郭溪泉，李樹(shù)青

(1.太原重型機(jī)械集團(tuán)有限公司，山西 太原 030024;2.太原重工股份有限公司技術(shù)中心，山西 太原 030024)

0 前言

現(xiàn)代大型板(中厚、特厚、寬厚板)軋機(jī)和板帶材(冷、熱)連軋機(jī)支承輥的回轉(zhuǎn)支承的油膜軸承至今仍是業(yè)主的首選，但在上個(gè)世紀(jì)末、本世紀(jì)初有個(gè)別的冷連軋機(jī)支承輥采用滾動(dòng)軸承;這與自上個(gè)世紀(jì)60年代起大型板帶材軋機(jī)支承輥都無(wú)一例外地采用油膜軸承相比，無(wú)疑是發(fā)生了令人矚目的變化。

本文對(duì)軋機(jī)油膜軸承的歷史和現(xiàn)狀做了介紹，對(duì)現(xiàn)有的油膜軸承進(jìn)行了分析，提出了改進(jìn)措施。

1 現(xiàn)代大型板帶材軋機(jī)油膜軸承的歷史與現(xiàn)狀

現(xiàn)代大型板帶材軋機(jī)油膜軸承是軋制設(shè)備與軋制工藝實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的一個(gè)重要的、基礎(chǔ)性的組成部分。它有曾經(jīng)輝煌過(guò)的歷史，也有正在經(jīng)歷著嚴(yán)峻考驗(yàn)的當(dāng)今。

1.1 油膜軸承的發(fā)展歷程

如所周知，大型板帶材軋機(jī)油膜軸承，大約在上個(gè)世紀(jì)50年代末期時(shí)興，60年代擴(kuò)展，70、80年代盛行，直至90年代;在幾乎近半個(gè)世紀(jì)里，對(duì)于軋機(jī)支承輥的回轉(zhuǎn)支承，油膜軸承可謂一統(tǒng)“天下”，在軋機(jī)上是否裝備油膜軸承成了軋機(jī)裝機(jī)水平的一個(gè)重要標(biāo)志。

滾動(dòng)軸承和油膜軸承都可以勝任軋輥的回轉(zhuǎn)支承，其動(dòng)力消耗、速度范圍、低速操作性能等都無(wú)大差異。但是油膜軸承與滾動(dòng)軸承比較，優(yōu)勢(shì)會(huì)更大些。從結(jié)構(gòu)講，油膜軸承比滾動(dòng)軸承少滾動(dòng)體，尺寸小，可以在軸承箱上布置平衡裝置、彎輥裝置等;從承載能力講，在軋輥直徑相同的情況下，油膜軸承尺寸范圍φ180 mm～φ1 000 mm時(shí)的承載能力是相應(yīng)可采用的滾動(dòng)軸承的2.52～7.3倍;從抗沖擊能力講，油膜軸承本身就有擠壓效應(yīng)(承載力)，而滾動(dòng)軸承受力時(shí)只有在承載區(qū)域內(nèi)的滾動(dòng)體受力，且不均勻，有一個(gè)滾動(dòng)體受力是最大的，而當(dāng)徑向正游隙時(shí)，承載滾子的個(gè)數(shù)會(huì)很有限，最大受力滾動(dòng)體的受力會(huì)更大，滾子容易碎，故抗沖擊能力差;從軸承燒毀的風(fēng)險(xiǎn)看，油膜軸承的減磨面是巴氏合金，而且用潤(rùn)滑油冷卻，軸承工作時(shí)的平均溫度一般不高于65℃，而滾動(dòng)軸承需采用油霧潤(rùn)滑或油氣潤(rùn)滑，軸承產(chǎn)生的熱不能以對(duì)流形式散掉，主要靠軸承箱及軋輥的輻射散熱，頗受環(huán)境條件的制約，其最高溫度將超過(guò)100℃;從疲勞壽命看，油膜軸承是同形滑動(dòng)副，且流體動(dòng)壓力分布較為平緩;而滾動(dòng)軸承的疲勞壽命主要取決于兩個(gè)方面:一是滾動(dòng)體，工作時(shí)有一個(gè)滾子受力最大;二是外套圈，外套圈滾道的最大受力位置固定不變，而每一個(gè)滾動(dòng)體通過(guò)時(shí)，便是一次應(yīng)力循環(huán);從制造的復(fù)雜度與使用的可靠性看，對(duì)于承受重載荷、沖擊載荷的滾動(dòng)軸承，其內(nèi)、外套圈的配合表面、滾道面，滾動(dòng)體及保持架的制造精度、材料及熱處理等的要求都是非常嚴(yán)格的。

