現(xiàn)代軋機的主要特征是大型、高速、重載、連續(xù)、自動，現(xiàn)代大型軋機特別是具有板型、板厚自動控制的大型板、帶材連軋機大都采用油膜軸承，應用在軋機上作為工作輥軸承或支承輥軸承的稱做軋機油膜軸承，這類軸承基本上屬于低速重載、中速中載或重載軸承。軋機油膜軸承是油膜軸承中承載最大的軸承之一。
油膜軸承的種類繁多，用途十分廣泛，像汽輪機、發(fā)電機組、球磨機、風機軸承、天文、航空、航天設備使用的軸承等等。
油膜軸承主要由錐套、襯套、止推軸承部分、密封系統(tǒng)、鎖緊系統(tǒng)等部分組成。油膜軸承有很多特點：承載能力大，抗沖擊能力強，使用壽命長，速度范圍寬，結構尺寸小，摩擦系數(shù)低。
一般軋機機械可分為軋鋼機和有色金屬軋機（主要是鋁材軋機和銅材軋機），按軋制產(chǎn)品又可分為線材軋機、型材軋機、帶材軋機、板材軋機（分寬厚板、中厚板、熱軋板、冷軋板）等。現(xiàn)今軋機使用的軸承主要有滾動軸承和油膜軸承兩大類，根據(jù)軋機的不同性能和用途選用不同種類的軸承，一般軋鋼機和銅材軋機使用油膜軸承為主，鋁材軋機習慣使用滾動軸承。
線材軋機粗軋和中軋機組以使用滾動軸承為主，例如型鋼軋機和棒材軋機大多使用滾動軸承。預精軋和精軋則是以使用油膜軸承為主。
帶材軋機目前國內仍是以滾動軸承為主，但因其承載低與壽命短等原因有逐步向油膜軸承發(fā)展的趨向。
板材軋機、一般中厚板軋機和熱連軋機都是使用油膜軸承，冷連軋機大部分使用油膜軸承，部分使用滾動軸承，其中以日本冷軋機推行使用較多，西歐、美國、俄羅斯、中國等其它國家很少推薦使用滾動軸承。
油膜軸承分類
油膜軸承按形成機理分為靜壓油膜軸承、動壓油膜軸承和動靜壓油膜軸承。
靜壓油膜軸承靠外部壓力形成純液體摩擦，因需要較為復雜的供油系統(tǒng)，應用較少。它的工作原理是軸頸和軸承被外界供給的一定壓力的承載介質完全隔開，從而減低軸頸和軸承間相對摩擦，介質膜體的形成不受相對滑動速度的限制，在各種速度（包括零速度）下，均有較大承載能力。根據(jù)介質不同，靜壓軸承可分為液體靜壓軸承，氣體靜壓軸承。
動壓油膜軸承基于流體的動壓原理。旋轉的軸不斷地把具有一定粘度的潤滑油帶人收斂的楔形問隙，由于潤滑油在被軸卷吸人收斂的楔狀間隙的過程中受到壓迫，就產(chǎn)生了反抗力，當在載荷方向動壓力之和足以能平衡外載荷時，在軸與軸承之間就形成了一個完整的壓力油膜，使軸與軸承的表面脫離接觸，形成純液體摩擦。
動靜壓混合軸承是一種既綜合了液體動壓和靜壓軸承的優(yōu)點，又克服了其缺點的新型多油楔油膜軸承。它利用靜壓軸承的節(jié)流原理，使壓力油腔中產(chǎn)生足夠大的靜壓軸承載力，從而克服了液體動壓軸承啟動和停止時出現(xiàn)的干摩擦造成主軸與軸承磨損現(xiàn)象，提高了主軸和軸承的使用壽命及精度保持性；軸承油腔大多采用淺腔結構，在主軸啟動后，依靠淺腔階梯效應形成的動壓承載力和靜壓承載力疊加，大大地提高了主軸承載能力，而多腔對置結構又極大地增加了主軸剛度；高壓油膜的均化作用和良好的抗振性能，保證了主軸具有很高旋轉精度和運轉平穩(wěn)性。
油膜軸承的工作原理
油膜軸承結構非常簡單，由兩個部分組成，錐套和襯套，但它需要與軸承座密封和一套供油系統(tǒng)相互配合。（結構如下圖）
