热连轧油膜轴承设备优化改进方法

热连轧油膜轴承设备优化改进方法

高俊

瓦房店轴承集团有限责任公司      辽宁大连       116300

摘要：油膜轴承，也称为液体摩擦轴承，是一种高精密的滑动轴承，普遍用于现代冷热带钢连轧机的支撑辊上。通过对热连轧油膜轴承设备在实际应用过程中出现的轴承失效情况进行分析，提出了具有针对性的热连轧油膜轴承设备优化改进方法，为提高设备运行效率以及延长油膜轴承使用寿命发挥了重要作用。

关键词：油膜轴承；设备优化；改进方法

油膜轴承在运行过程中，轴颈和衬套被一层油膜完全隔离开，使金属脱离接触，出现纯液体摩擦。油膜轴承能够在高达25MPa的压力下处于液体摩擦状态，摩擦该系数范围能够控制在0.001至0.008之间。在实际应用过程中体现出了低摩擦系数和承载能力大以及强度高和工作效率高的优势，有效地满足高精度精密轧件的制造要求。

一、热连轧油膜轴承设备存在的问题分析

（一）水封易产生漏点

首先，热连轧机组的实际工作环境较为恶劣，轧机的支撑辊在运行过程中存有大量的冷却水，支承辊两端油膜轴承的密封装置对性能要求较高。油膜轴承密封分为静态密封和旋转密封。旋转密封采用脚密封和密封盖子、铝环组件、水封等结构部分构成。水封所使用的材料为丁腈橡胶，这也是密封装置较为薄弱环节，也是设备处于长期外露部分。由于此部分在整个密封的最外侧，且长时间浸泡在轧机的冷却水中，如果出现密封失效的情况。轧机的冷却水和氧化皮将瞬间进入油膜轴承。其次，支撑滚柱的端面磨损，导致出现凹槽。水封的密封唇压在支撑辊的端面上，两者相对旋转。随着时间的推移，支撑辊的端面将被磨成粗糙的凹槽，这反过来又会加剧水封的磨损。根据现场统计，托辊使用寿命在中后期，当滚筒直径减小三分之一时，支撑滚筒端面的磨损槽出现严重的磨损。在这种情况下，即使将密封件及时的更换，水封唇的压缩量也会出现严重不足的情况，密封性能也会减弱或者失效。

（二）轴承失去润滑效果

由于水封故障和润滑系统冷却器发生故障，出现大量冷却水和氧化铁皮快速的进入到油膜轴承的润滑系统当中，致使润滑油的附着程度降低，油乳化，并侵蚀锥形套筒工作表面上的轴承，内衬的内表面和外表面会产生氧化层和严重的锈点。锥套的工作表面需要确保粗糙度达到0.01-O.05，如镜面精度要求。如果发生锈蚀，锈蚀的发展速度会加快，进而被腐蚀的表面迅速膨胀，工作表面光滑度指数严重失效，一旦衬里腐蚀损坏巴氏合金，则无法继续使用。

（三）弧形板质量问题造成油膜轴承边缘磨损

边缘磨损通常出现在靠近辊体的油膜轴承一侧轴承区域边缘，主要由于轴承的自动定位性能较差。轧机支承辊轴承座底部设置有弯曲板，以确保轴承能够在滚柱轴的垂直平面内旋转。在持续工作一段时间后，曲面被压入狭窄平面，导致油膜轴承边缘出现了严重磨损。

二、热连轧油膜轴承设备优化改进方法

（一）增设水封防护系统

保护性水封的设计和安装。通过对设备现场运转情况来看，水封损坏情况基本上出现在下支撑辊上部，约60%。通过分析对水封的结构和工作环境开展深入分析，在改进设计方案中增加了一套保护水封装置，这样可以有效的减少冷却水与水封之间的接触。将钢带紧紧地夹在密封盖的外壁位置上，并将其安装在下支承辊轴承座上，在防护水封装置安装并启用后，有效的发挥出了导流保护的作用，实现了良好的保护效果。保护水封装置的生产成本较低，钢带夹和半圆保护水封都具有伸缩弹性，对安装精度要求不高，且具有维护简单的优势。

此外，还需要做好支承辊端面修复工作。支撑辊端面如果出现了磨损严重的情况，需要及时修理，端面上的凹槽需要通过焊接进行修复。焊接后，必须将其打磨平整，以获得光滑的表面，确保水封唇与轧辊端面之间的正确接触与压缩。在设备组装过程中，还需要将轧辊

端面连接到水封上，并将润滑脂进行均匀涂抹，从而创造良好的润滑效果。

（二）改进润滑系统

油膜轴承润滑油要求的含水量范围应小于2%。如果润滑油中的含水量大于2%，会严重破坏油膜的形成，同时还会引起轴承的腐蚀。因此，有必要在使用前排除油中的水分，由此增加了GzL-300L/min型号的大功率净油器，有效的提升了系统的脱水净化能力。并且对板式冷却器实施了检修与维护，避免了冷却水进入油中另外，还增加流量以实现降低轴承温度的目的，适当增大最高转速油膜轴承进油口节流孔的大小，改善润滑油流量在油膜轴承中的分布，将轴承温升控制在预期温度范围内。

（三）优化改进弧形板接触精度

对机器上的零部件施加硬度，并使用模板测量曲面的几何精度，启动机器前，彻底清洁曲板并均匀涂抹润滑脂，有效防止生锈。检查离线辊曲面板的表面，如果发现有凹痕或裂纹等情况，或者曲面的线接触变为平面接触，应及时更换。

（四）增加透气孔

为了更好的解决轴承座存在负压的情况，对两个通风孔进行了改造，通过开孔将轴承座内外连接起来，形成了一种结构形式。第一个缺点是原管接头的通风路径太短，尤其是在恶劣的工作条件下，下辊水量较多，水可能从通风孔溅到轴承座中。为了防止水从通风孔进入，将通风孔设计改造为“长象鼻”结构，以防止水从通风孔中进入。

结束语：

通过对热连轧油膜轴承设备出现失效问题的分析，提出了具体的技术改进方法。优化了油膜轴承的磨损状况，有效延长了油膜轴承的使用寿命。在新型保护水封装置安装应用后，可分离氧化皮和冷却水，保护水封，大大改善水封的工作条件，解决了进水问题，使水封的更换周期延长。通过对支承辊端面磨损槽的修复，解决了水封压唇的异常磨损问题。另外，在设备装配过程中，将碎屑彻底清除，清洁度控制符合要求，油膜轴承磨损程度降低，轴承寿命延长。使用大功率净油器后，润滑系统的含水量控制在正常指标范围，油膜轴承受到腐蚀几率降低。安装通风孔后，回油畅通无阻，避免了透视盖由于损坏出现进水的情况，提高了轧机设备的制造精度，为设备的安全稳定运行提供了可靠的保障。

参考文献：

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