中國軋機(jī)油膜軸承技術(shù)，是在“獨(dú)立自主，自力更生”方針 指導(dǎo)下發(fā)展起來的?；仡櫩偨Y(jié)、研究中國軋機(jī)油膜軸承技術(shù)，對于認(rèn)識、促進(jìn)、發(fā)展中國軋機(jī)油膜軸承技術(shù)是有益處的。 軋機(jī)油膜軸承技術(shù)，是個系統(tǒng)工程技術(shù)，同時，也是個多學(xué) 科領(lǐng)域的綜合性工程技術(shù)，它的發(fā)展速度和所形成的配套能力，從 一個側(cè)面反映了中國工業(yè)的發(fā)展速度與所達(dá)到的水平。茲從運(yùn)行技術(shù)、 制造技術(shù)、測試技術(shù)、理論研究、產(chǎn)品開發(fā)、成套能力等幾個主要方面進(jìn)行簡要的論述。 1. 運(yùn)行技術(shù)，包括軋機(jī)油膜軸承零部件的儲放、清洗、安裝、調(diào)試、運(yùn)轉(zhuǎn)、維修、診斷、管理等一整套知識與技能。運(yùn)行技術(shù)的正確運(yùn)用，是軸承安全運(yùn)行的可靠保證。 50年代初期，我國只有鞍鋼冷軋廠的可逆軋機(jī)裝備了油膜軸承。其運(yùn)行管理，完全按照蘇聯(lián)的有關(guān)規(guī)程進(jìn)行。傳統(tǒng)工藝，軋制壓力不大，軋速也低，潤滑系統(tǒng)也很簡單，運(yùn)行技術(shù)水平也相對較低。但在實際運(yùn)行中，有關(guān)管理、技術(shù)人員和操作工人的工 作都十分認(rèn)真，嚴(yán)格按規(guī)程辦，積累了使用、維護(hù)經(jīng)驗。但由于缺乏對軸承工作原理的深入了解，一些不太合理的規(guī)程卻一直沿襲了幾乎兩個年代，比如，軸承部件裝好之后，要做35N／cm2的打壓試驗，如果漏油，即調(diào)緊回轉(zhuǎn)密封，直至不漏為止。可是，經(jīng)過這樣一個試壓調(diào)整之后，使用起來效果并不好，而且，密封件 的壽命也短。這種密封是帶骨架的“J”型密封，是靠唇口密封的， 試壓調(diào)緊之后，就不再是唇口密封了，而是一種死死抱住回轉(zhuǎn)表面的帶狀密封。但畢竟瑕不掩瑜，軋機(jī)油膜軸承的成功運(yùn)行，還是從這里開始的。 60—70年代初，我國自行裝備的軋機(jī)油膜軸承投入運(yùn)行，以舞陽鋼鐵公司4200mm特厚板軋機(jī)的φ1300mm軋輥油膜軸承、 φ300mm機(jī)架輥油膜軸承和本溪鋼鐵公司φ1700mm熱連軋機(jī)支承輥φ1100mm油膜軸承為代表的一批新軸承投入運(yùn)行，前者是單機(jī)架軋機(jī)，后者是多機(jī)架連軋機(jī)。多家多機(jī)架軋機(jī)油膜軸承的投入運(yùn)行，使我國軋機(jī)油膜軸承運(yùn)行技術(shù)得以普及和提高。在管理方面，有了一支專業(yè)化的技術(shù)人員和技術(shù)工人隊伍，有專用的工作場地，油膜軸承工作間實行封閉，油膜軸承維修人員、潤滑人員都有明確的崗位職責(zé)和操作規(guī)程，分工日益精細(xì)，管理更趨科學(xué)、規(guī)范。由于軸承結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和潤滑系統(tǒng)的更新，在軸承安裝調(diào)試和潤滑系統(tǒng)的維護(hù)操作上，都比50年代有了很大的進(jìn)步，加之連軋機(jī)油膜軸承的成功使用，使運(yùn)行技術(shù)向現(xiàn)代水平又靠近了一步。 