1.2 油膜軸承的現(xiàn)狀

上世紀(jì)50、60年代，世界軋制行業(yè)在實(shí)踐的比較中選擇了油膜軸承，很快就成就了軋機(jī)支承輥油膜軸承的“一統(tǒng)天下”。1976年，我國(guó)引進(jìn)了第一批1 700 mm熱、冷連軋機(jī);熱連軋機(jī)支承輥采用動(dòng)壓油膜軸承，冷連軋機(jī)支承輥采用靜－動(dòng)壓油膜軸承;自此，這種配置已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)的潛規(guī)則。

然而，上個(gè)世紀(jì)末，有的鋼鐵公司在新上的冷連軋機(jī)支承輥的軸承上不再選用油膜軸承而選用滾動(dòng)軸承，也有的鋼鐵公司在購(gòu)進(jìn)的二手設(shè)備上將油膜軸承改為滾動(dòng)軸承，出現(xiàn)了歷史的反復(fù)。主要原因是油膜軸承項(xiàng)目建造的首次投資大(主要是潤(rùn)滑系統(tǒng)龐大，油庫(kù)建造面積大)，超出項(xiàng)目的預(yù)算限額;運(yùn)行成本也較高(主要是循環(huán)潤(rùn)滑油量大，動(dòng)力及油的消耗也大);還顧慮漏油會(huì)污染軋板。

但軋機(jī)油膜軸承的技術(shù)支撐日漸乏力，美國(guó)摩根公司的摩戈伊爾軸承(MORGOIL oil film bearings)曾引領(lǐng)了軋機(jī)油膜軸承技術(shù)，上個(gè)世紀(jì)的70年代鼎盛，80年代處于慣性維持，到了90年代開(kāi)始下滑，日見(jiàn)頹勢(shì);從目前所收集到的資料顯示，這三個(gè)年代摩根公司本部申報(bào)并獲授權(quán)的專(zhuān)利數(shù)之比分別為11∶7∶1。

本世紀(jì)初美國(guó)的摩根公司已將摩戈伊爾軸承的品牌和產(chǎn)品全部賣(mài)掉，“世界的軋機(jī)油膜軸承技術(shù)中心”也隨之消失了。在當(dāng)今的世界上，缺少真正有能力、肯投入搞大型軋機(jī)油膜軸承關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的單位，而按傳統(tǒng)圖紙和技術(shù)制造產(chǎn)品的廠家卻越來(lái)越多了。軋機(jī)油膜軸承的出路在于智力、財(cái)力的積極投入和關(guān)鍵技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新。只要不斷地開(kāi)發(fā)自身優(yōu)勢(shì)，革除弊端，吸納綜合，創(chuàng)新發(fā)展，定會(huì)推進(jìn)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品再創(chuàng)新。

2 軋機(jī)油膜軸承關(guān)鍵技術(shù)的集成創(chuàng)新

軋機(jī)油膜軸承包含兩部分:一部分是工作部分，即油膜軸承;另一部分是保障部分，即潤(rùn)滑系統(tǒng);就總體而言，油膜軸承的設(shè)計(jì)，就是尋求這兩部分參數(shù)的合理匹配;這兩部分各自形成一個(gè)完整的獨(dú)立的工作系統(tǒng)，這兩部分沒(méi)有主輔，是相輔相成，相得益彰的。

