[发明专利]油膜轴承的轴瓦及其应用

说明书

本发明涉及用于旋转支承轧机辊颈的轴颈表面的这类油膜轴承的改进及其应用。

在典型的油膜轴承轧机应用方面，如图1和2中多少用图解描绘的那样，轧辊10有一颈部12，颈部12如所示那样可能是锥形的，或者可能是圆柱形的。轴套14用一个或或几个键13安装在颈部12处，可以转动。轴套的外部构成了辊颈的轴颈表面16，轴瓦18有一包围并旋转支承轴颈面16的内轴承面20。轴瓦装于并固定于轧辊轴承座22内。轴承座适于被支承在轧机机座内（未示出），并在外侧端被一端板24和罩26封闭。封闭组件28装在轧辊和轴承座22的内侧端之间。密封组件起到将润滑油保持在轴承内，同时又防止润滑油和内轴承组件被冷却水、轧屑等污染的作用。

在轧机正常运转期间，当轧辊按图2中箭头所示方向以适于全负荷液压动力运转的速度旋转时，一般连续的润滑油流经轴承座内的通道29、轴承内的输油孔30被输送到轴承面20上的重镗孔32。从这里，润滑油进入轴承面20和旋转轴颈面16之间的缝隙而在轴承负荷区“Z”形成一种液压动力保持油膜34，负荷区处于被施加到轧辊上的负荷区“L”的相反侧。

润滑油终究要从轴颈面16和轴承面20之间轴向泄出，并盛在内外侧盛油槽36，38内。润滑油在回到轴承之前，从这里经滤清器、冷却装置等（未示出）进行再循环。

如果轴颈面16的旋转速度、负荷L和润滑油的粘度均保持在设计极限内，那么轴承会继续满意地工作，有足够的油膜34液压动力保持在负荷区Z。然而，如果这些参数中的一个处于低于设计下限，那么液压动力保持的油膜可能损坏或毁坏，导致轴颈16和轴承面20之间金属和金属的接触。若出现这一情况，所产生的摩擦力会很快引起轴承故障。

因此，自轧机起动的零转到满意的液压动力运转的设计下限，必须通过不同于上述液压动力技术的手段在负荷区Z形成并保持油膜34。为此，附带参照图3-5，在现有技术的传统轴承组件中，在负荷区Z处的轴承表面20上设置多个液压静力油槽40是公知的。油槽40经通道42的网络系统被连接到一个正排量、等容高压润滑泵44上。

正如从轴瓦内部很快看到的，传统的现有技术结构的油槽40通常为矩形。油槽的二端为倾斜薄边，如在46处那样，而底48和侧壁50是相互垂直的，从而构成了尖的底角52。侧壁50垂直于轴承面20，从而构成尖的顶缘。

就这种结构而言，由于滑滑油从各油槽40涌出，以液压静力方式形成油膜34，因此，当它强制轴向流入尖缘53和轴承面20之间遭受了极大的阻力，从而经受了明显的压力降。最后结果是，为了在油膜34内保持给定的油压，在油槽40内必须保持相当高的油压。这又意味着泵44更艰苦地工作，而整个润滑系统必须被设计成以更高的压力来工作。

还可以看到，自各油槽40的倾斜薄边二端46处沿周围涌出的润滑油遇到和通过尖缘53轴向涌出的润滑油所遇到的阻力相比相当小的阻力。这样在损失轴向流量的情况下促进了周围流量，这又对整个负荷区的润滑油压力场有不利的影响。所述润滑油压力场支承负荷区的负荷。

传统设计的另一缺点是在底角52处有高度应力集中，这能产生裂纹并造成轴承故障。而且，在尖缘53处流动截面的突然变化引起较高的流动速度，这又加速金属冲蚀。

因此，本发明的目的是要提供一种具有新的和改进了的液压静力油槽结构的轴瓦，它或者避免或者起码大大减少和现有技术相关的一些问题。

本发明的又一目的在于提供一种上述轴瓦在油膜轴承组件中的应用方法，它能改善润滑油在整个负荷区的分布。

本发明的技术方案是在US-A-3，761，149基础上的改进。该文件公开了一种用于旋转支承轧机辊颈的轴颈面这类油膜轴承组件中的轴瓦，所述轴瓦包括：

具有适于包围所述轴颈面的内圆柱轴承面的薄壁;

穿过所述薄壁用于将压力液体润滑剂输送到所述轴承面和所述轴颈面之间的负荷区的输油道装置;以及

在负荷区内的上述轴承面上的至少一条液压凹槽，该凹槽有一条沿垂直于轴瓦纵轴线方向延伸的长轴和一条沿平行于轴瓦纵轴线方向延伸的短轴，所述凹槽跟所述输油装置连通以便盛容被输入的压力润滑剂、并以分隔所述轴颈面和所述轴承面的润滑剂膜形成将它分布到所述负荷区。

本发明改进之处在于，所述凹槽由双曲旋转面和轴承面的交界所确定的连续周缘所界定，该凹槽的深度由上述周缘处的零值逐渐加大至凹槽中心处的最大值。

本发明的轴瓦在油膜轴承组件中应用的特征在于，所述轴承可旋转地支承着一个轧机辊颈的轴颈面。