和热油在同一个油槽内流动，冷却和散热效果受一定的约束。瓦周围的油温度较均匀，靠近冷却管的油温较低，与试验测量结果吻合(见表2)。
图2 速度场矢量图
2014. №7大电机技术111 图3 温度场分布图
1 2 3 4 5 6 8 9 10
计算值℃38.0 39.0 38.1 38.7 38.9 38.8 38.1 38.5 38.2
测量值℃38.3 38.8 38.5 38.4 38.4 38.2 38.6 38.2
37.9
3.3.2 导瓦泵外循环冷却
仿真结果显示循环油出口处的温度为35.8℃，与实验结果比较吻合，导瓦泵位置处最大速度为44.6m/s，速度场和温度场如图4~5所示。
图4 速度场矢量图
图5 温度场分布图
在外径进油侧和出油侧的速度矢量方向一致，都是向下的，而在内径侧进油侧形成顺时针的旋涡，而出油侧在此处的速度矢量是向上的。瓦周围的油温度较均匀。
3.3.3 外加泵外循环冷却
仿真结果显示循环油出口处的温度为40.3℃，与实验结果比较吻合，油膜位置处最大速度为转轴处速度为29.7m/s
，速度场和温度场如图6~7所示。
推力轴承冷却循环系统的作用就是保证瓦间的油流在较低的温度。因此，油槽内的油路分布很重
要，如分布不当将影响冷却循环效率。冷油流流回油槽的方式有:从油槽底(或侧面)流人，与油槽内的热油混合;用喷管将冷油直接射到瓦的进油边;将冷油管伸到轴瓦附近，使冷、热油混合。比较典型的-种油路分布是：冷油迸人推力轴承内径侧，通过挡油板的布置，使铀承内径侧形成冷油室，瓦间冷油流向与离心力方向一致，进人瓦间的冷油，大部分流人瓦与镜板摩擦面起润滑作用;另一部分冷油在瓦块间参与冷却流向轴承外径侧，与从摩擦面间流出的热油汇合，通过布置在槽壁上的出油管将热油引出至外循坏系统迸行冷却。
图6 速度场矢量图
图7 温度场分布图
油槽壁上热油的布置应尽可能避开汽泡聚集区
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域，因为含有汽泡的油进入运行泵会影响油泵的效率，又易引起油泵的振动。一半数量的引出管轴向分布在与擦擦面高度相同的位置目的是将热油尽量排出，而另一半数量的引出管径向分布在挡油板下的位置，目的是降低汽泡形成量。这种措施可改善供油状态，保证保证系统止常运行，还能防止油糟内出现死油区，同此有利于改善轴承运行环境。
外加泵外循环外径侧的油在镜板带动下被甩出，向外扩散，由于外循环的冷却器在油槽外部，所以不存在速度矢量因冷却器的阻挡而形成旋涡，所以进油侧、出油侧在间隙外径侧的油都是被甩出后向四周扩散。瓦周围的油温度较均匀，与试验测量结果吻合（见表3）。
1 2 3 5 6 7 8 9 10
计算值℃37.1 38.0 32.0 40.1 37.9 41.5 40.1 40.6 40.0
测量值℃36.9 37.7 32.2 40.7 37.5 41.0 39.6 40.3 40.1
对于外循环推力轴承，在瓦的外径处无论是进油侧还是出油侧速度矢量都是向下，而在瓦的内径处由于结构的变化，导致进油侧产生旋涡，出油侧速度矢量向上。
以上分析可得，内循环在瓦的进油外径侧产生旋涡，而外循环进在瓦的内径侧产生旋涡，在出油侧无论是外循环还是内循环速度矢量都是向外扩散，由于结构的不同导致内部流场发生很大的变化，从而影响推力轴承的搅拌损耗，对瓦周围的油温度分布影响较小。
4 结论
研究了内、外循环冷却方式的推力轴承油槽内油的温度分布，槽内油温度分布的计算分析结果与试验测量结果吻合。
抽屉式冷却器的内循环冷却方式的推力瓦周围的油温度比较均匀，靠近冷却器的油温度较低，油槽内的隔油板有一定的作用。抽屉式冷却器的内循环冷却方式的油温度的计算分析结果与试验测量结果吻合。
外加泵外循环冷却方式的推力瓦周围的油温度比较均匀，计算分析结果与试验测量结果吻合。
导瓦泵外循环冷却方式的推力瓦周围的油温度比较均匀，计算分析结果与试验测量结果吻合。导瓦泵外循环冷却方式的试验成果，很好的完善了导瓦泵的设计技术，实现了引进技术的再创新。
推力轴承采用外循环或内循环润滑冷却，其效果相近。抽屉式内循环冷却、导瓦泵和外加泵外循环冷却均有一定的优点，它们都是大型水轮发电机推力轴承可靠的润滑冷却方式之一。
[参考文献]
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[作者简介]
张宏（1967-），1989年毕业于吉林工
业大学，现从事大型发电机轴承技术
研究，高级工程师。
目录 一、基本数据 二、润滑计算 三、推力盘计算 编制： 校对： 日期： 一、基本数据 1、额定转速： n= 1000r/min 2、轴向推力： P=6000Kg=60000N 3、推力瓦块数： Z =8块 4、单个推力瓦扇形夹角： θ=45° 5、推力瓦块外径： D=40cm 6、推力瓦块内径： d=24cm 7、推力瓦块宽度： b=（D-d）/2 =（40-24）/2 =8 cm 8、系数： Kσ=b×（1+ b/（2×r））×θ/ r =8×（1+8/（2×12））×45×π/（180×12） =0.7
9、每个推力瓦块工作面积： F= Kσ×r2 = 0.7×122 =100.8 cm2 10、每个推力瓦块承受的轴向推力： P 1=P/ Z =6000/8 =750Kg =7500N 11、每个推力瓦块承受的单位压力： P pj=P1/ F =750/100.8 =7.44（Kg/cm2） =0.744MPa 12、推力瓦块平均直径： D pj=（D+d）/2 =（40+24）/2 =32cm 13、单个推力瓦平均周长： l=π×D pj×θ/360 =π×32×45/360 =12.6 cm 14、平均周速： v pj=π×D pj×n/6000 =π×32×1000/6000 =16.76（m/s） 15、根据θ值和b/r比值查曲线得计算系数： K1=1.8