對(duì)于軋機(jī)油膜軸承整體技術(shù)的發(fā)展，半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)的改進(jìn)與創(chuàng)新(包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)改進(jìn)和重大技術(shù)創(chuàng)新——專(zhuān)利技術(shù)的應(yīng)用)，都沒(méi)有從根本上觸及兩個(gè)方面:油膜軸承襯套和潤(rùn)滑系統(tǒng)。本文提出的“集成創(chuàng)新”就是這兩個(gè)方面的分別功能開(kāi)發(fā)、且相互密切配合(匹配)而達(dá)到一個(gè)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的成效顯著的綜合效果。

2.1 油膜軸承襯套的功能開(kāi)發(fā)［2］

軋機(jī)油膜軸承的主要受力件有兩件:錐套和襯套。從以前的設(shè)計(jì)改進(jìn)或已獲授權(quán)專(zhuān)利技術(shù)的應(yīng)用，可以追溯到上個(gè)世紀(jì)40年代，用在錐套上的不少，諸如內(nèi)柱面改為錐面、長(zhǎng)鍵改成短鍵再改成無(wú)鍵、厚壁改成薄壁、潤(rùn)滑油槽改成主副槽形式、材料及熱處理等，而襯套除了開(kāi)設(shè)靜壓油腔(是油膜軸承從純動(dòng)壓潤(rùn)滑變?yōu)殪o-動(dòng)壓潤(rùn)滑的需要)外沒(méi)有創(chuàng)新意義的變化(襯套的鋼背由鍛造改為焊接，實(shí)質(zhì)是代用);而襯套恰恰是最重要的受力零件，又是易損件，是油膜軸承運(yùn)行成本的主要部分;同時(shí)，它的工作部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)又體現(xiàn)軸承內(nèi)的潤(rùn)滑方式。

眾所周知，摩戈伊爾等所有品牌的板帶材軋機(jī)油膜軸承，其襯套至今仍是兩個(gè)工作面，其張角均為120°，對(duì)稱(chēng)布置，一個(gè)工作，一個(gè)待用;在兩個(gè)工作面都失效之后，該襯套即告失效(整件報(bào)廢)。除了兩個(gè)工作面外，還有兩個(gè)動(dòng)壓供油油腔，每個(gè)張角60°，對(duì)稱(chēng)布置;其作用是將潤(rùn)滑油沿軸向均勻地布施。

理論分析與數(shù)值計(jì)算表明:按現(xiàn)有的襯套結(jié)構(gòu)，當(dāng)軸承工作時(shí)的偏心率ε=0.85～0.99時(shí)，其軸承工作面包角(實(shí)際承載區(qū)域的張角):α=90.3°～70.5°(半索莫菲爾德邊界條件)或α=99.8°～72.1°(雷諾邊界條件)，即理論包角α≤100°。顯然，當(dāng)前襯套設(shè)計(jì)中存在著軸承能力開(kāi)發(fā)不充分的問(wèn)題。針對(duì)當(dāng)前的問(wèn)題，本“集成創(chuàng)新”將兩個(gè)動(dòng)壓供油油腔變窄，每個(gè)油腔的張角均減至10°左右，但不會(huì)降低供油功能;而每個(gè)工作面的張角皆為110°左右(這個(gè)角度，比原來(lái)值減少了8.33%，而比理論值富余了10%);這個(gè)張角，遠(yuǎn)大于軸承工作時(shí)由幾何邊界到物理邊界——油膜破裂處的實(shí)際工作區(qū)域張角，動(dòng)壓承載區(qū)域足夠，動(dòng)壓承載能力不減;而對(duì)于靜－動(dòng)壓油膜軸承，其靜壓油腔的大小、形狀、布置及供油壓力等均可維持不變，靜壓承載能力也不變;由此，一個(gè)“創(chuàng)新型襯套”——具有三個(gè)同等能力工作面的軋機(jī)油膜軸承襯套專(zhuān)利［2］誕生了;本“創(chuàng)新型襯套”在保持原襯套承載能力不變的情況下，實(shí)現(xiàn)了由兩個(gè)工作面變成了三個(gè)工作面;使襯套的用壽命延長(zhǎng)了50%。

