專(zhuān)利名稱(chēng)：一種板帶材軋機(jī)油膜軸承襯套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大型軋機(jī)的基礎(chǔ)部件，特別涉及一種板帶材軋機(jī)支承輥的油膜軸承。
背景技術(shù)：
油膜軸承，是滑動(dòng)軸承的一種，但工作時(shí)，能在軸與軸承之間形成一個(gè)完整的承載油膜，將軸與軸承表面完全分開(kāi)，造成純液體摩擦。上個(gè)世紀(jì)三十年代初，動(dòng)壓油膜軸承用在軋機(jī)上，收到了很好的效果；五十年代， 又增加了靜壓，更是如虎添翼提高了承載能力、提高了軋制精度、改善了低速下的操作性能等；再加上，經(jīng)歷了多次的結(jié)構(gòu)完善…到了七十年代，軋機(jī)是否裝備油膜軸承成了裝機(jī)水平的標(biāo)志。盡管，軋機(jī)油膜軸承已經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的完善，完全滿足了軋制工業(yè)的需求；但是，一個(gè)關(guān)鍵的零件卻幾十年未曾觸及那就是軋機(jī)油膜軸承的襯套。襯套，是軋機(jī)油膜軸承的直接受力件；同時(shí)，又是滑動(dòng)副中的減磨耦合面——易損件；它直接關(guān)系到軋機(jī)油膜軸承工作的使用壽命、運(yùn)行可靠性和運(yùn)行成本。理論分析與數(shù)值計(jì)算表明按現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)形式(如圖1所示)，在偏心率ε = 0.85-0. 99時(shí)，其軸承工作時(shí)的包角(實(shí)際承載區(qū)域的張角)α =90.3° (半索莫菲爾德邊界條件)或99. 796° (雷諾邊界條件) α = 70.45°或72. 077 °，即理論包角 α ^ 100°。如圖1、2所示，當(dāng)前，大型板帶材軋機(jī)油膜軸承襯套采用兩個(gè)工作面，對(duì)稱(chēng)布置， 被兩個(gè)動(dòng)壓油腔5分開(kāi)，每個(gè)動(dòng)壓油腔5的張角均為60°，軸承工作面6的包角(圖2中的 Α、Β 弧長(zhǎng))α = (360° -2*60° )/2 = 120°。圖1、2中兩側(cè)的動(dòng)壓油腔5是沿軸向在襯套的內(nèi)表面上挖(加工)出長(zhǎng)方形的油槽，將由各潤(rùn)滑油進(jìn)油孔4來(lái)的動(dòng)壓潤(rùn)滑油匯集起來(lái)，并沿軸向均勻地向軸承供給動(dòng)壓潤(rùn)滑油?？梢钥吹剑@兩個(gè)動(dòng)壓油腔5張角之和，已經(jīng)占到了襯套整個(gè)內(nèi)表面積的1/3。被這兩個(gè)動(dòng)壓油腔分割開(kāi)的是襯套的兩個(gè)工作面6，工作面的中央是兩個(gè)軸向?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置的靜壓油腔3，靜壓潤(rùn)滑油通過(guò)靜壓潤(rùn)滑油進(jìn)油通道1和進(jìn)油孔2輸入靜壓油腔3，將軸7頂起，這就是靜-動(dòng)壓油膜軸承?？梢?jiàn)現(xiàn)有技術(shù)的大型板帶材軋機(jī)油膜軸承襯套的實(shí)際工作面為120°，也只占襯套內(nèi)表面的1/3。顯然，當(dāng)前襯套設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題是主、輔功能的地位倒置其一是板帶材軋機(jī)油膜軸承襯套工作時(shí)的實(shí)際工作區(qū)域是主要功能，它的包角為120°，而動(dòng)壓潤(rùn)滑油腔只是向軸承供給動(dòng)壓潤(rùn)滑油是輔助功能，它們的包角總和竟為120° ；其二是板帶材軋機(jī)油膜軸承襯套工作區(qū)域支承角度不過(guò)百度(理論包角 α ^ 100° )，但當(dāng)前的120°應(yīng)略顯富余，而迄今一直把兩個(gè)動(dòng)壓潤(rùn)滑油腔的包角制造成 120°，則實(shí)屬過(guò)于鋪張。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種板帶材軋機(jī)油膜軸承襯套，充分發(fā)掘軸承襯套的可用潛力，使襯套的使用壽命提高50%。