K2=0.07 K3=0.3 K4=1 K5=0.008 二、润滑计算 1、轴承工作时润滑油层中的温升： △t= P pj/（K1×γ×C） 式中： γ—润滑油的比重，γ=0.9克/厘米3。 C—润滑油比热：C=0.47千卡/公斤.度。 △t= 7.44/（1.8×0.9×0.47） =9.8℃ 2、假定油膜平均温度为 t pj= 50℃（一般为40℃～55℃） 3、润滑油的进油温度： t1= t pj-△t/2 =50-9.8/2 =45.1℃ 4、润滑油的出油温度： t2= t1+△t =45.1+9.8 =54.9℃ 5、最小油膜厚度： δmin= K2×（F×n×u/（γ×C×△t））1/2 式中： u—润滑油粘性系数，u=0.0027公斤.秒/米2。 δmin =0.07×（100.8×1000×0.0027×10-4/（0.9×0.47×9.8））1/2 =0.0057（cm）
油膜轴承的基础知识 一、什么是油膜轴承？ 油膜轴承是液体摩擦轴承的一种形式；按润滑系统供油压力的高低可分为静压轴承、静—动压轴承、动压轴承，通常习惯称动压轴承为油膜轴承。油膜轴承由锥套、衬套、滚动止推轴承、回转密封、轴端锁紧装置等部分组成；或者说是轧辊一端所安装的全 部零、部件的统称。 油膜轴承（动压轴承）是一种流体动力润滑的闭式滑动轴承。在轴承工作时，带锥形 内孔的锥套（锥度约1：5的锥形内孔与轧辊相联接）与轴承衬套（固定在轴承座内）工作面之间形成油楔（即收敛的楔形间隙）；当轧辊旋转时，锥套的工作面将具有一 定粘度的润滑油带入油楔，润滑油产生动压力；当沿接触区域的动压力之和与轴承上 的径向载荷相平衡时，锥形轴套与轴承衬套被一层极薄的动压油膜隔开，轴承在液体 摩擦状态下工作。动压轴承的压力分布是不均匀的，而且，由于相对间隙、滑动速度、润滑油粘度及锥、衬套的表面变形等不同而不同，其峰值压力区越小（即压力分布尖锐）承载能力就越低。美国的摩根工程公司研制的Morgoil油膜轴承是其技术发展的典型代表，太原重工则是国内制造大型油膜轴承的唯一生产厂家。 二、油膜轴承形成的机理 动压轴承油膜的形成与轴套表面的线速度、油的粘度、间隙、径向载荷等外界条件有 密切关系。可用雷诺方程描述： —油的绝对粘度 —轴套表面的线速度 ★动压轴承（油膜轴承）保持液体摩擦的条件： 1、楔形间隙、即h-hmin≠常数 2、足够的旋转速度v 3、合适的间隙
4、足够的粘度、适当的纯净润滑油 5、轴套外表面和轴承衬的内表面应有足够的精度和光洁度 在可逆式中厚板轧机上能否使用油膜轴承，在最大载荷的前提下取决于最低的咬入速 度和轧制节奏；中厚板轧机的油膜轴承使用的均为高粘度的润滑油，油膜的消失滞后 于轧机的制动，只要轧机可逆运转的间隔时间小于油膜消失的时间，油膜轴承就能满 足使用。 三、油膜轴承的发展 二十世纪三十年代美国摩根工程公司首先把油膜轴承应用于轧机上至今，油膜轴承的 技术已发生了巨大的进步。 1、结构上的改变 A、油膜轴承锥套与轧辊的联接，从最初的承载区的键联接发展到今天的承载区无键联接，消除了锥套在键联接处受力的作用产生变形而导致的板厚呈周期性的波动； B、油膜轴承的轴向锁紧装置由机械锁紧发展到液压锁紧，极大的方便了油膜轴承的拆装，减轻了装配的劳动强度； C、油膜轴承的轴向定位方式，由止推法兰演变到单端止推轴承加轴向拉杆的方式，再发展到目前的双端止推轴承的结构形式，有效地控制了辊的轴向窜动，改善了密封效果。 注：采用滚动轴承止推的注意事项：滚动轴承的外座圈与轴承箱之间要有足够的间隙，保证在油膜厚度（或者说偏心率）变化的任何时刻，在径向自由移动不承受径向力； 单独的供油系统，根据轧制速度供给充足的润滑油。 D、环保型的巴氏合金的开发、使用极大地改善了材料的蠕变性能，使衬套的寿命更长。 E、锥套结构尺寸的改变提高了油膜轴承的承载能力（即承载区的有键连接发展到无键连接）。 2、密封结构型式的进步 油膜轴承密封的作用，其一，防止油膜轴承的润滑油外泄，其二是避免轧辊冷却水、 润滑乳化液及氧化铁皮等进入到润滑系统中，污染润滑油导致润滑失效；任何形式的 接触密封随着服役期的延长，其密封效果都将下降，直至失效；油膜轴承的密封式消 耗件。当今油膜轴承普遍使用的密封是DF密封，摩根油膜轴承在DF密封的基础上又开发出新一代的HD密封加挡水板的组合结构。
液体动压润滑径向轴承油膜压力和特性曲线 （二） HZS —Ⅰ型试验台 一. 实验目的 1. 观察滑动轴承液体动压油膜形成过程。 2. 掌握油膜压力、摩擦系数的测量方法。 3. 按油压分布曲线求轴承油膜的承载能力。 二. 实验要求 1. 绘制轴承周向油膜压力分布曲线及承载量曲线，求出实际承载量。 2. 绘制摩擦系f 与轴承特性 λ 的关系曲线。 3. 绘制轴向油膜压力分布曲线 三. 液体动压润滑径向滑动轴承的工作原理 当轴颈旋转将润滑油带入轴承摩擦表面，由于油的粘性作用，当达到足够高的旋转速度时，油就被带入轴和轴瓦配合面间的楔形间隙内而形成流体动压效应，即在承载区内的油层中产生压力。当压力与外载荷平衡时，轴与轴瓦之间形成稳定的油膜。这时轴的中心相对轴瓦的中心处于偏心位置，轴与轴瓦之间处于液体摩擦润滑状态。因此这种轴承摩擦小，寿命长，具有一定吸震能力。 液体动压润滑油膜形成过程及油膜压力分布形状如图8-1所示。 滑动轴承的摩擦系数f 是重要的设计参数之一，它的大小与润滑油的粘度η (Pa ?s)、轴的转速n (r/min)和轴承压力p (MP a)有关，令 （7） 式中：λ—轴承特性数 观察滑动轴承形成液体动压润滑的过程，摩擦系数f 随轴承特性数 λ 的变化如图8-2所示。图中相应于f 值最低点的轴承特性数 λc 称为临界特性数，且 λc 以右为液体摩擦润滑区，λc 以左为非液体摩擦润滑区，轴与轴瓦之间为边界润滑并有局部金属接触。因此f 值随 λ 减小而急剧增加。不同的轴颈和轴瓦材料、加工情况、轴承相对间隙等，f —λ曲线不同，λc 也随之不同。 四. HZS —I 型试验台结构和工作原理 1. 传动装置 如图8-7所示，被试验的轴承2和轴1支承于滚动轴承3上，由调速电机6通过V 带5带动变速箱4，从而驱动轴1逆时针旋转并可获得不同的转速。 λη= n p