2.2 油膜軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)的功能開(kāi)發(fā)

2.2.1 優(yōu)化動(dòng)壓供油系統(tǒng)

優(yōu)化動(dòng)壓供油系統(tǒng)就是利用回油的較高溫度進(jìn)行25μm級(jí)的過(guò)濾、油水分離，并設(shè)置在線監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，對(duì)潤(rùn)滑油的物理性能(粘度等)、化學(xué)性質(zhì)(酸性等)及添加劑的消耗、清潔度等進(jìn)行檢測(cè)，再在油箱中做進(jìn)一步的性能恢復(fù);不必過(guò)分依賴(lài)備用油箱的長(zhǎng)時(shí)間高溫沉淀。在潤(rùn)滑油的輸送過(guò)程中，提高過(guò)濾精度，達(dá)到10μm級(jí)。

2.2.2 差溫式配送

由于板帶材軋機(jī)油膜軸承只需要自身散熱即可維持熱平衡，其中93%是以潤(rùn)滑油對(duì)流散熱的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，則把“潤(rùn)滑”與“冷卻”分開(kāi)。“潤(rùn)滑”的供油溫度是為保證向軸承內(nèi)供給潤(rùn)滑油的粘度符合設(shè)計(jì)要求來(lái)設(shè)定的;“冷卻”的供油溫度是按軸承內(nèi)工作的平均油溫保持在設(shè)定的范圍內(nèi)來(lái)動(dòng)態(tài)控制的，即軸承的潤(rùn)滑系統(tǒng)實(shí)施差溫式配送。

2.2.3 差壓式配送

潤(rùn)滑系統(tǒng)的差壓式配送，其實(shí)質(zhì)是“差異式流量配送”;它不僅體現(xiàn)在兩套供油子系統(tǒng)的壓力控制，同時(shí)，也體現(xiàn)在同一子系統(tǒng)在軋制的不同階段的壓力控制。

2.3 襯套與潤(rùn)滑系統(tǒng)功能開(kāi)發(fā)的集成

襯套與潤(rùn)滑系統(tǒng)的功能開(kāi)發(fā)是獨(dú)立進(jìn)行的。同時(shí)，兩者的開(kāi)發(fā)又是聯(lián)合設(shè)計(jì)、緊密相關(guān)的，再進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的運(yùn)用與融合，便又發(fā)揮出另一番的整體功效。