油膜軸承按其工作原理可分為靜壓軸承與動壓軸承兩類，靜壓軸承是依靠潤滑油在轉子軸頸周圍形成的靜壓力差與外載荷相平衡的原理進行工作的，不論軸是否旋轉，軸頸始終浮在壓力油中，工作時可以保證軸頸與軸承之間處于純液體摩擦狀態(tài)。因此，這類軸承具有旋轉精度高,摩擦阻力小，承載能力強的特點，并且對轉速的適應性和抗振性非常好。但是,靜壓軸承的制造工藝要求較高,還需要一套復雜的供油裝置，因此，除了在一些高精度機床上應用外,其他場合使用尚少。動壓軸承油膜壓力是靠軸本身旋轉產(chǎn)生的,供油系統(tǒng)簡單。設計良好的動壓軸承具有很長的使用壽命，很多軋機支撐輥上采用動壓油膜軸承。
如上圖所示，在動壓軸承中,軸頸與軸承孔之間有一定的間隙，間隙內充滿潤滑油。停機時,軸頸沉在軸承的底部。
當轉軸開始啟動時，軸頸依靠摩擦力的作用，沿軸承內表面往上爬行，達到一定位置后，摩擦力不能支持轉子重量就開始打滑，此時為半液體摩擦。隨著轉速的繼續(xù)升高,軸頸把具有黏性的潤滑油帶入與軸承之間的楔形間隙(油楔)中，因為楔形間隙是收斂形的，它的入口斷面大于出口斷面，因此在油楔中會產(chǎn)生一定油壓，軸頸被油的壓力擠向另外一側。
如果帶入楔形間隙內的潤滑油流量是連續(xù)的,這樣油液中的油壓就會升高,使入口處的平均流速減小,而出口處的平均流速增大。在間隙內積聚的油層稱為油膜,油膜壓力可以把轉子軸頸抬起。當油膜壓力與外載荷平衡時, 軸頸就在與軸承內表面不發(fā)生接觸的情況下穩(wěn)定地運轉。
軋機油膜軸承的安裝步驟
軋機油膜軸承的組裝。在對軋機油膜軸承進行組裝時，首先對軸承座、油膜軸承錐套、襯套和輔助配件清洗，清洗時不得使用刮刀及磨料。利用翻轉機將清洗后的軸承座翻轉，使軸承座孔垂直，輥外側且開口向上。
一般的安裝方法是在將錐套裝入襯套孔的過程中間斷性地下降錐套，并對軸承座到錐套邊部的周向四點進行測量，調整起重設備，使四點測量值相同，然后將錐套緩慢落放到安裝位置。當錐套裝入襯套約一半時，旋轉錐套使鍵槽在軸承座的水平中心線上方。
將軋機油膜軸承的靜壓軟管、快換接頭、連接接頭及密封預先裝配好，然后將靜壓軟管穿過軸承座上的開孔，其一端與襯套靜壓彎頭連接。需要切記的是，快換接頭安裝后，必須低于軸承座表面的1/8。
軋機油膜軸承的潤滑
油膜軸承是一種以潤滑油作為潤滑介質的徑向滑動軸承，其工作原理是：在軋制過程中，由于軋制力的作用，迫使輥軸軸頸發(fā)生移動，油膜軸承中心與軸頸的中心產(chǎn)生偏心，使油膜軸承與軸頸之間的間隙形成了兩個區(qū)域，一個叫發(fā)散區(qū)（沿軸頸旋轉方向間隙逐漸變大），另一個叫收斂區(qū)（沿軸頸旋轉方向逐漸減小）。當旋轉的軸頸把有粘度的潤滑油從發(fā)散區(qū)帶入收斂區(qū)，沿軸頸旋轉方向軸承間隙由大變小，形成一種油楔，使?jié)櫥蛢犬a(chǎn)生壓力。
承載油膜又稱之為壓力油膜，它起到平衡負載、隔離軸頸與軸套，將金屬間的固體摩擦轉化為液體內部的分子摩擦，將摩擦磨損降至最低限度.因而能在最大范圍內滿足承載壓力、抗沖擊力、變換速度、軋制精度、結構尺寸與使用壽命等要求。
將軋制壓力、軋制速度、軸承間隙和潤滑油粘度四要素相匹配形成不間斷的穩(wěn)定承載油膜，實現(xiàn)液體動壓潤滑，以滿足軋機在不同運轉狀態(tài)下的摩擦與潤滑。所以油膜軸承潤滑，常以下面三種形式表現(xiàn)：
起動或停機時，盡管軸與軸承間有潤滑油，但由于運動速度等于零或趨近于零，流體動壓潤滑尚未形成或逐漸消失，軸與軸承必然直接接觸，此時處于邊介潤滑甚至是半干摩擦狀態(tài)。
軋機操作中.由于產(chǎn)生震動或進水過多或供油不足或油質有問題都可能產(chǎn)生混合潤滑。