70～80年代，在我國相繼成套引進(jìn)武漢鋼鐵公司的1700mm熱、冷板材連軋機(jī)和上海寶山鋼鐵總廠的2050mm及2030mm 熱、冷板材連軋機(jī)的同時，也隨之成套引進(jìn)了摩戈伊爾(MORGOIL)軸承和麥斯塔(MESTA)軸承，其主要運(yùn)行人員，包括技術(shù)人員、技術(shù)工人都進(jìn)行了崗位培訓(xùn)，而在設(shè)備投產(chǎn)之后，又確保了軸承的連續(xù)、安全運(yùn)行，這就標(biāo)志著我國軋機(jī)油膜軸承運(yùn)行技術(shù)，已經(jīng)接近當(dāng)時的世界水平。 進(jìn)入90年代以來，又成套地引進(jìn)了軋機(jī)和軋機(jī)油膜軸承——主要是摩戈伊爾軸承，而更多的是在買進(jìn)二手軋鋼設(shè)備時，又帶進(jìn)了油膜軸承，其主要類型也是摩戈伊爾軸承。這樣，在一些主要類型的軋機(jī)上，比如線材軋機(jī)、單機(jī)架可逆軋機(jī)、半連軋機(jī)、連軋機(jī)以及型材軋機(jī)等都裝備了油膜軸承；從軸承種類上說，有蘇聯(lián)型液體摩擦軸承，中國TZ牌油膜軸承，美國麥斯塔油膜軸承和摩戈伊爾(油膜)軸承，可稱得上是當(dāng)今世界擁有軋機(jī)油膜軸承(包括潤滑系統(tǒng))品種Z齊全的國家。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國有二十幾家鋼鐵公司(廠)，近200架軋機(jī)裝備了油膜軸承，數(shù)量不能不謂巨大。這種情況，足以說明軋機(jī)油膜軸承運(yùn)行技術(shù)已經(jīng)在中國得到了廣泛地普及，并且已經(jīng)達(dá)到了當(dāng)今世界的新水平。 2. 制造技術(shù)，我國軋機(jī)油膜軸承主要零件的研制，始于50年代后期，是在一無圖樣、二無資料、三無專有設(shè)備的情況下進(jìn)行的。 研制軋機(jī)油膜軸承主要零件，并非易事，從材料選擇、工藝路線、加工方法到專用工裝設(shè)計與制造等有著一整套的工作程序。從材料選擇上，要考慮到錐套與減摩材料的配對，錐套的鍛造工藝性，襯套鋼套與減摩材料的結(jié)合，鋼套的工藝過程；從工藝路線上，要滿足錐、襯套的技術(shù)要求，同時還要利用已有加工設(shè)備， 這本身需要理論與實踐的很好結(jié)合，比如，在鋼套的內(nèi)表面如何 進(jìn)行物理(包括機(jī)加工)與化學(xué)處理，才能增加結(jié)合力；在加工 方法上，我們知道，錐套與襯套是民品中加工精度Z高的，錐套 表面粗糙度為Ｒa0.05μｍ(襯套為Ｒa0.2μm)，幾何精度高，變形難以控制，表面粗糙度低，必須進(jìn)行超精加工，表面不允許出現(xiàn)多棱柱、螺旋、振紋等；專用工裝的設(shè)計與制造，也是很重要的，是實現(xiàn)加工方法，保證加工精度的關(guān)鍵。 60年代初期，完成了在普通機(jī)床上研制油膜軸承主要零件的制造。 60年代末期，太原重機(jī)廠建成了軋機(jī)油膜軸承專業(yè)化生產(chǎn)車間，開始了我國整套制造軋機(jī)油膜軸承的新時期。 3. 測試技術(shù)，包括兩部分：一部分為零件加工的測量技術(shù)，另一部分為試驗研究中的測量技術(shù)。 由于油膜軸承主要零件的加工精度高，要求測量精確、快捷。為了達(dá)到這一要求，首先要有高精度的測量儀器(具)和與之相配套的輔助儀器(具)，同時，對加工中的測量和加工完成后的質(zhì)檢測量，必須執(zhí)行科學(xué)的測量方法和具有嫻熟的技術(shù)。為此，除了購買、定制高精度測量儀器(具)外，還設(shè)計、制造了專用儀器(具)及附具，執(zhí)行一套科學(xué)的測量方法和程序。這就保證了測量重復(fù)性好，精度高。 為深入了解油膜軸承工作時的參數(shù)情況，探討規(guī)律性，太原重機(jī)廠從1972年開始做了大量的試驗室的臺架測量和軸承在實際工作運(yùn)行中的承載、轉(zhuǎn)動、耗電、供油等外部內(nèi)部參數(shù)的測量工作。