2.3.1 襯套的每個(gè)工作面都分設(shè)潤(rùn)滑與冷卻油腔

眾所周知，軋機(jī)油膜軸承潤(rùn)滑油的功能有潤(rùn)滑和冷卻;油膜軸承的散熱有93%是靠潤(rùn)滑油的對(duì)流散熱來(lái)完成的。

對(duì)于大型板材軋機(jī)油膜軸承，在襯套的兩側(cè)挖出油腔，采用由軸承的兩側(cè)供給動(dòng)壓潤(rùn)滑油。對(duì)于板帶材連軋機(jī)，動(dòng)壓潤(rùn)滑油在軸承內(nèi)的提供，一般是靠在工作時(shí)卷吸側(cè)設(shè)置的油腔的油來(lái)完成的。但無(wú)論采用哪種供油方式，進(jìn)入軸承的油，總有75%以上的沒(méi)能進(jìn)入工作區(qū)域，其流經(jīng)部分非工作區(qū)域，吸收一些軸承內(nèi)的熱量，實(shí)現(xiàn)對(duì)流散熱后從襯套的兩端泄出，再在軸承箱的排油區(qū)內(nèi)進(jìn)行混油;被卷吸入軸承工作區(qū)域的潤(rùn)滑油不足25%，而這些油又在逐漸進(jìn)入流體動(dòng)壓高壓區(qū)途中陸續(xù)從兩端泄出;真正能通過(guò)工作區(qū)域全程的不足這25%的1/4～1/5，只占總供油量的5%左右。這25%是被卷吸的潤(rùn)滑油，是形成流體動(dòng)壓潤(rùn)滑的基礎(chǔ)，途中由端泄出去的油還起到了一定的散熱作用。從軸承的散熱考慮，這75%的動(dòng)壓潤(rùn)滑油也是必要的，但這部分油在軸承內(nèi)是逆著軸的轉(zhuǎn)向、朝間隙的發(fā)散方向流動(dòng)，流程較短，直接散熱效果不佳，只能起到混油降溫的作用。

為提高冷卻效果，本“集成創(chuàng)新”型襯套專(zhuān)門(mén)開(kāi)設(shè)了冷卻油腔。所謂“專(zhuān)門(mén)開(kāi)設(shè)冷卻油腔”，是指在軸承襯套內(nèi)設(shè)置動(dòng)壓潤(rùn)滑油供油油腔的同時(shí)，專(zhuān)門(mén)設(shè)置了冷卻軸承用的動(dòng)壓潤(rùn)滑油供油油腔;這個(gè)油腔的位置及供油溫度、流量等對(duì)冷卻效果是極為密切的。因此，這個(gè)油腔位置的確定原則:在不影響承載區(qū)域流體動(dòng)壓力分布的前提下，在承載區(qū)的油流出口側(cè)，最大限度地靠近動(dòng)壓承載區(qū)的物理邊界——即設(shè)置在承載油膜破裂區(qū)的起始邊界。這個(gè)區(qū)域，接近軸承的最高溫度區(qū)，而且是軸承工作時(shí)的負(fù)壓起始區(qū)(計(jì)算時(shí)視其為零壓力區(qū)，但在軸承內(nèi)潤(rùn)滑油不能完全充盈時(shí)，這里會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓)，在此區(qū)域輸入冷卻油，其冷卻效果將高出現(xiàn)行方式的數(shù)倍。

2.3.2 潤(rùn)滑系統(tǒng)的優(yōu)化及差異適配

傳統(tǒng)的觀念是潤(rùn)滑油只起潤(rùn)滑作用，對(duì)軸承的對(duì)流散熱，只是它的附帶作用，如果軸承內(nèi)溫度高，就加大潤(rùn)滑油的供應(yīng)量;因此，油膜軸承的潤(rùn)滑油量，不是按“潤(rùn)滑”的需求量，而是按“冷卻”的需求量來(lái)確定的;其結(jié)果是油膜軸承的潤(rùn)滑油量，往往很大。

遵從油膜軸承既有“潤(rùn)滑”，又有“冷卻”的雙重需求，合理地把它們的功能劃分，實(shí)施分而治制:即系統(tǒng)中設(shè)置軸承進(jìn)油壓力檢測(cè)和快速反饋裝置，進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控，確保潤(rùn)滑油的動(dòng)態(tài)恒壓輸送;在冷卻油的輸送過(guò)程中，根據(jù)油膜軸承運(yùn)行需求，實(shí)時(shí)地進(jìn)行綜合調(diào)控，保證回油溫度的動(dòng)態(tài)恒定。

(1)潤(rùn)滑、冷卻油腔與潤(rùn)滑系統(tǒng)差溫配送是合理匹配、相輔相成的。在襯套上何處開(kāi)設(shè)冷卻油腔是在明確軋機(jī)的軋制表之后，由設(shè)計(jì)計(jì)算確定，以保證往這里輸入冷卻潤(rùn)滑油效果最好，并由冷卻系統(tǒng)實(shí)施;而潤(rùn)滑油的油溫要保持恒定，需要兩條輸油管路油溫分別控制。