油膜轴承是一种主要表面加工精度、表面粗糙度以及相关参数匹配非常理想的滑动轴承，它的主要特点有： 1、承载能力大，轴承的外径相同油膜轴承的承载能力要远大于滚动轴承。 2、使用寿命长：从原理上讲，油膜轴承是不会发生磨损的。但是实际上，即使正确的使用和妥善地维护，也是要发生磨损的，只是很轻微而已。其理论上寿命可达15年左右，一般实际由于润滑和轧机设备等原因，寿命在5-10年左右。 3、速度范围宽：轧机油膜轴承可以在很低的速度下工作，也可以在很高的速度下运行，还可以使用可逆轧机：有正转速到零，再由零到负转速的状态下工作，速度范围十分之宽。 4、结构尺寸小：在相同的承载能力下，油膜轴承轮廓尺寸要比滚动轴承小。 5、摩擦系数低：油膜轴承轴承的摩擦系数一般在0.001-0.005之间，摩擦系数低，从而摩擦损耗低。 6、抗冲击能力强：油膜轴承中的油膜的挤压效应对于冲击载荷的承受能力，使得油膜轴承能很好地承受冲击载荷。 16系列轴承 16系列轴承 使用部位摩根图号轴承类型制造型号备注 二齿轮增速机A 162250 成对球轴承MRC 7334D1B 二齿轮及三轴高速增速机B 162250 滚子轴承MCS-140-160 三轴增速机及锥箱长轴C 162250 成对球轴承MRC 7226D10E CA 162250 球轴承MRC 7226D11S 三轴增速机D 162250 滚子轴承MRC-128-107 DA 162250 滚子轴承MRC-128-108 锥箱长轴E 162250 成对球轴承MRC 7224D10E F 162250 滚子轴承U-1024-EMR-305 从动轴及锥箱长轴G 162250 滚子轴承MRC MR126KC10 滚子轴承U-1026-EMR-103 从动轴GA 162250 滚子轴承MRC MR126KC11 GB 162250 滚子轴承MRC MR126KC9 GO 162250 滚子轴承MRC R126KC9 GD 162250 滚子轴承MRC R126KC7 GE 162250 滚子轴承MRC R126KC8 从动轴及惰轴H 162250 滚子轴承MRC MR312C4 HA 162250 滚子轴承MRC MR312C4 HB 162250 滚子轴承MRC R3122011 HC 162250 滚子轴承U-1211-EMR-107 HD 162250 滚子轴承MRC MR215C5 HE 162250 滚子轴承MRC MR210KC1 HF 162250 滚子轴承MRC MR211C3 HG 162250 滚子轴承MRC MR319C2 HH 162250 滚子轴承MRC R312C12 HJ 162250 滚子轴承MRC MR212C6
1 滑动轴承的工程分析 下面是径向动压滑动轴承的一组计算公式。 1.最小油膜厚度h min h min =C-e=C(1－ε)=r ψ(1－ε) （1） 式中C=R －r ——半径间隙，R 轴承孔半径；r 轴颈半径； ε=e/C ——偏心率；e 为偏心距； ψ=C/r ——相对间隙，常取ψ=(0.6-1)×10-3(v)1/4 ， v 为轴颈表面的线速（m/s ） 设计时，最小油膜厚度h min 必须满足： h min /(R z1+R z2)≥2-3 ［1］ (2) 式中R z1、R z2为轴颈和轴承的表面粗糙度。 2.轴承的特性系数（索氏系数） S=μn ／（p ψ2 ）（3） 式中μ——润滑油在轴承平均工作温度下的动力粘度（Pa ·s ）； n ——轴颈的转速（r/s ）；p ——平均压强 （N/m 2 ） 用来检验轴承能否实现液体润滑。 ε值可按下面简化式求解。 A ε2 +E ε+C=0 （4） 其中A=2.31(B/d)-2 ,E=－(2.052A ＋1), C=1＋1.052A －6.4088S. 上式中d ——轴径的直径（m ）；B ——轴承的宽度（m ） 通常ε选在0.5-0.95之间，超出0-1间的值，均非ε的解［1］ 。 3．轴承的温升 油的平均温度t m 必须加以控制，否则，润滑油的粘度会降低，从而破坏轴承的液体润滑。 油的温升为进出油的温度差，计算式为： ) 5()(v K vBd Q c f p T S ψπψρψ += ? 式中 f —摩擦系数；c —润滑油的比热，通常取1680-2100 J/kg ℃；ρ—润滑油的密 度，通常取850-900kg/m 3；Q —耗油量(m 3 /s)，通常为承载区内流出的端泄量；K S —为轴承体 的散热系数［1,2］ 上式中的（f/ψ）、（Q/ψνBd ）值，如ε=0.5-0.95可按 f/ψ=0.15＋1.92 (1.119－ε)［1＋2.31 ( B/d )-2 (1.052－ε)］ （6） Q/ψνBd=ε(0.95-0.844ε)/[(B/d)-2+2.34-2.31ε] ［2］ （7） 求解，上式中的B ，d 的单位均为m ，p 的单位为N/m 2 ，ν为油的运动粘度，单位为m/s. 轴承中油的平均温度应控制在 t m =t 1+△T/2≤75℃ （8） 其中t 1为进油温度；t m 为平均温度 2 径向动压滑动轴承稳健设计实例 设计过程中可供选择的参数及容差较多，在选用最佳方案时，必须考虑各种因素的影响 和交互作用。如参数B 、轴颈与轴瓦的配合公差、润滑油的粘度的变化对油膜温升及承载能