測試范圍，包括軸承內(nèi)部工作區(qū)域的油膜壓力場、油膜厚度場和油膜溫度場等，這些場量的測量屬于非常規(guī)性的，從測量傳感器到二次儀表，均無現(xiàn)成的可買，所以，要自行研制。以太原重機(jī)廠強(qiáng)度試驗室為主體，建成一支專業(yè)測試隊伍，與清華大學(xué)等單位聯(lián)合攻關(guān)，進(jìn)行了測試技術(shù)和儀器儀表的研究、研制工作，先后進(jìn)行了電阻式、電感式、電容式和電渦流式測試技術(shù)與 一、二次儀器的研究和研制，并成功地獲得了大量數(shù)據(jù)，重復(fù)性好，規(guī)律性強(qiáng)，測量精度高。同時，還對相關(guān)技術(shù)，包括定標(biāo)、抗干擾、回轉(zhuǎn)信號的輸送，以及多種信號的同步測量、記錄、打印等進(jìn)行了研究和應(yīng)用。 4 理論研究，在軋機(jī)油膜軸承主要零件研制成功后，原機(jī)械部把產(chǎn)品開發(fā)與理論研究的任務(wù)同時下達(dá)給太原重機(jī)廠，60年代初期的理論研究工作，主要是產(chǎn)品的設(shè)計計算，其基礎(chǔ)是以經(jīng)驗為主。 隨著軋機(jī)裝機(jī)水平的不斷提高，帶動了軋機(jī)油膜軸承的理論研究工作，真正自主開展理論研究工作，始于1974年。當(dāng)時的主要工作是探討工作機(jī)理，從經(jīng)典潤滑理論建立數(shù)學(xué)模型，數(shù)值計算方法，準(zhǔn)解析方法等，把理論研究又引深一步。鑒于經(jīng)典理論的油膜峰值壓力達(dá)100MPa以上，繼而進(jìn)行了彈流理論的應(yīng)用研究工作，當(dāng)時，研究彈流的一些學(xué)者，只注重了反形接觸的高副彈流的研究，而對滑動軸承，認(rèn)為是非典型彈流問題，甚至有人認(rèn)為重載油膜軸承不屬于彈流范疇。經(jīng)過深入研究后，發(fā)現(xiàn)膜厚 的周向分布出現(xiàn)了明顯的“頸縮”這一彈流理論中特有的現(xiàn)象，膜后的軸向分布也異于經(jīng)典理論，油膜壓力峰值位置后移，而且，偏心率可以計算到ε>1，證實了軋機(jī)油膜軸承潤滑理論屬于彈流問題。隨著現(xiàn)代連軋機(jī)向高速重載方向發(fā)展，繼而又進(jìn)行了熱—彈流理論的研究。同時，也比較深入地進(jìn)行了靜—動壓潤滑理論的研究工作，設(shè)計開發(fā)了我國首套靜--動壓油膜軸承。 5 產(chǎn)品開發(fā)，我國設(shè)計開發(fā)軋機(jī)油膜軸承，其基礎(chǔ)是前蘇聯(lián)50年代初期制造的軸承產(chǎn)品和一點工廠資料。當(dāng)時的軋機(jī)油膜軸承，從性能上來說，只適用于低速軋制；從結(jié)構(gòu)上來說，比較陳舊，裝拆、維護(hù)都很不方便。從60年代中期開始，我國自行設(shè)計制造厚板、特厚板軋機(jī)和1700mm熱、冷連軋機(jī)，在當(dāng)時的環(huán)境下，軋機(jī)軸承只能自行研制，由于特大型滾動軸承制造困難，就都采用了油膜軸承。 代國產(chǎn)軋機(jī)油膜軸承，以4200mm特厚板軋機(jī)的φ1300mm油膜軸承為代表，屬于低速重載，只是在結(jié)構(gòu)上較蘇式 油膜軸承有了較大改進(jìn),第二代國產(chǎn)軋機(jī)油膜軸承，以1700mm 熱、冷連軋機(jī)的φ1100mm油膜軸承為代表，軋機(jī)速度提高了，結(jié)構(gòu)設(shè)計改進(jìn)了，裝拆的快速性改善了；第三代國產(chǎn)軋機(jī)油膜軸承， 以650mm板軋機(jī)的φ500mm靜一動壓油膜軸承為代表，軸承性能顯著改善，承載能力提高了一倍，結(jié)構(gòu)設(shè)計也趨完善，接近摩戈伊爾軸承，是世界上繼美國、前蘇聯(lián)之后第三個獨(dú)立設(shè)計制造靜一動壓油膜軸承的國家。