軋機運轉正常平穩(wěn)時，呈流體潤滑。因此，油膜軸承的潤滑特點是上述三種情況交替存在的混合潤滑。
軋機油膜軸承潤滑油特點
為適應鋼鐵企業(yè)高速、重載、自動化、大型化和高產(chǎn)的需要，解決軋機油膜軸承的潤滑要求，滿足日趨苛刻的工況條件，對軋機油膜軸承所用的潤滑油有了更高的要求。
軋機油膜軸承的潤滑特點，決定了潤滑油必須滿足其使用性能要求，方可保障軋機的正常運轉和連續(xù)生產(chǎn)。因此，潤滑油需具備以下性能：
優(yōu)良的粘溫性能（高粘度指數(shù)），在軸承溫度大幅度變動時仍能實現(xiàn)各個潤滑部位的正常潤滑。
優(yōu)越的抗乳化性能（即分水性），在長期使用中能迅速分離油中水份。
良好的抗磨及極壓性能，運轉時油中混入少量水分時，仍能形成油膜保持重載和抗磨性能。
良好的抗磨、防銹、抗泡沫性能，防止?jié)櫥到y(tǒng)產(chǎn)生銹蝕，阻塞油路、造成磨損和供油不足。
良好的氧化安定性、清洗性與過濾性，使?jié)櫥到y(tǒng)油路暢通，保證潤滑正常。
軋機油膜軸承的常見故障及對策
油膜軸承結構原理雖不很復雜，但是其制造精度要求高，對安裝、使用、維護的要求也非常嚴格。為此，油膜軸承的裝配、檢修、使用維護工作的好壞直接影響其使用效果和使用壽命，以及企業(yè)作業(yè)現(xiàn)場連續(xù)化大生產(chǎn)能否正常運行。
從油膜軸承的失效形式來看主要有：
磨損、銹蝕、劃傷、片狀剝落、塑性流動、龜裂、燒熔、規(guī)則裂紋、邊緣磨損。從現(xiàn)場油膜軸承易發(fā)生的故障來看，主要體現(xiàn)在以下方面：①漏油；②軸承進水；③軸承發(fā)熱、燒損；④異常磨損。軸承的失效是造成軸承發(fā)生故障的重要因素
1、漏油
軋機油膜軸承漏油主要分為軸承本體漏油和聯(lián)接管件漏油。
?。?）軸承本體漏油
軸承本體漏油現(xiàn)場主要表現(xiàn)在軸承密封處即或是軸承端蓋接合部，或是排氣孔部位漏油。
原因分析：①端蓋螺栓松動。由于軋制時振動較大，端蓋螺栓易被震松，造成端蓋松動，形成漏油；②端面密封老化、破損造成漏油；③軸承油封損壞或裝配不到位。
對以上情況可以采取的對策是：①緊固端蓋螺栓并全部加彈簧墊，并在螺栓頭部鉆孔，用鐵絲穿孔對稱拉緊；②定期對密封進行檢查更換；③對油封、水封、端面密封要裝配到位，不能有卡滯現(xiàn)象。
?。?）軸承聯(lián)接管件漏油
軸承聯(lián)接管件漏油主要表現(xiàn)為：出油管、管接頭、排氣孔等處的滲漏現(xiàn)象。
原因分析：①進出油管接頭未接好；②管接頭密封損壞；③油管破損；④回油不暢，造成排氣孔漏油。
處理、預防對策：①對進出油口管接頭接好后進行再確認；②裝管接頭時要檢查密封使用情況并及時對老化、破損的密封進行更換；③定期對進出油管進行在線運行檢查；④對排氣孔進行改造，將排氣孔從油管接頭處改至油膜軸承端蓋上側。
2、軸承進水
軋機油膜軸承進水從現(xiàn)場觀察主要是供油系統(tǒng)油箱液位增高：在沒有補充油品的情況下，說明冷卻水已大量滲入。并且從油箱排水口可以排出水。
進水的主要原因是：①軸承回轉密封、老化破損，從而導致進水；②排氣孔位置不合理，可導致在系統(tǒng)運行一段時間后，回轉密封處出現(xiàn)輕微負壓從而進水；③從油箱的蒸汽加熱管路或冷卻水的管路中進水。
進水后所產(chǎn)生的后果主要是造成維襯套的大量銹蝕報廢，降低油膜強度；減弱潤滑油的脫水性能?？s短油品的使用周期。