摩根油膜轴承使用维护培训教材 发布日期：[2006-6-29] 共阅[2505]次目录 第一章概述 第二章油膜轴承的组装与使用 第三章油膜轴承的维护 第四章油膜轴承的润滑 第五章参考图以及资料
说明：本教材仅供参考和掌握基本知识使用，部分内容并不全面，如有疑问，请致电摩根油膜轴承（上海）有限公司，摩根油膜轴承（上海）有限公司拥有对于本教材内容的全部解释权利。 第一章概述 一、油膜轴承原理及摩根油膜轴承的历史
二、摩根油膜轴承的构造 三、摩根油膜轴承的型号含义 四、摩根油膜轴承的特性 一、油膜轴承原理及摩根油膜轴承的历史 、油膜轴承工作原理 油膜轴承又称液体摩擦轴承，它是利用液体润滑在锥套与衬套间形成一个完整的压力油膜，分离两个工作表面，而不发生直接的金属接触，达到液体摩擦状态。它被广泛地应用与轧机轴承中，按其油膜形成的条件，可分为动压油膜轴承，静压油膜轴承和动静压油膜轴承。 目前多数轧机使用的为动压或动静压油膜轴承，它是基于粘滞流体动压效应（也称为楔形效应）：当把油从楔形的大间隙带入小间隙时，油液受到挤压，而液体本身是不可压缩的，于是就产生抗力实现承载。而应用于轴承中，由于轴比轴承小，只要轴与轴承不同心，就存在不相等的间隙，只要轴转动，就能带动轴颈附近的油顺转动方向运动，从而把油带入收敛的楔形间隙内，实现油膜轴承的正常工作。而静压油膜轴承的工作原理是基于液体的静压效应，在轴承的工作区开设油腔，并通入压力油，将轴抬起。动静压油膜轴承是在动压轴承的承载区域内开设很小的压力油腔，并通入高压油，即具备静压和动压双重效应，具备两者的特点。 1．2、油膜形成的条件
油膜轴承的故障机理与诊断 油膜轴承因其承载性能好，工作稳定可靠、工作寿命长等优点，在各种机械、各个行业中都得到了广泛的应用，对油膜轴承故障机理的研究工作也比较广泛和深入。 一、油膜轴承的工作原理 油膜轴承按其工作原理可分为静压轴承与动压轴承两类。 静压轴承是依靠润滑油在转子轴颈周围形成的静压力差与外载荷相平衡的原理进行工作的。不论轴是否旋转，轴颈始终浮在压力油中，工作时可以保证轴颈与轴承之间处于纯液体摩擦状态。因此，这类轴承具有旋转精度高、摩擦阻力小、承载能力强的特点，并且对转速的适应性和抗振性非常好。但是，静压轴承的制造工艺要求较高，还需要一套复杂的供油装置，因此，除了在一些高精度机床上应用外，其他场合使用尚少。 动压轴承油膜压力是靠轴本身旋转产生的，因此供油系统简单，设计良好的动压轴承具有很长的使用寿命，因此，很多旋转机器（例如膨胀机、压缩机、泵、电动机、发电机等）均广泛采用各类动压轴承。 在旋转机械上使用的液体动压轴承有承受径向力的径向轴承和承受轴向力的止推轴承两类，本节主要讨论径向轴承的故障机理与诊断。 在动压轴承中，轴颈与轴承孔之间有一定的间隙（一般为轴颈直径的千分之几），间隙内充满润滑油。轴颈静止时，沉在轴承的底部，如图1-1 (a )所示。当转轴开始旋转时，轴颈依靠摩擦力的作用，沿轴承内表面往上爬行，达到一定位置后，摩擦力不能支持转子重量就开始打滑，此时为半液体摩擦，如图1-1（b)所示。随着转速的继续升高，轴颈把具有黏性的润滑油带入与轴承之间的楔形间隙（油楔）中，因为楔形间隙是收敛形的，它的入口断面大于出口断面，因此在油楔中会产生一定油压，轴颈被油的压力挤向另外一侧，如图1-1（c）所示。如果带入楔形间隙内的润滑油流量是连续的，这样油液中的油压就会升高，使入口处的平均流速减小，而出口处的平均流速增大。由于油液在楔形间隙内升高的压力就是流体动压力，所以称这种轴承为动压轴承。在间隙内积聚的油层称为油膜，油膜压力可以把转子轴颈抬起，如图1-1（d)所示。当油膜压力与外载荷平衡时，轴颈就在与轴承内表面不发生接触的情况下稳定地运转，此时的轴心位置略有偏移，这就是流体动压轴承的工作原理。
稳健设计理论在液体动压滑动轴承中的应用 滑动轴承是各种传动装置中广泛采用的支承件，特别是在高速运转机械中，为了减小摩擦，提高传动效率，要求轴承与轴颈间脱离接触并具有足够的油膜厚度，以形成液体间的摩擦状态。 在滑动轴承设计中，只有当轴承尺寸、轴承载荷、相对运动速度、润滑油的粘度、轴承间隙以及表面粗糙度之间满足一定关系时，才能实现液体摩擦。任一参数取值不当，将出现非液体摩擦状态，导致液体摩擦的失效。以上参数的优化设计对轴承的使用性能及寿命有十分重要的作用。 通常，在设计中，往往对轴承的各设计参数和使用条件提出更高要求。轴承的设计参数或误差对轴承的性能的影响是非线性的，在不同的设计方案中，同样的误差程度，所产生的性能波动不尽相同。稳健设计就是找到一种设计方案，使得液体动压轴承的性能对误差不十分敏感，同时达到较宽松的加工经济精度而降低成本的目的。 本文对某液体动压滑动轴承进行稳健设计，建立相应的数学模型，并求得优化的设计方案。 1滑动轴承的工程分析 下面是径向动压滑动轴承的一组计算公式。 1.最小油膜厚度h min h min=C-e=C(1－ε)=rψ(1－ε)（1） 式中C=R－r——半径间隙，R轴承孔半径；r轴颈半径； ε=e/C——偏心率；e为偏心距； ψ=C/r——相对间隙，常取ψ=(0.6-1)×10-3(v)1/4，