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種板帶材軋機(jī)油膜軸承襯套，包括沿襯套軸向設(shè)置的靜壓潤(rùn)滑油進(jìn)油通道，與所述進(jìn)油通道連通的靜壓潤(rùn)滑油進(jìn)油孔，與所述進(jìn)油孔連通、在襯套內(nèi)表面加工出的靜壓油腔；在襯套內(nèi)表面沿軸向加工出的長(zhǎng)方形動(dòng)壓油腔，與所述動(dòng)壓油腔連通的動(dòng)壓潤(rùn)滑油進(jìn)油孔，以及被所述動(dòng)壓油腔分割開(kāi)的工作面，所述靜壓油腔處于工作面的中央；其特征在于所述動(dòng)壓油腔為窄油腔，其周向張角α <10°，而軸向長(zhǎng)度不變；所述靜壓油腔為一對(duì)軸向?qū)ΨQ(chēng)、周向均布的三排窄油腔；所述工作面為三個(gè)，每個(gè)工作區(qū)域包角均為110°。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果本發(fā)明用于板帶材軋機(jī)油膜軸承，包含動(dòng)壓油膜軸承和靜-動(dòng)壓油膜軸承兩部分1.動(dòng)壓油膜軸承，保持與現(xiàn)有的動(dòng)壓承載面積基本相同的、足夠的動(dòng)壓承載面積和動(dòng)壓潤(rùn)滑功能進(jìn)油孔不變、動(dòng)壓油腔變窄，但潤(rùn)滑功能不變；實(shí)現(xiàn)了具有與當(dāng)前軸承同等承載能力的三個(gè)工作面。2.靜-動(dòng)壓油膜軸承，在襯套內(nèi)開(kāi)設(shè)同樣的靜壓油腔，并以靜壓油腔為中心，制造出(形成)三個(gè)具有相同承載能力的工作面，工作表面完整、連續(xù)，其軸承工作區(qū)域包角保持在110° ；為了充分利用軸承的動(dòng)壓承載能力，在襯套內(nèi)制造出的靜壓油腔為一對(duì)軸向?qū)ΨQ(chēng)的周向窄油腔，并避開(kāi)流體最大動(dòng)壓力(分布)區(qū)；保留大片的動(dòng)壓承載面積。本發(fā)明，在保證原有動(dòng)壓、靜壓承載能力的前提下，使軸承的使用壽命提高了 50%。本發(fā)明適用于中板、厚板、特厚板、寬厚板及熱連軋、冷連軋等各類(lèi)現(xiàn)代大型軋機(jī)。也適用于類(lèi)似要求的其他設(shè)備。


圖1是現(xiàn)有板帶材軋機(jī)油膜軸承襯套的結(jié)構(gòu)示意圖(圖2的B-B剖面圖)；圖2是圖1的A-A剖面圖；圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(圖4的B-B剖面圖)；圖4是圖3的A-A剖面圖(單機(jī)架可逆軋機(jī)油膜軸承襯套)；圖5是圖3的另一種A-A剖面圖(多機(jī)架連續(xù)軋機(jī)油膜軸承襯套)。下面結(jié)合附圖通過(guò)較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式如圖3、4、5所示，一種大型板帶材軋機(jī)油膜軸承襯套，包括沿襯套軸向設(shè)置的靜壓潤(rùn)滑油進(jìn)油通道1，與所述進(jìn)油通道1連通的靜壓潤(rùn)滑油進(jìn)油孔2，與所述進(jìn)油孔2連通、 在襯套內(nèi)表面加工出的靜壓油腔3 ；在襯套內(nèi)表面沿軸向加工出的長(zhǎng)方形動(dòng)壓油腔5，與所述動(dòng)壓油腔5連通的動(dòng)壓潤(rùn)滑油進(jìn)油孔4，以及被所述動(dòng)壓油腔5分割開(kāi)的是工作面6。所述動(dòng)壓油腔5為軸向長(zhǎng)方形的窄油腔，其張角α <10°，所述靜壓油腔3為一對(duì)軸向?qū)ΨQ(chēng)、周向均布的三排窄油腔，居于工作面6的中央；所述工作面6為三個(gè)，工作區(qū)域包角均為 110°。本發(fā)明的實(shí)施措施
1.減小動(dòng)壓油腔的寬度，動(dòng)壓供油能力不變?nèi)鐖D1所示，現(xiàn)有板帶材軋機(jī)油膜軸承襯套動(dòng)壓油腔5的寬度，即張角α =60°， 作用僅僅是聚攏并向軸承內(nèi)布施潤(rùn)滑油；如圖3、4、5所示，本發(fā)明減小動(dòng)壓油腔的寬度，使張角α ^ 10°，保證供油的原功能不減。2.動(dòng)壓承載能力保持不變?nèi)鐖D3、4、5所示，本發(fā)明把每個(gè)動(dòng)壓油腔的張角控制在α <10°，則每個(gè)工作區(qū)域的實(shí)際寬度，即張角α = (360° -30° )/3 = 110°，按上述的數(shù)值計(jì)算結(jié)果，軸承工作時(shí)的理論包角α ^ 100°，故動(dòng)壓承載能力仍然保持不變。3.