針對以上情況可以采用的對策是：①對所有下機的軸承箱的水封進行全面檢查更換；②對在線運行的軸承箱進行跟蹤，嚴密注意油箱的液位變化及每天油箱定時放水的時間和水量；③重新設計改造進氣孔的位置及形狀。也就是將進排氣孔從回油接頭處改至軸承箱端蓋上側，從而避免了在系統(tǒng)啟動后由于進出油口的壓力變化而影響軸承內部的壓力。
3、軸承發(fā)熱、燒損
在現(xiàn)場運行中，油膜軸承在某種異常情況下軸承會突然發(fā)熱，而且溫度會急劇升高，并會產(chǎn)生煙霧和大量水蒸氣，最后電機無力拖動或傳動環(huán)節(jié)損壞而被迫停機；這就是"燒熔"，即發(fā)生在軋機運行中，襯套巴氏合金被熔化的現(xiàn)象。它還有一種情況是在軸承拆開時發(fā)現(xiàn)巴氏合金被熔化。
造成其故障的主要原因可能為：①違規(guī)操作。在潤滑油尚未循環(huán)的情況下，便啟動軋機；②在軋機工作中潤滑油系統(tǒng)突然停止供油，如管路堵塞、油管接頭脫落等；③在軋機速度升高到正常軋制速度時，潤滑油供應嚴重不足；④軋制壓力過大，軋速過高；⑤油膜軸承相對間隙過小或者過大；⑥潤滑油粘度過小或者潤滑油乳化嚴重，含水量過高，從而造成邊界摩擦，發(fā)熱后難以導出，造成巴氏合金熔化。
可以采取的預防對策：①加強維護，避免潤滑系統(tǒng)事故。主要對自控、自鎖裝置做經(jīng)常性的檢查；②定期檢查軸承的間隙并及時進行調整更換；③強化現(xiàn)場的點檢，關鍵部位，定時專人檢查；④對以前的管路及管接頭進行改造，杜絕由于管路泄漏而造成的故障。
軋機軸承的保養(yǎng)維護
軸承在使用過程中應加強維護和監(jiān)測，以延長其使用壽命。
1、保持潤滑油路通暢，按規(guī)定選好潤滑劑的種類，定期足量加注潤滑劑。確保滾子的滾動表面及滾子與擋邊的滑動表面，保持良好的油臘潤滑。
2、定期檢查密封件的密封情況，及時更換損壞的密封件。確保軸承的密封性能，以防止水、氧化鐵皮進入軸承，防止軸承潤滑劑的外漏。
3、結合本企業(yè)實際，積極開展對軸承運行狀況的監(jiān)測。
噪音監(jiān)測：正常運轉時應是平穩(wěn)的嗡嗡聲，定期監(jiān)測并與正常時的聲音相比較，及時發(fā)現(xiàn)異常情況。
潤滑劑監(jiān)測：正常潤滑劑應是清亮潔凈的，如果潤滑劑已變臟，就會有磨損的微?；蛭廴疚?。
溫度監(jiān)測：溫度升高時，運轉將出現(xiàn)異常。本公司已開展溫度監(jiān)測工作，愿意更廣泛的為客戶服務。
建立記錄卡，記錄軸承在線使用的天數(shù)、過鋼量及維護監(jiān)測狀況等，加強對軸承運行狀況的管理。
軋機軸承的存放和保管
軸承是一種精密的機械元件，對其存放和保管有較嚴格的要求。
?。?）倉庫溫度：軸承出廠前均涂有防銹油，溫度過低或過高都會導致防銹油變質，室溫應控制在 0-25 ℃ 。
（2）倉庫濕度：過高的濕度會使軸承銹蝕，倉庫的相對濕度應保持在 45%-60% 。
?。?）倉庫環(huán)境：軸承最好單獨存放，當必須與其他物品共同存放時，同存的其它物品不得是酸、堿、鹽等化學物品。軸承擺放應離開地面，遠離暖氣管道。
（4）定期檢查：按軸承產(chǎn)品防銹的規(guī)定，每 10-12 個月定期檢查一次。若發(fā)現(xiàn)油封包裝有生銹現(xiàn)象，應重新進行油封包裝。
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