v 为轴颈表面的线速（m/s ） 设计时，最小油膜厚度h min 必须满足： h min /(R z1+R z2)≥2-3［1］(2) 式中R z1、R z2为轴颈和轴承的表面粗糙度。 2.轴承的特性系数（索氏系数） S=μn ／（p ψ2）（3） 式中μ——润滑油在轴承平均工作温度下的动力粘度（Pa ·s ）； n ——轴颈的转速（r/s ）；p ——平均压强（N/m 2） 用来检验轴承能否实现液体润滑。 ε值可按下面简化式求解。 A ε2+E ε+C=0（4） 其中A=2.31(B/d)-2,E=－(2.052A ＋1),C=1＋1.052A －6.4088S. 上式中d ——轴径的直径（m ）；B ——轴承的宽度（m ） 通常ε选在0.5-0.95之间，超出0-1间的值，均非ε的解［1］。 3．轴承的温升 油的平均温度t m 必须加以控制，否则，润滑油的粘度会降低，从而破坏轴承 的液体润滑。 油的温升为进出油的温度差，计算式为： )5()(v K vBd Q c f p T S ψπψρψ +=? 式中f —摩擦系数；c —润滑油的比热，通常取1680-2100J/kg ℃；ρ—润滑油的密度，通常取850-900kg/m 3；Q —耗油量(m 3/s)，通常为承载区内流出的端泄量；K S —为轴承体的散热系数［1,2］ 上式中的（f/ψ）、（Q/ψνBd ）值，如ε=0.5-0.95可按
摩根油膜轴承使用维护培训教材 摩根油膜轴承（上海）有限公司 二OO七年五月
目录 第一章 概述 第二章 油膜轴承的组装与使用 第三章 油膜轴承的维护 第四章 油膜轴承的润滑 第五章 参考图以及资料 说明说明：：本教材仅供参考和掌握基本知识使用本教材仅供参考和掌握基本知识使用，，部分内容并不全面部分内容并不全面，，如有疑问如有疑问，，请致电摩根油膜轴承请致电摩根油膜轴承（（上海上海））有限公司有限公司，，摩根油膜轴承摩根油膜轴承（（上海上海））有限公司拥有对于本教材内容的全部解释权利对于本教材内容的全部解释权利。。
第一章 概述 一、油膜轴承原理及摩根油膜轴承的历史 二、摩根油膜轴承的构造 三、摩根油膜轴承的型号含义 四、摩根油膜轴承的特性 一、油膜轴承原理及摩根油膜轴承的历史 1.1、油膜轴承工作原理 油膜轴承又称液体摩擦轴承，它是利用液体润滑在锥套与衬套间形成一个完整的压力油膜，分离两个工作表面，而不发生直接的金属接触，达到液体摩擦状态。它被广泛地应用与轧机轴承中，按其油膜形成的条件，可分为动压油膜轴承，静压油膜轴承和动静压油膜轴承。 目前多数轧机使用的为动压或动静压油膜轴承，它是基于粘滞流体动压效应（也称为楔形效应）：当把油从楔形的大间隙带入小间隙时，油液受到挤压，而液体本身是不可压缩的，于是就产生抗力实现承载。而应用于轴承中，由于轴比轴承小，只要轴与轴承不同心，就存在不相等的间隙，只要轴转动，就能带动轴颈附近的油顺转动方向运动，从而把油带入收敛的楔形间隙内，实现油膜轴承的正常工作。而静压油膜轴承的工作原理是基于液体的静压效应，在轴承的工作区开设油腔，并通入压力油，将轴抬起。动静压油膜轴承是在动压轴承的承载区域内开设很小的压力油腔，并通入高压油，即具备静压和动压双重效应，具备两者的特点。 1．2、油膜形成的条件 1.2.1、两个工作面间必须形成楔形区域。 在油膜轴承中，锥套外表面直径与衬套的内径的差值即可得到这个楔形。 1.2.2、两个工作面必须存在一定的相对运动。
精品资料推荐 液体动压润滑径向轴承油膜压力和特性曲线 (二) HZS —I型试验台 一.实验目的 1. 观察滑动轴承液体动压油膜形成过程。 2. 掌握油膜压力、摩擦系数的测量方法。 3. 按油压分布曲线求轴承油膜的承载能力。 二.实验要求 1. 绘制轴承周向油膜压力分布曲线及承载量曲线，求出实际承载量。 2. 绘制摩擦系f与轴承特性的关系曲线。 3. 绘制轴向油膜压力分布曲线 三?液体动压润滑径向滑动轴承的工作原理 当轴颈旋转将润滑油带入轴承摩擦表面，由于油的粘性作用，当达到足够高的旋转速度 时，油就被带入轴和轴瓦配合面间的楔形间隙内而形成流体动压效应，即在承载区内的油层 中产生压力。当压力与外载荷平衡时，轴与轴瓦之间形成稳定的油膜。这时轴的中心相对轴瓦的中心处于偏心位置，轴与轴瓦之间处于液体摩擦润滑状态。因此这种轴承摩擦小，寿命 长，具有一定吸震能力。 液体动压润滑油膜形成过程及油膜压力分布形状如图8-1所示。 滑动轴承的摩擦系数f是重要的设计参数之一，它的大小与润滑油的粘度(Pas)、轴的转速n (r/min)和轴承压力p (MPi)有关，令 n P (7) 式中：一轴承特性数 观察滑动轴承形成液体动压润滑的过程，摩擦系数f随轴承特性数的变化如图8-2所示。 图中相应于f值最低点的轴承特性数c称为临界特性数，且c以右为液体摩擦润滑区， c以左为非液体摩擦润滑区，轴与轴瓦之间为边界润滑并有局部金属接触。因此f值随减小而急剧增加。不同的轴颈和轴瓦材料、加工情况、轴承相对间隙等，f—曲线不同，c 也随之不同。 四.HZS-1型试验台结构和工作原理 1?传动装置 如图8-7所示，被试验的轴承2和轴1支承于滚动轴承3上，由调速电机6通过V带5 带动变速箱4，从而驱动轴1逆时针旋转并可获得不同的转速。
滑动轴承油膜特性分析及实验研究 滑动轴承具有承载能力高、使用寿命长、加工维护方便等优点,因而被广泛应用于大型旋转机械中。其油膜静力特性及动力特性影响转子系统的运动稳定性,直接决定整个设备能否安全稳定运行。 本文通过理论分析计算与实验相结合的方式,对滑动轴承油膜特性进行研究。为了得到油膜特性实验数据,本文设计了满足实验要求的滑动轴承试验台。 利用三维绘图软件,对试验台的主轴及轴瓦等结构部分进行三维模型设计, 并利用该软件对设计进行校核验证。通过理论计算,设计了满足实验要求的供油系统、加载系统及测试系统。 较传统滑动轴承试验台,本文设计的试验台具有浮动加载及多测点数据采集的优点,使轴承运动状态与实际运行状态更吻合且可以分析油膜轴向和周向上压力的变化情况。根据所设计的滑动轴承试验台,建立与之对应的轴承间隙结构模型。 在滑动轴承流动特性理论及经典Reynolds方程基础上,利用软件模拟对模 型进行数值计算,得到了不同运行条件下的油膜压力分布,并对各因素对滑动轴 承油膜压力的影响进行分析。同时,也对滑动轴承油膜动力特性进行数值计算, 并将宽径比、间隙比和载荷对滑动轴承动力特性的影响进行分析。 最后利用搭建的滑动轴承试验台进行滑动轴承油膜静力特性实验,并将实验数据与理论模拟计算的结果进行对比分析。通过理论与实验研究发现,油膜压力随载荷的增大而增大,增大速率则逐渐减小,在实验范围内,油膜压力的稳定性随载荷的增大更加稳定;且随着实验载荷的增大,理论计算模型得到的模拟压力分 布与实验数据更加贴近,模型所忽略的影响因素对压力分布的影响逐渐减小。
