油膜轴承润滑知识问答

1、油膜轴承润滑的工作原理如何?在轧钢设备上是如何应用的?
答：在轧钢机械设备中常用的是动压润滑油膜轴承和动、静压润滑轴承。动压轴承是利用流体动压的原理，依靠转轴自身的速度，将一定粘度的油液带入轴颈与衬套的锲形间隙中，生成动压油膜，将轴颈与衬套隔离开，形成稳定的液体动压润滑，以达到承受负载、降低摩擦、减缓磨损的目的。该种轴承具有摩擦系数小、功率消耗少、承受能力大、旋转精度高、使用寿命长、结构紧凑等优点，广泛用于中厚板、热带、冷带、棒材、高速线材等轧机的轧辊支承上。
静-动压轴承是将静压、动压润滑系统联合使用，在启动、低速时，采用静压润滑，正常运行时，采用动压润滑。该轴承具有静压、动压轴承两者优点，缺点是需要两套供油系统。该轴承用于速度变化大、负荷重、精度要求高的轧机上，如冷轧、薄板坯连铸连轧机上。

2、轧钢机油膜轴承工况如何?对油膜轴承油有哪些要求?
答：轧钢机油膜轴承一般用作轧辊的支承，工况极为恶劣，一方面速度和负载变化大、冲击振动大、有些轧机正、反转频繁，使动压油膜形成难以稳定，易造成干摩擦或边界润滑，损伤轴承；另一方面在冷却水飞溅、氧化铁皮多、环境温度高等条件下工作，外界污染物(水、水汽、粉尘等)不可避免地进入润滑系统，使油质污染，甚至乳化，降低了油膜强度，易损伤轴承。油膜轴承是支承轧辊运转的关键部件，制造精度要求很高，价格昂贵，故对油膜轴承油提出非常苛刻的质量要求，主要是：
1)良好的抗乳化性能，在正常运行中能迅速分离油中水分；
2)良好的抗磨及极压性能，在油中混入少量水时，仍能保持承载能力和抗磨性能，延长轴承寿命；
3)良好的防腐、防锈性能；
4)优良的粘温特性，在轴承温度大幅度变动时仍能实现正常润滑；
5)良好的抗泡沫性能；
6)良好的氧化安定性，延长油品的使用寿命；
7)较好的过滤性及水解安定性。

3、国外油膜轴承油是如何适应轧钢生产发展的?
答：随着钢铁工业的迅速发展，轧钢机向高速、重载、连续、自动化、大型化发展，相应油膜轴承对润滑油的要求也逐步提高。为此，国外石油公司自六十年代起至今已先后开发了三代油膜轴承油。第一代是不含添加剂的抗氧型油膜轴承油(相当于MOBIL  VACAULINE  100系列)。之后，为适应进水量较多的工况，防止油液失效和锈蚀，开发出了第二代抗乳化抗氧防锈型油膜轴承油(相当于MOBIL VACAULINE 300系列)。七十年代世界工业迅速发展，轧机速度、载荷大幅度提高，为满足新的要求，第三代抗乳化抗氧防锈抗磨型油膜轴承油(相当于MOBIL VACAULINE 500系列)即重负荷油膜轴承油问世，现已广泛地在现代轧机上使用。

4、国内油膜轴承油发展状况如何?质量标准如何制定?
答：我国油膜轴承专用油的研究起步较晚。80年代初，石化科研院、兰州炼化公司石化研究院等科研机构开始研制此类油品，并取得多项科研成果。目前兰炼、上海海联润滑材料研究所等单位开发的油膜轴承系列用油，其质量指标已达到国外公司同类产品的水平，已成功地替代进口油品，被应用在许多钢铁企业的大型热轧、冷轧、中板、棒材、高速线材及连铸连轧等轧机设备上。

5、油膜轴承油有哪些重要质量指标?如何评定?
答：
1)粘度指数。指粘度随温度变化的倾向值。粘度指数高，粘度随温度变化程度小。重负荷油膜轴承油由于工况苛刻，不宜用添加粘度指数改进剂来提高粘度指数。要求粘度指数在90以上的，选择石蜡基的基础油较好。
2)油水分离性。轧钢生产的连续进行要求油品具有良好分水性，油水分离性一般用两种试验来评价。
a)ASTM D1401法，即在82℃温度条件下，40ml油和40ml蒸馏水充分搅拌后，静置达到40ml(油)－37ml(水)－3ml(乳化层)状态所需要的时间。要求不超过30分钟。该法主要目的体现了油水分离速度。
b)ASTM D2711法，即在82℃温度下，405ml油样加入45ml蒸馏水，经高速搅拌(5000rpm)后静止5小时，游离水分出量，一般要求不小于36ml，同时可以测定油中水含量指标。该法表现油在油箱静置后的分水的性能，对实际运行维护有现实意义。
3)抗磨性与润滑性，是重负荷油膜轴承油的一项主要指标，基本反映了油膜强度的极限值。试验方法：一是利用四球试验，测定烧结负荷PD值(要求不小于150kg)及综合磨损系数ZMZ值(要求不小于30)；二是通过FZG齿轮承载机，测试试验级别(要求不小于9级)。
4)氧化安定性。油品在工作条件恶劣的情况下工作极易氧化，生成胶质油泥，影响油品性能。为了评定油品抗氧化、保持质量稳定的能力，在150℃条件下用旋转氧弹法(D2722)测试，要求时间不小于120min。
5)防锈性。由于油膜轴承油无法避免混入水分，容易引起润滑系统产生锈蚀。锈渣易使轴承工作面磨损，阻塞油路，从而引发事故。当油箱、管道上部存在气相锈蚀时问题突出。为此，除油中添加防锈剂外，还要求以汽轮机油防锈性试验的A法和B法结果为无锈。
6)其它质量指标包括抗泡性、铜片腐蚀、倾点、机杂，可用常规方法试验。