(2)潤(rùn)滑、冷卻油腔與潤(rùn)滑系統(tǒng)差壓配送，對(duì)于潤(rùn)滑來(lái)說(shuō)，要求滿(mǎn)足各機(jī)架(軋制速度、供油的沿程壓力損失不同)及軋制升速階段等的動(dòng)態(tài)供油需求;對(duì)于冷卻，當(dāng)視其軸承的平均油溫來(lái)進(jìn)行調(diào)控。

2.4 油膜軸承回轉(zhuǎn)密封功能的開(kāi)發(fā)［3］

當(dāng)前的大型板帶材軋機(jī)油膜軸承回轉(zhuǎn)密封效果基本滿(mǎn)足使用要求，但也有潤(rùn)滑油污染軋件的偶然事件發(fā)生。相對(duì)而言，冷連軋機(jī)的回轉(zhuǎn)密封(即稱(chēng)為“DF”式密封，亦稱(chēng)鴨蹼式密封)效果弱些，由于密封唇口處彈性壓緊力小，需要改善。

2.4.1 開(kāi)發(fā)“OK”型回轉(zhuǎn)密封

一項(xiàng)授權(quán)的專(zhuān)利——一種新型軋機(jī)油膜軸承回轉(zhuǎn)密封［3］，應(yīng)用冗余設(shè)計(jì)原則，成為一種集雙向回轉(zhuǎn)與靜止密封于一身的整體式橡膠密封環(huán)，它具有多個(gè)密封肢，與耦合件構(gòu)成“OK”形(故稱(chēng)為“OK”型密封)。它緊箍在輥頸上，隨軋輥一起轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)內(nèi)封油，對(duì)外封水、乳化液及顆粒物等，兼具回轉(zhuǎn)與靜止的雙重雙向密封功能。

對(duì)軸承內(nèi)潤(rùn)滑油的回轉(zhuǎn)密封，有三個(gè)環(huán)節(jié):第一個(gè)密封肢將油膜軸承中端泄出來(lái)的潤(rùn)滑油擋住，第二個(gè)密封肢為水平唇口式密封，第三個(gè)密封肢為豎直唇口式密封;即一道圍墻式擋住噴射的油，兩道唇口式封住飛濺的油。

對(duì)外部水與乳化液等的密封，在現(xiàn)有的橡膠水封與迷宮式密封之后，即是本密封:如同潤(rùn)滑油密封，也設(shè)置了水平唇口式密封和豎直唇口式密封兩道密封，也是在最關(guān)鍵位置設(shè)置的兩道橡膠唇口式密封。

在輥頸部分的靜止密封，采用三道雙向密封，其中最外邊的兩道是分別對(duì)油和水的彈簧拉緊式靜密封，中間的一道是密封環(huán)本體彈性壓緊式密封，確保靜密封效果。

實(shí)施上述措施，即是對(duì)板帶材軋機(jī)油膜軸承支承輥輥頸處的里外、動(dòng)靜密封施行冗余設(shè)計(jì)，提高了密封的可靠度。在密封肢的唇口處使用耐磨橡膠，延長(zhǎng)使用壽命。

2.4.2 兩側(cè)滲漏的回導(dǎo)裝置

對(duì)于板帶材連軋機(jī)油膜軸承的回轉(zhuǎn)密封，唇口處的滑動(dòng)速度可高達(dá)30 m/s以上，所以唇口處需要有一定的潤(rùn)滑，使之處于混合摩擦狀態(tài)，因而，有微量的潤(rùn)滑油滲透過(guò)去是必然的;為了做到一點(diǎn)滴油也不外漏，在最后一道密封之前設(shè)置滲漏回導(dǎo)裝置，確保潤(rùn)滑油“點(diǎn)滴不漏”。