随着转速升高,油膜压力有所降低,下降速率随转速增大而减小,相较中间转速(临界速度附近)条件在较低转速及高转速条件下,油膜稳定性更好。实验条件下的相对偏心距与偏位角的变化趋势也与模拟得到的变化趋势一致,反映出数值计算的可靠性与试验台设计的科学性。
工作行为规范系列 轧机油膜轴承技术的说明（标准、完整、实用、可修改）
编号：FS-QG-51338轧机油膜轴承技术的说明 Description of rolling mill oil film bearing technology 说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。 中国轧机油膜轴承技术摘要：渗碳淬火件磨削裂纹形成的原因和防止措施精密加工和超精密加工的发展趋势和技术前沿激光焊接的防侧撞横梁提高安全性能什么是数据库营销？数控车床操作步骤(下)PDM―企业信息化的又一利器拉簧计算公式混粉电火花加工技术在粗加工中的应用研究龙门式加工中心和镗铣床的发展新型线性电机及其在直线运动系统中应用低压电器可靠性概况及其发展21/4Cr-1Mo 厚壁乙烯裂解炉管焊接工艺金刚石砂轮攻关项目通过鉴定E2S4000-MB型机械压力机振动传播及现场实测走近孔加工的挑战鲁南机床创新产品填补国内空白ActiveX技术在刀具CAD中的应用在普通电火花成形机上加工斜齿轮模具型腔可转位普通刀片偏差规定冲模高速走丝线切割加工中夹丝的防止措施技术轴承轧机运行测量我国主要系统制造密封中
国轧机油膜轴承技术独立自主自力更生方针指导发展起来回顾总结研究中国轧机油膜轴承技术认识促进发展中国轧机油膜轴承技术是有益处轧机油膜轴承技术系统工程技术也是领域综合性工程技术发展速度形成配套能力一个侧面反映中国工业发展速度达到水平. 中国轧机油膜轴承技术，是在“独立自主，自力更生”方针指导下发展起来的。回顾总结、研究中国轧机油膜轴承技术，对于认识、促进、发展中国轧机油膜轴承技术是有益处的。 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
液体动压润滑径向轴承油膜压力和特性曲线 （二）HZS—Ⅰ型试验台 一. 实验目的 1. 观察滑动轴承液体动压油膜形成过程。 2. 掌握油膜压力、摩擦系数的测量方法。 3. 按油压分布曲线求轴承油膜的承载能力。 二. 实验要求 1. 绘制轴承周向油膜压力分布曲线及承载量曲线，求出实际承载量。 2. 绘制摩擦系f 与轴承特性λ的关系曲线。 3. 绘制轴向油膜压力分布曲线 三.液体动压润滑径向滑动轴承的工作原理 当轴颈旋转将润滑油带入轴承摩擦表面，由于油的粘性作用，当达到足够高的旋转速度时，油就被带入轴和轴瓦配合面间的楔形间隙内而形成流体动压效应，即在承载区内的油层中产生压力。当压力与外载荷平衡时，轴与轴瓦之间形成稳定的油膜。这时轴的中心相对轴瓦的中心处于偏心位置，轴与轴瓦之间处于液体摩擦润滑状态。因此这种轴承摩擦小，寿命长，具有一定吸震能力。 液体动压润滑油膜形成过程及油膜压力分布形状如图8-1所示。 滑动轴承的摩擦系数f是重要的设计参数之一，它的大小与润滑油的粘度η (Pa?s)、轴的转速n (r/min)和轴承压力p (MP a)有关，令 （7） 式中：λ—轴承特性数 观察滑动轴承形成液体动压润滑的过程，摩擦系数f随轴承特性数λ的变化如图8-2所示。图中相应于f值最低点的轴承特性数λc称为临界特性数，且λc以右为液体摩擦润滑区，λc以左为非液体摩擦润滑区，轴与轴瓦之间为边界润滑并有局部金属接触。因此f值随λ减小而急剧增加。不同的轴颈和轴瓦材料、加工情况、轴承相对间隙等，f—λ曲线不同，λc 也随之不同。 四.HZS—I型试验台结构和工作原理 1.传动装置 如图8-7所示，被试验的轴承2和轴1支承于滚动轴承3上，由调速电机6通过V带5带动变速箱4，从而驱动轴1逆时针旋转并可获得不同的转速。
轧机油膜轴承的使用及维护 现代轧机的主要特征是大型、高速、重载、连续、自动，现代大型轧机特别是具有板型、板厚自动控制的大型板、带材连轧机大都采用油膜轴承，应用在轧机上作为工作辊轴承或支承辊轴承的称做轧机油膜轴承，这类轴承基本上属于低速重载、中速中载或重载轴承。随着八钢板带系统冷轧、热轧、中厚板项目的陆续建设投产，板材轧机油膜轴承在八钢逐步得到应用，油膜轴承的使用维护成为影响辊系装配使用质量和保证轧线稳定顺行的一项重要环节，由于使用时间较短，现场工作人员对使用维护规范等缺乏了解。 油膜轴承主要由锥套、衬套、止推轴承部分、密封系统、锁紧系统等部分组成。油膜轴承有很多特点：承载能力大，抗冲击能力强；使用寿命长；速度范围宽；结构尺寸小；摩擦系数低。 1.油膜轴承的使用 以八钢公司板材连轧机使用的一种单止推拉杆装配、螺环机械锁紧的动-静压油膜轴承为例，介绍油膜轴承的组装及使用维护、注意事项。 （l）单止推装拉杆形式是在同一轧辊上装配的两个轴承座是不同的，一侧油膜轴承是带止推的轴承，而另一侧则是不带止推轴承的，两轴承座之间靠拉杆固定。带止推轴承的，是将轴承箱与轧辊固定，即轧辊与轴承箱在轧辊的轴向不发生移动。不带止推的轴承，即轧辊与轴承箱没有轴向约束，当轧辊受外界作用，比如受力、受冷、受热等作用而发生轴向长度变化时，锥套与衬套产生轴向相对位移。由于止推轴承的轴承箱与轧机牌坊相连，故当轧辊轴承受轴向力时，完全由止推轴承承受。 （2）油膜轴承座组装时，首先轴承座、油膜轴承锥套、衬套和辅助配件清洗，清洗时不得使用刮刀及磨料。