[发明专利]一种板带材轧机油膜轴承衬套

说明书

技术领域

本发明涉及大型轧机的基础部件，特别涉及一种板带材轧机支承辊的油膜轴承。

背景技术

油膜轴承，是滑动轴承的一种，但工作时，能在轴与轴承之间形成一个完整的承载油膜，将轴与轴承表面完全分开，造成纯液体摩擦。

上个世纪三十年代初，动压油膜轴承用在轧机上，收到了很好的效果；五十年代，又增加了静压，更是如虎添翼：提高了承载能力、提高了轧制精度、改善了低速下的操作性能等；再加上，经历了多次的结构完善…到了七十年代，轧机是否装备油膜轴承成了装机水平的标志。

尽管，轧机油膜轴承已经历了半个多世纪的完善，完全满足了轧制工业的需求；但是，一个关键的零件却几十年未曾触及：那就是轧机油膜轴承的衬套。

衬套，是轧机油膜轴承的直接受力件；同时，又是滑动副中的减磨耦合面——易损件；它直接关系到轧机油膜轴承工作的使用寿命、运行可靠性和运行成本。

理论分析与数值计算表明：按现有的结构形式(如图1所示)，在偏心率ε＝0.85-0.99时，其轴承工作时的包角(实际承载区域的张角)：α＝90.3°(半索莫菲尔德边界条件)或99.796°(雷诺边界条件)～α＝70.45°或72.077°，即理论包角α≤100°。

如图1、2所示，当前，大型板带材轧机油膜轴承衬套采用两个工作面，对称布置，被两个动压油腔5分开，每个动压油腔5的张角均为60°，轴承工作面6的包角(图2中的A、B弧长)α＝(360°-2*60°)/2＝120°。

图1、2中两侧的动压油腔5是沿轴向在衬套的内表面上挖(加工)出长方形的油槽，将由各润滑油进油孔4来的动压润滑油汇集起来，并沿轴向均匀地向轴承供给动压润滑油。可以看到，这两个动压油腔5张角之和，已经占到了衬套整个内表面积的1/3。被这两个动压油腔分割开的是衬套的两个工作面6，工作面的中央是两个轴向对称设置的静压油腔3，静压润滑油通过静压润滑油进油通道1和进油孔2输入静压油腔3，将轴7顶起，这就是静-动压油膜轴承。可见：现有技术的大型板带材轧机油膜轴承衬套的实际工作面为120°，也只占衬套内表面的1/3。显然，当前衬套设计中存在的问题是主、辅功能的地位倒置：其一是：板带材轧机油膜轴承衬套工作时的实际工作区域是主要功能，它的包角为120°，而动压润滑油腔只是向轴承供给动压润滑油是辅助功能，它们的包角总和竟为120°；其二是：板带材轧机油膜轴承衬套工作区域支承角度不过百度(理论包角α≤100°)，但当前的120°应略显富余，而迄今一直把两个动压润滑油腔的包角制造成120°，则实属过于铺张。

发明内容

本发明是针对现有技术存在的问题，提供一种板带材轧机油膜轴承衬套，充分发掘轴承衬套的可用潜力，使衬套的使用寿命提高50％。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种板带材轧机油膜轴承衬套，包括：沿衬套轴向设置的静压润滑油进油通道，与所述进油通道连通的静压润滑油进油孔，与所述进油孔连通、在衬套内表面加工出的静压油腔；在衬套内表面沿轴向加工出的长方形动压油腔，与所述动压油腔连通的动压润滑油进油孔，以及被所述动压油腔分割开的工作面，所述静压油腔处于工作面的中央；其特征在于：所述动压油腔为窄油腔，其周向张角α≤10°，而轴向长度不变；所述静压油腔为一对轴向对称、周向均布的三排窄油腔；所述工作面为三个，每个工作区域包角均为110°。

本发明的优点和有益效果：

本发明用于板带材轧机油膜轴承，包含动压油膜轴承和静-动压油膜轴承两部分：

1.动压油膜轴承，保持与现有的动压承载面积基本相同的、足够的动压承载面积和动压润滑功能：进油孔不变、动压油腔变窄，但润滑功能不变；实现了具有与当前轴承同等承载能力的三个工作面。

2.静-动压油膜轴承，在衬套内开设同样的静压油腔，并以静压油腔为中心，制造出(形成)三个具有相同承载能力的工作面，工作表面完整、连续，其轴承工作区域包角保持在110°；为了充分利用轴承的动压承载能力，在衬套内制造出的静压油腔为一对轴向对称的周向窄油腔，并避开流体最大动压力(分布)区；保留大片的动压承载面积。

本发明，在保证原有动压、静压承载能力的前提下，使轴承的使用寿命提高了50％。本发明适用于中板、厚板、特厚板、宽厚板及热连轧、冷连轧等各类现代大型轧机。也适用于类似要求的其他设备。

附图说明

图1是现有板带材轧机油膜轴承衬套的结构示意图(图2的B-B剖面图)；

图2是图1的A-A剖面图；

图3是本发明的结构示意图(图4的B-B剖面图)；