我國軋機(jī)油膜軸承的獨(dú)立開發(fā)能力，僅次于美國和前蘇聯(lián)，但從靜—動壓油膜軸承的深入研究與形式選擇來說，我們優(yōu)于他們。比如說，關(guān)于油腔的設(shè)計，美國采用中央一個油腔，前蘇聯(lián)采用四個油腔，而我國采用軸向?qū)ΨQ雙油腔 式，直到1994年，美國的靜一動壓油膜軸承才由單油腔改進(jìn)為雙油腔式，可見一斑。標(biāo)志軋機(jī)油膜軸承當(dāng)代水平的是90年代初為酒泉鋼鐵公司研制的φ1350mmTZ牌油膜軸承，采用了對稱雙油腔靜--動壓油膜軸承液壓鎖緊、新型回轉(zhuǎn)密封、雙向止推及快速裝拆等先進(jìn)技術(shù)。 6 成套能力，中國軋機(jī)油膜軸承，共采用過三種類型：純靜壓、純動壓、靜—動壓。純靜壓油膜軸承未在軋機(jī)行業(yè)得到推廣，純動壓油膜軸承被廣泛地應(yīng)用在各類可逆軋機(jī)及熱連軋機(jī)上，靜—動壓油膜軸承主要用在冷連軋機(jī)上，也采用在強(qiáng)化軋制的可逆軋機(jī)上。評價這三類油膜軸承的成套能力，以靜—動壓油膜軸承為代表： (1)軸承本體的設(shè)計與制造，在設(shè)計上，油腔形狀、大小、數(shù)量、位置的確定，軸承主要參數(shù)的選擇，靜壓系統(tǒng)壓力、流量、粘度的確定，數(shù)值計算、選優(yōu)，以及在制造上保證高承載能力、高運(yùn)轉(zhuǎn)精度等，都能自行完 成，并為用戶提供AGC系統(tǒng)所需要的油膜厚度變化修正曲線； (2)超高壓供油系統(tǒng)，在系統(tǒng)設(shè)計上，可以根據(jù)軋機(jī)的不同軋制制度，設(shè)計出適應(yīng)要求、安全可靠的超高壓供油系統(tǒng)，并與軸承設(shè)計一起確定經(jīng)濟(jì)合理的壓力—流量參數(shù)，還在系統(tǒng)中裝備一套保證四個軸承中各油腔壓力均衡的特殊裝置。在超高壓元器件上，80年代初，我國即已研制成功了工作壓力為100MPa、流量為10L／min的泵、集—分流器、泄荷閥、壓力表、軟管、快速接頭等，實現(xiàn)了國內(nèi)自行成套，并投產(chǎn)使用。 (3)液壓鎖緊與快速裝拆，快速裝拆，在70年代末期即開始用于產(chǎn)品，滿足現(xiàn)代軋機(jī)， 特別是連軋機(jī)的使用要求。為更好地控制錐套軸向壓緊力及快捷、安全的裝拆，80年代初，即開始研制液壓鎖緊裝置，現(xiàn)已成功地運(yùn)用在產(chǎn)品上。 (4)回轉(zhuǎn)密封，現(xiàn)代軋機(jī)，特別是連軋機(jī)，軋制速度不斷提高，對軸承回轉(zhuǎn)密封的要求也越采越嚴(yán)格。在吸納當(dāng)代各種回轉(zhuǎn)密封優(yōu)點的基礎(chǔ)上，逐步改進(jìn)形成了我國的回轉(zhuǎn)密封形式，從模具設(shè)計、膠料配方、硫化工藝、理化檢驗與成品測試等都成熟配套。 從以上所列舉的六個方面，不難看出，我國能成套設(shè)計制造動壓、靜—動壓軋機(jī)油膜軸承及動壓、靜壓供油系統(tǒng)，滿足各類現(xiàn)代軋機(jī)的要求?？梢赃@樣說，中國軋機(jī)油膜軸承技術(shù)，已經(jīng)成為一個完整的系統(tǒng)工程技術(shù)，中國軋機(jī)油膜軸承技術(shù)是獨(dú)立發(fā)展起來的，是中國軋機(jī)油膜軸承工作者緊密配合，共同努力的結(jié)果；當(dāng)前，又融進(jìn)了外國的先進(jìn)制造技術(shù)，正在向更高的境界邁進(jìn)。