利用翻转机将清洗后的轴承座翻转，使轴承座孔垂直，辊外侧（相对于辊身侧而言）开口向上。 （3）检查和清洁衬套，使用内径、外径千分尺检测衬套内外径尺寸，并做好记录，选择将要使用的承载区域，使用堵头将衬套非承载区域的静压油口堵塞，用洁净的压缩空气吹扫承载区域静压油路，并安装阻尼器和静压弯头，弯头应该与中心线平行。 （4）将轴承座内孔和衬套外径面涂抹润滑油，涂抹用油使用润滑系统同牌号油品。在起吊设备的辅助下，衬套的凸缘处有锥度孔与衬套吊装螺栓配合使用，进行衬套的吊装。安装过程中，须慢速、小心下降衬套使其装入轴承座，确认所选择的衬套承载区域与轴承座承载区域一致，同时在下降过程中旋转衬套，使衬套上的锁定孔与轴承座上的衬套锁定孔方相一致，装入密封及锁定销并固定到位。 （5）将静压软管、快换接头、连接接头及密封预先装配好，然后将静压软管穿过轴承座上的开孔，其一端与衬套静压弯头连接。快换接头安装后，必须低于轴承座表面1/8。 （6）检查锥套，将衬套的内表面和锥套的外表面涂抹润滑油，涂抹用油使用润滑系统同牌号油液。在锥套内安装锥套提升杆。锥套与衬套之间的间隙非常小，必须十分精细的安装。通常的安装方法是在将锥套装入衬套孔的过程中间断性地下降锥套，并测量从轴承座到锥套边部的周向四点，调整起重设备使四点测量值相同，然后将锥套缓慢落放到安装位置。当锥套装入衬套约一半时，旋转锥套使键槽在轴承座的水平中心线上方。 （7）将锥套压环涂抹润滑油并安装到锥套圆柱孔的位置，确认锥套环上的键安装到位和锥套环边部卡入锥套孔内。 （8）将止推轴承盒支撑在木垫块上并确认木垫块未接触内孔。将止推轴承盒内孔清洁和润滑涂油后，放入轴承座内。将止推轴承一外圈清洁和润滑涂油，并装入轴承盒孔内，对安装位置进行适当调整，双列圆锥滚子组清洁和润滑涂油后装入止推轴承盒内，注意使轴承外圈
滑动轴承油膜压力分析与测量探究 本文使用滑动轴承测试台，运用PVDF压电薄膜传感器，测定油膜的各个点的压力分布情况，观察油膜形成的动态过程，并在坐标系上绘出其摩擦特效的曲线，从而获取径向的油膜在给点的压力数值，得出所对应的滑动轴承上的载荷数值。同时，阐述了具体的滑动轴承油膜压力测量与计算过程。滑动轴承；油膜压力；测量 通常我们在滑动轴承油膜压力的分布计算中，会根据已知的一些参数，如油膜粘度值、偏心率、轴颈转速值、供油压力值等数据，在理论计算的基础上，使用仿真软件进行计算即可。但是在实际中，这种计算方法存在着较大的误差，甚至有可能会出现一些运算结果同实际运行不符的状况，将高分子材料PVDF应用于滑动轴承动态油膜压力测量中，可以获得更加精确测量的试验数据，反应实际情况。 滑动轴承测试台概述 进行滑动轴承油膜压力测试的平台，如图1所示，除去T型基座包括的操控板、电动机、三角皮带、螺旋加载杆、传感器支撑板、主轴、主轴瓦以及主轴箱等一般装置外，还包括了弧形零件、激振器、力传感器、压电薄膜传感器。其中，电机拖动了轴的旋转，且轴承上安装了螺旋加载杆来提供作用力；滑动轴承装有力传感器，其作用主要是测量油膜的压力分布曲线和相关数据信息。传感器使用PVDF压电薄膜，PVDF作为各向异性材料，其压电特性决定了电荷响应方向，一般为三个方向，长度、宽度和厚度，主要的用力方向在厚度上。加载外力作用于PVDF薄膜时，表面的上下可以产生极性相反且大小相等的电荷。 在本文中使用的PVDF压电薄膜传感器厚度为28μm，测量面积1.5×1 cm2，在传感器的尾端，采用了压接端子的电荷输出，使得传感器安放在轴承内，仍能保证油膜的形成。测试原理上，可以通过简单的流程展示： 信号发生器→功率放大器→激振器→实验台→力传感器/压电薄膜传感器 →数据采集→计算机 在测试台的操纵板上，可以检测轴承的转速和载荷情况，加载载荷不同，测试台承受的压力值也会不一样，因此压力传感器会检测到不同的数据，根据传感器传回的数据所绘制的曲线形状由此发生不同变化。另一方面，径向的滑动轴承会根据轴承特性的系数变化而改变自身的摩擦因数，二者之间成正比例关系。 工作人员可通过测试台上的信号灯显示状态来判断滑动轴承的摩擦状态，当信号灯很亮的时候，轴承并没有转动；而当轴承开始低速转动时，会看到信号灯闪烁，出现忽亮忽暗的情况，这是由于润滑油进入了轴承的轴与轴瓦之间，让缝隙之间的摩擦减小。但是润滑油的油膜并不厚，在轴与轴瓦间还会有很微小的不
油膜轴承润滑系统 一、概述 油膜轴承亦称液体摩擦轴承和理想滑动轴承，是现代化轧机关键核心部件之一。随着科学技术的不断发展，用户对轧制产品的质量要求越来越高，尤其对薄板精度要求更是苛刻，轧制速度也趋增快，如高速线材已超过100m/s级。因油膜轴承具有承载能力大(比滚动轴承大3倍以上)、使用寿命长(理论寿命为10～15年)、速度范围宽、抗冲击能力强等特点，因此在轧制行业的应用越来越广，同时对与之相配套的油膜轴承稀油润滑系统提出了更高的要求。 因油膜轴承是利用流体的动压润滑原理，即靠轴与轴承元件的相对运动，借助于润滑油的粘性和油在轴承副中的楔型间隙形成的流体动压作用，而形成承载油膜的轴承，因此油品、油质、温度、压力对其油膜的形成是非常重要的，油膜轴承润滑系统必须能对油质、油温、油压进行全面、准确的控制。 而原始的稀油润滑站对油质、压力、温度及其它方面的控制方式已无法满足这种快速发展的需要。 随着科学技术的发展，润滑元件及控制元件正在不断的更新换代，各种先进的控制方式也不断的出现, 近几年在为2800粗轧机油膜轴承润滑系统、3500中厚板轧机油膜轴承润滑系统、1780热轧带钢精轧机油膜轴承润滑系统等设备中应用了很多新技术和先进的控制方式，解决了轧机油膜轴承对润滑的要求，满足了日趋苛刻的工况条件。适应了钢铁企业高速、重载、自动化、大型化和高产的需要。 二、工作原理与结构特点 1、油品清洁度控制 采用各种措施防止铁屑、杂质、空气、泡沫、水分进入系统，并保证油品精度。
