[科普中国]-静压油膜轴承

液体静压轴承，即在轴承的两个滑动表面之间输入足以平衡轧制力及轧辊自重的高压油，靠油的静压力使辊颈在轴承中浮起，实现液体摩擦。

简介液体静压轴承，即在轴承两个滑动表面之间输入足以平衡轧制力及轧辊自重的高压油，靠油的静压力使辊颈在轴承中浮起，无论何时均能实现液体摩擦。因为动压轴承的摩擦条件只有在一定转速条件下才能形成，启动之前不允许大负荷，而且其油膜厚度随轧制速度的变化而变化，直接对轧制精度有影响。故实际生产中若轧机存在经常启动制动和正反转时，就不易保持液体摩擦状态，而液体静压轴承克服了以上缺点。

工作原理轧机静压轴承多采用四个油腔。如图所示的是600冷轧机支承辊所用的静压油膜轴承的工作原理图。在轴瓦的内表面周围布置着四个油腔1、2、3、4。受载方向的大油腔1为主油腔，上面的小油腔3为副油腔，左右两侧还有两个面积相等的侧油腔2、4。用油泵将压力油经两滑阀节流器A和B送入油腔。油腔1和3中的压力由滑阀A控制；油腔2和4的压力由滑阀B控制滑阀和滑体周围的间隙起节流作用。当轧辊未受径向载荷时，从各油腔进入轴承的压力油将轧辊浮在中央,即辊颈周围的间隙相等。各油腔的液体阻力和节流阻力也都相等。两滑阀在两端弹簧力的作用下均处于中间位置，即滑阀两边的节流长度相等，其值为lc，而当轧辊承受向下的径向载荷P时，辊颈即沿载荷P方向向下移动，其中心相对轴承中心的偏移量为e，使主油腔1处的间隙减小，油压p1升高，上面的油腔3处间隙增大，油压p3降低，使在上下油腔之间形成压力差值为Δp= p1一p3。它的作用是阻止辊颈向下运动，并企图迫使它回到原来的位置。这个压力差值Δp反馈作用在滑阀A的左端，迫使滑阀A向右移动一个距离x，使左边的节流长度减小到lc-x，节流阻力减小，而使右边的节流长度增大到lc+x，节流阻力增大，从而使流人主油腔1的油量增加，流人到副油腔3的油量减小。结果使压力差Δp进一步增大，直到与外载荷平衡，并使辊颈中心的偏移量e减小达到一个新的平衡位置为止。如果轴承和滑阀的参数选择适当，则完全有可能使辊颈恢复到受载荷前的位置，使辊颈处于稳定状态，即轴承具有最大的刚度。静压轴承这个特性对提高轧制精度是十分有利的。这是采用反馈滑阀节流器的结果。

结构静压轴承的结构如图所示。在承受径向载荷的轴瓦衬套5的内表面上，沿轴向布置双列油腔，中间用一回油槽分隔开，成为独立的油腔。设计成双列的目的是使轴承具有自位的能力。在辊颈外套简外侧装有一个固定块3和两个止推块2、4组成的止推轴承。用来承受正反两个方向的轴向力，每根支承辊只在换辊端设有止推轴承。轴瓦套筒和止推块用螺母1进行轴向固定。为了轴承能够自动调位，下支承辊轴承座的下部设有弧面自位垫板11，上支承辊轴承座和压下螺丝之间设有球面垫。1

特点静压油膜轴承具有承载能力大、寿命长、刚性高，适于各种转速和载荷条件的要求；此外，可降低对轴承衬材料的加工制作要求。但由于需要可靠的高压液压系统及相应的保护装置，造价较高。

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学