對(duì)于水與乳化液的密封，也在水平和豎直兩道唇口式密封間設(shè)置了滲漏回導(dǎo)裝置;將最后一道水封前的滲漏導(dǎo)出，確保外部的“滴水不進(jìn)”。

2.4.3 “OK”型回轉(zhuǎn)密封與滲漏分別回導(dǎo)的聯(lián)合

“OK”型回轉(zhuǎn)密封與滲漏分別回導(dǎo)的聯(lián)合應(yīng)用，即是對(duì)軋機(jī)支承輥油膜軸承的回轉(zhuǎn)密封再次施行冗余設(shè)計(jì)，提高密封的可靠度。

3 創(chuàng)新效果的理論預(yù)期

鑒于摩戈伊爾軸承的動(dòng)壓循環(huán)潤(rùn)滑油流量大，系統(tǒng)配置復(fù)雜，油庫(kù)龐大，建造的首次投資大，運(yùn)行成本高，已成一大弊端，嚴(yán)重地影響了它的生存、發(fā)展。當(dāng)前出現(xiàn)的個(gè)別冷連軋機(jī)支承輥采用滾動(dòng)軸承，在很大程度上是軋機(jī)油膜軸承的首次投資大的問(wèn)題所致。

采用上述創(chuàng)新技術(shù)后，將有如下效果的理論預(yù)期:

3.1 潤(rùn)滑油運(yùn)行量可降低50%

應(yīng)用上述技術(shù)，循環(huán)動(dòng)壓油量可大致為:1)潤(rùn)滑油量仍然保持現(xiàn)在的實(shí)際利用水平，即為進(jìn)入軸承總量的25%;2)由于冷卻油腔位置的恰當(dāng)設(shè)置，以及向冷卻油腔供較低溫度的動(dòng)壓油，則冷卻油量可減至當(dāng)前從非工作區(qū)端泄量(即為進(jìn)入軸承總量的75%)的1/3，即減為進(jìn)入軸承總量的25%;因此，潤(rùn)滑油運(yùn)行量降低了50%。

3.2 油箱容積將減小60%

由于在系統(tǒng)上采取恢復(fù)性功能前移等措施，使?jié)櫥偷膬艋贿^(guò)分依賴(lài)備用油箱的高溫沉淀作用;合理減小理論取值，可降低油箱容積對(duì)供油系統(tǒng)流量的倍數(shù)，由現(xiàn)在的50 m3降至40 m3(即0.8倍);這樣，新油箱容積可降低至原油箱的40%(=0.5×0.8)，即減小60%，以使冷連軋的油箱由現(xiàn)在的由50 m3降至20 m3，熱連軋的油箱由現(xiàn)在的70 m3降至30 m3，初次建造成本將顯著降低。

3.3 油庫(kù)容積將降低60%

由于應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)后的油箱的容積最大可減小至原油箱的40%，若按成正比例關(guān)系計(jì)算，油庫(kù)容積可減小60%。

3.4 襯套消耗量降低50%

目前，軋機(jī)油膜軸承襯套的工作面有兩個(gè)，兩個(gè)工作面都不能工作后襯套即告失效;而本創(chuàng)新型襯套，在承載能力和使用壽命不變的情況下設(shè)計(jì)制造出三個(gè)工作面，即消耗量降低50%。

3.5 消除襯套燒毀的風(fēng)險(xiǎn)

板帶材連軋機(jī)油膜軸承轉(zhuǎn)速較高，若軸承的工作溫度控制不好，會(huì)燒毀軸承。傳統(tǒng)的方式油膜軸承的溫升是靠潤(rùn)滑油對(duì)流(占總散熱量的93%)來(lái)控制的，但潤(rùn)滑油的溫度、壓力是不能隨溫升而實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)控的，冷卻調(diào)控效果不理想;而本創(chuàng)新型襯套，專(zhuān)門(mén)設(shè)置冷卻油腔，放置在軸承工作區(qū)域溫度較高的地方，且實(shí)施差溫、差壓式供油，能有效地實(shí)時(shí)控制溫升，消除襯套燒毀的風(fēng)險(xiǎn)。