靜壓承載能力保持不變?nèi)鐖D3、4、5所示，靜壓油腔3的結(jié)構(gòu)及分布，包括尺寸、數(shù)量、位置以及靜壓潤(rùn)滑油進(jìn)油通道2、靜壓進(jìn)油孔1與現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)保持不變。本發(fā)明在襯套的內(nèi)表面挖出三排油腔，每排兩個(gè)(軸向?qū)ΨQ(chēng)、周向均布)；工作時(shí)，向主油腔輸入由計(jì)算確定的壓力和流量的靜壓潤(rùn)滑油，使其完全可以憑借靜壓效應(yīng)單獨(dú)承擔(dān)外載。靜壓油腔3、靜壓潤(rùn)滑油通道1及進(jìn)油孔2與現(xiàn)有技術(shù)的保持不變，即靜壓承載能力不減。4.針對(duì)不同類(lèi)型軋機(jī)的不同工況，工作區(qū)域的布置也相應(yīng)變化4. 1單機(jī)架可逆軋機(jī)油膜軸承襯套工作表面的布置如圖4所示，三個(gè)工作面6是完全相同，且每個(gè)都是關(guān)于靜壓油腔周向?qū)ΨQ(chēng)的；4. 2多機(jī)架連軋機(jī)油膜軸承襯套工作表面的布置如圖5所示，三個(gè)工作面6也是完全相同的，但每個(gè)工作區(qū)域的周向布置是不同的圖5是工作位置圖，襯套側(cè)下方的兩個(gè)動(dòng)壓油腔之間是工作區(qū)域，最下方是靜壓油腔3 ；顯然，靜壓油腔3右側(cè)工作區(qū)域的實(shí)際寬度(在去掉動(dòng)壓油腔的一半寬度后)大些，其張角約=6(^+(^-5%而左側(cè)的張角小些，其張角約=60°- -5°;這是由于最小油膜厚度之后的物理邊界(油膜破裂)比幾何邊界來(lái)得早。圖5所示的襯套工作表面構(gòu)造，適用于軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。5.本發(fā)明具有三個(gè)與現(xiàn)有軸承同等工作能力的工作面，且可以調(diào)換使用，因此，使用壽命是現(xiàn)有技術(shù)的1.5倍。6.本發(fā)明，軸承襯套的滑動(dòng)面，采用多層金屬集優(yōu)式結(jié)構(gòu)，能更好地適應(yīng)現(xiàn)代軋機(jī)不斷強(qiáng)化的軋制工藝和各種新環(huán)境的要求。采取如上措施，可實(shí)現(xiàn)板帶材軋機(jī)支承輥油膜軸承在承載能力不變的情況下，使用壽命提高50%。
權(quán)利要求
1. 一種板帶材軋機(jī)油膜軸承襯套，包括沿襯套軸向設(shè)置的靜壓潤(rùn)滑油進(jìn)油通道(1)， 與所述進(jìn)油通道(1)連通的靜壓潤(rùn)滑油進(jìn)油孔O)，與所述進(jìn)油孔( 連通、在襯套內(nèi)表面加工出的靜壓油腔(3)；在襯套內(nèi)表面沿軸向加工出的長(zhǎng)方形動(dòng)壓油腔(5)，與所述動(dòng)壓油腔(5)連通的動(dòng)壓潤(rùn)滑油進(jìn)油孔G)，以及被所述動(dòng)壓油腔(5)分割開(kāi)的工作面(6)，所述靜壓油腔(3)處于工作面(6)的中央；其特征在于所述動(dòng)壓油腔(5)為窄油腔，其周向張角α < 10°，而軸向長(zhǎng)度不變；所述靜壓油腔(3)為一對(duì)軸向?qū)ΨQ(chēng)、周向均布的三排窄油腔；所述工作面(6)為三個(gè)，每個(gè)工作區(qū)域包角均為110°。
全文摘要
一種板帶材軋機(jī)油膜軸承襯套，涉及軋機(jī)支承輥的油膜軸承。本發(fā)明解決如何提高現(xiàn)有板帶材軋機(jī)油膜軸承使用壽命的問(wèn)題。本發(fā)明包括沿襯套軸向設(shè)置的靜壓潤(rùn)滑油進(jìn)油通道，與所述進(jìn)油通道連通的靜壓潤(rùn)滑油進(jìn)油孔，與進(jìn)油孔連通、在襯套內(nèi)表面加工出的靜壓油腔；在襯套內(nèi)表面沿軸向加工出的動(dòng)壓油腔，與動(dòng)壓油腔連通的動(dòng)壓潤(rùn)滑油進(jìn)油孔，以及被動(dòng)壓油腔分割開(kāi)的是工作面，所述動(dòng)壓油腔為周向窄油腔，其張角α≤10°，所述靜壓油腔為一對(duì)軸向?qū)ΨQ(chēng)、周向均布的三排窄油腔，所述工作面為三個(gè)，工作區(qū)域包角為110°。本發(fā)明適用于中板、厚板、特厚板、寬厚板及熱連軋、冷連軋等各類(lèi)現(xiàn)代大型軋機(jī)。
文檔編號(hào)B21B31/07GK102274859SQ20111011762
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者吳國(guó)華, 李樹(shù)青, 肖永剛, 郭愈, 郭李婷, 郭李艷, 郭溪泉 申請(qǐng)人:郭溪泉