2 、系统油温的控制 一般采用闭环控制，控制精度高。 3 、系统工作压力的控制 一般采用闭环控制，控制精度高。 4、事故保险 保证系统在紧急停机的过程中不会因润滑系统供油不足而损坏主机的油膜轴承。 5、电气控制系统 配有全套测控仪表和电控柜，运行中连锁控制、出故障自动报警可确保润滑系统安全、连续、自动可靠地运行。
油膜轴承使用时的注意事项 油膜轴承安装合格后方能装机使用。 运转前必须保证进、回油路及整个润滑系统油路通畅，整个供油系统各元件应保证可靠，润滑系统应按规定的油品、油温、油压向油膜轴承供给足够流量的润滑油。 凡与润滑系统有关系的事项必须严格按照油膜轴承润滑系统的有关规范执行。轧机短时停机，供油系统不停。长期停机则应先停机再停止供油。轧机停机4小时以内，重新开机必须空运转5-10分钟，停车时间超过4小时，运转前必须先向油膜轴承供油，一般不少于30分钟，以保证进出油温达到一致后，方能进行正常轧制。 润滑系统应设有油温、油压、缺油等事故信号（报警装置），并与主轧机连锁，确保设备的安全运行。 在轧制操作中严禁零速咬钢，带钢压下、轧制黑钢和低转速大压下等违章作业。使用中辊颈不应漏油渗水，一经发现应及时处理。 油膜轴承组件在轧辊上卸下后应检查辊颈密封和水封使用情况，如有异常杂应及时更换，同时应检查轴承座的油腔，如发现腔内有沉积巴氏合金或橡胶沫时，应将其全部拆卸，进行清洗检查。 由于磨辊需要拆下油膜轴承组件时，如无异常，内部零件可不必拆卸。 油膜轴承的进油压力应保持在0.1MPa±0.02MPa范围内,进油温度保持40℃±2℃，回油温度不得高于65℃油膜轴承工作区域的平均温度不得高于75℃。 油膜轴承的衬套使用时建议定期旋转180°，更换使用衬套的两个工作面。 轧辊辊颈上卸下的油膜轴承不许长久存放在车间内，应尽快装到辊颈上。避免尘污进入轴承。同时，进油孔，回油孔必须拧好丝堵。 轴承使用过程中必须保存有记录卡，详细记载轴承的工作时间，表面情况，修理情况。尤其象锥套，衬套，轴承座等关键零件。 维护和机组人员必须经常检查供油油压和油温情况，了解回油油温及轴承漏油进水现象等。
油膜轴承常见失效形式及控制措施 油膜轴承工作时有一层完整的承载压力油膜, 理论上不会发生磨损, 但实际上, 轴承在启变速阶 段或者是低速运转速度轧制力过大的情况下, 都不能达到理想的润滑状态, 而是处于一种半液体摩擦状态, 导致锥套与衬套互相摩擦, 引起巴氏合金磨损塑性流动甚至剥落, 如果不加以控制, 将使油膜轴承烧毁另外, 如果油膜轴承密封失效, 使外界油泥氧化铁皮冷却水等将进人轴承内部, 污染润滑汕, 并锈蚀衬锥套, 也将使汕膜无法良好形成导致油膜轴承失效如果有较大颗粒的杂质侵人,卡在衬锥套之间,则会划伤衬锥套, 甚至导致油膜轴承烧毁常用的避免油膜轴承失效的措施有: (1)定期(一般为l年)清洗轴承衬锥套, 对于明显的微小缺陷进行修磨处理, 用小于300 # 的金相砂纸及细油石进行修磨 (2) 定期(一般为1年)测量衬锥套尺寸, 控制其变形量和相对配合间隙 (3)控制支撑辊轴承座底部弧形自位块磨损状况, 配合面压延及裂纹区控制在总长度的21% 内, 使轴承载荷不发生偏斜 (4) 定期更换磨损的油封和水封, 保证轴承运行时具有良好的密封油封和水封要选择专业生产厂家产品, 长期稳定使用, 尽量避免随意更换厂家油封更换时间一般为4一5个月, 水封一般为3个月, 如果有特殊情况, 可根据实际适当缩短油封和水封的更换周期 (5)实时监控润滑油压力(1.8一24.Bra)及温度, 有报警及时检查处理 (6)轧钢操作时要注意对油膜轴承的影响, 如轧钢前保证巧分钟左右的油膜轴承空转时间, 这样既可以使油膜厚度保持稳定, 还可以消除轧制规格厚度误差;另外, 在下支撑辊垫板更换和轧钢压下操作时要保证操作侧和传动侧轴承的水平度(高度偏差), 避免两侧油膜轴承偏载损坏轴承。
工作行为规范系列 中国轧机油膜轴承的操作 规程说明 （标准、完整、实用、可修改）
编号：FS-QG-50178中国轧机油膜轴承的操作规程说明Instructions for the operating rules of oil film bearings in Chinese rolling mills 说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。 中国轧机油膜轴承技术摘要：渗碳淬火件磨削裂纹形成的原因和防止措施精密加工和超精密加工的发展趋势和技术前沿激光焊接的防侧撞横梁提高安全性能什么是数据库营销？数控车床操作步骤(下)PDM―企业信息化的又一利器拉簧计算公式混粉电火花加工技术在粗加工中的应用研究龙门式加工中心和镗铣床的发展新型线性电机及其在直线运动系统中应用低压电器可靠性概况及其发展21/4Cr-1Mo 厚壁乙烯裂解炉管焊接工艺金刚石砂轮攻关项目通过鉴定E2S4000-MB型机械压力机振动传播及现场实测走近孔加工的挑战鲁南机床创新产品填补国内空白ActiveX技术在刀具CAD中的应用在普通电火花成形机上加工斜齿轮模具型腔可转位普通刀片偏差规定冲模高速走丝线切割加工中夹丝的
防止措施技术轴承轧机运行测量我国主要系统制造密封中国轧机油膜轴承技术独立自主自力更生方针指导发展起来回顾总结研究中国轧机油膜轴承技术认识促进发展中国轧机油膜轴承技术是有益处轧机油膜轴承技术系统工程技术也是领域综合性工程技术发展速度形成配套能力一个侧面反映中国工业发展速度达到水平. 中国轧机油膜轴承技术，是在“独立自主，自力更生”方针指导下发展起来的。回顾总结、研究中国轧机油膜轴承技术，对于认识、促进、发展中国轧机油膜轴承技术是有益处的。 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。