3.6 消除潤(rùn)滑油對(duì)軋材的污染

對(duì)于成品板材，特別是冷連軋板材、薄板材，是不允許油膜軸承潤(rùn)滑油污染的。本創(chuàng)新型軸承，采取了“OK”型回轉(zhuǎn)密封專(zhuān)利技術(shù)及其與滲漏分別回導(dǎo)的聯(lián)合運(yùn)用，已兩度施行冗余設(shè)計(jì)，提高了雙向密封效果，能完全消除潤(rùn)滑油對(duì)軋材的污染。

4 結(jié)束語(yǔ)

以油膜軸承襯套和OK型密封兩個(gè)專(zhuān)利技術(shù)為基礎(chǔ)的軋機(jī)油膜軸承及潤(rùn)滑系統(tǒng)的創(chuàng)新與融合，突破了軋機(jī)油膜軸承現(xiàn)存的影響其生存發(fā)展的瓶頸問(wèn)題，成為一個(gè)新型的油膜軸承及潤(rùn)滑系統(tǒng);能降低軋線的整體造價(jià)，降低軋制運(yùn)行成本，提高運(yùn)行可靠性，實(shí)現(xiàn)無(wú)污染，使軸承的能力得到全面地提升，滿(mǎn)足各種新軋制工藝的要求;適于各類(lèi)板軋機(jī)、板帶材連軋機(jī)。

(1)熱連軋粗軋:單機(jī)架 R1/R2(R1/R2/R3)，雙機(jī)架R3+R4(R4+R5);

(2)熱連軋精軋機(jī)組(F1～F7);

(3)冷連軋機(jī)組、單、雙機(jī)架平整機(jī);

(4)板材軋機(jī)(中板、厚板、特厚板、寬厚板等)。

［1］郭溪泉，李樹(shù)青.現(xiàn)代大型連軋機(jī)油膜軸承(技術(shù)與應(yīng)用)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社1998.

［2］郭溪泉，李樹(shù)青.一種板帶材軋機(jī)油膜軸承襯套［P］.CN201110117623.3.

［3］郭溪泉，李樹(shù)青.一種新型軋機(jī)油膜軸承回轉(zhuǎn)密封［P］.CN201220186187.5.

［4］郭溪泉.中國(guó)軋機(jī)油膜軸承技術(shù)的新世紀(jì)［J］.太原重型機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào)，2002(S1).

［5］郭溪泉.軋機(jī)動(dòng)壓油膜軸承的摩擦學(xué)設(shè)計(jì) 摩擦學(xué)設(shè)計(jì) 100例 (上)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1994.

［6］郭溪泉.重載油膜軸承理論計(jì)算的探討－－關(guān)于彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論的應(yīng)用［J］.起重運(yùn)輸機(jī)械，1977(4).

［7］郭溪泉.重載油膜軸承理論計(jì)算的探討－－關(guān)于彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論的應(yīng)用［J］.起重運(yùn)輸機(jī)械，1977(5).

［8］郭溪泉.重載油膜軸承理論計(jì)算的探討－－關(guān)于彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論的應(yīng)用［J］.起重運(yùn)輸機(jī)械，1977(6).

［9］劉瑩，任寶平，郭溪泉.高速重載徑向油膜軸承的溫度場(chǎng)計(jì)算與試驗(yàn)研究［J］.潤(rùn)滑與密封，1999(1).

［10］郭溪泉.潤(rùn)滑技術(shù)是企業(yè)節(jié)能降耗的關(guān)鍵要術(shù)［J］.山西機(jī)械，1994(3).