6、轧钢冷却水对油膜轴承油性能有何影响?
答：轧钢冷却水是油膜轴承油的主要污染源。油中水含量多少用水分百分含量表示。水分对油品性能影响极大。一般，水分为25％时，油的粘度成倍增加，50％时油成半流体状。工业水进入还增加了机械杂质，易堵塞过滤器和加速油品氧化。因此，水分含量及其变化趋势是维护管理的重要指标。工业冷却水水质对油品抗乳化性能的影响也很大。试验室的抗乳化性试验一般选用蒸馏水，而轧机工业冷却水与蒸馏水水质相差太大，水质可以用总硬度和PH值衡量。总硬度指水中金属离子(Fe3+、Ca2+、Zn2+、Mg2+等)含量。蒸馏水金属离子极少，硬度接近于零，而冶金工业水质却在2-13之间不等。PH值表示酸碱度，蒸馏水为中性，其值为7；而冶金工业水偏碱性，在7-8.5之间。一般来说，水的总硬度越高，PH越大，水质越差，对油品抗乳化性能越不利。所以在选用油膜轴承油时，必须提供工业水样，供油品供应厂商用提供的水样做抗乳化性能试验。

7、轧钢机的油膜轴承油如何选用?
答：
1)根据油膜轴承技术参数(轧制负荷、轧速、轴承尺寸等)，利用油膜强度的较核方法确定油膜轴承油的粘度牌号(40℃)。粘度牌号有100、150、220、320、460、680。
2)根据润滑部件的类型，确定其品质等级。如果只给油膜轴承润滑，属动压或静压润滑形式，选用普通型(抗氧防锈型)油膜轴承油即可；如果同时给油膜轴承、滚动轴承、齿轮等部件润滑，要满足设备动压和极压润滑的要求，则要选用重负荷(抗磨型)油膜轴承油。
3)根据轧辊冷却水的水质，做工况适应性试验。由于轧机冷却水不可避免地污染油品，影响油品的性能，而且不同工厂水质差异很大，对油品性能影响也不等同，要做试验。试验主要项目包括用工业水做抗乳化试验、防锈试验、抗泡性试验、抗氧化试验等。

8、如何对油膜轴承油进行质量监控
答：按新油和在用油分别说明。
1)新油的质量监控
a)凡新装或更换的油膜轴承油，必须将新油质量指标及其实测数据与原用油品的质量指标进行比较，熟悉新油的技术数据、性能和使用方法。
b)新油品与在用油品以多种比例进行混兑试验，检测相容性、油质变化情况，并测试有关技术性能数据。
c)由于轧钢冷却水的硬度、PH值、杂质等因地而异，对新油品水分性能的影响也不同，因此必须将新油与生产用工业冷却水进行综合分析，以适应实际工况需要。
d)做好新油指标复验。主要项目有粘度、粘度指数、抗乳化性、抗极压性、机械杂质、水分等。
2)在用油品质量监控
a)新油投入使用后第一个月每周取样、第二个月每二周取样、第三个月全月取一次样，进行质量指标测试分析。
b)如无异常情况，此后每月按常规检测项目(粘度、水分、酸值、机杂)的数值监控。

9、油膜轴承油对压力循环润滑系统有哪些技术要求?
答：为使混入大量工业水呈半乳化状油膜轴承油也能在规定时间内破乳脱水，要求设置二个油箱。每个油箱容积不少于油泵每分钟排量的35-40倍，以确保回油中水和杂质有有足够沉降时间。当加热沉降水分时，油液加热温度不宜超过65℃。其它技术指标还有：
1)油箱内应设置自动排水或积水报警装置，以便将分离水及时排出。配置动态液位控制，对突发性大量油液外泄报警或连锁停机。
2)循环系统设置高速离心脱水机，当含水量超过0.5％，以及更换油箱时应进行脱水作业。
3)为保证供油清净度，一般要求过滤精度达到10-20微米。为此，必须设置良好的过滤装置：用磁栅吸附回油中的铁性杂质；用金属过滤网清除大颗粒杂质；用纤维精密滤芯清除细微杂质，使油品清洁度达到油膜轴承润滑间隙要求。
4)供油温度持续控制在38-42℃之间，保证油液的粘度。
5)供油压力保持相对稳定。系统中压力罐必须正常运行。当轧制压力变化时，油膜厚度相应发生变化，会影响供油量，甚至出现局部供油不足，此时压力罐必须起到补偿、调整系统压力波动的作用。