摘要：随着世界冶金工业的迅速发展，钢板、棒材高速轧机和摩根无扭高速线材轧机被逐渐广泛采用。目前轧机线速度可达120m/ s。这对传动系统提出了相当高的要求，通常高速轧机采用油膜轴承作为支撑，以承受高速大转矩负荷。为保障轧机油膜轴承在苛刻工况条件下长周期运转，国外开发了与常规传动装置润滑油要求完全不同的新型油品油膜轴承油。
关键词：油膜轴承油；高速线材轧机
冶金工业使用的高速线材精轧机机械传动复杂，精度高，速度快，其集中润滑系统（包括轴承、齿轮等）需要专用的油膜轴承润滑油。现代大型轧机，特别是具有板型、板厚自动控制的大型板、带连轧机大都采用油膜轴承，轧机油膜轴承属于径向滑动轴承，它是利用锥套和衬套之间的设计间隙形成合理的油楔进行工作，当锥套与轧辊一起运转时，将润滑油卷吸进锥套和衬套之间的楔形间隙内形成油膜，以承受轧机工作载荷。
一、油膜轴承油的研制
高速线材精轧机油膜轴承一般用做轧辊的支撑辊，工况极为恶劣，精轧机转速达1.5 万转以上，一方面速度和负荷变化大、冲击震动大，动压油膜形成难以稳定，易造成干摩擦或边界润滑，易磨损轴承；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、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，造成轴承非正常磨损。高速线材精轧机高压冷却水是精轧机油膜轴承油的主要污染源。含水量对油品性能影响极大，一般水份为25% 时，油品的粘度成倍增加，使50% 油品成半流体状。工业水的进入还增加了机械杂质，易堵塞过滤器和加速油品氧化。冷却水总硬度对润滑油性能也有影响，一般来说，水的总硬度越高，PH 值越大，水质越差，使油品易于乳化，对抗乳化性能越不利。根据精轧机油膜轴承油的使用工况，精轧机油膜轴承油应具有良好的粘温性能、优异的抗乳化性能、足够的抗磨性能和极压性能、良好的防锈防腐性能、氧化安定性能和抗泡性能等综合性能。
二、油膜轴承油在高速线材轧机上的应用
1.高速线材精轧机油膜轴承油配方设计。
润滑油的基本组成分为两部分：一部分为润滑油的主要部分即基础油，一般占润滑油成分的90-95%；另一部分为能提高基础油特性的功能添加剂，一般占润滑油成分的5- 10%。基础油精制深度和类型直接影响到油品的抗乳化性能、粘度性能和抗氧化安定性能等。加氢基础油具有粘度指数高、低温流动性好、颜色浅、抗乳化性能好、对抗氧剂的感受性好等特点，是优良的润滑油基础油。本研究采用加氢油作为高线精轧机油膜轴承油的主要基础油组分。高速线材精轧机油膜轴承油应具有良好的粘温性能、优异的抗乳化性能、足够的抗磨性能和极压性能、良好的防锈、防腐性能、氧化安定性能和抗泡沫性能等综合性能。根据高速线材轧机油膜轴承油的工作状态及性能要求，可知抗乳化性能是油品的关键性能。添加剂的选择必须要保证油品的抗乳化性能。因此添加剂主剂应选用活性适宜的含硫、含磷极压抗磨剂，并且应具有抗氧抗腐等多功能。同时为保证油品的综合性能，还应在配方中添加适量的防锈剂、防腐剂、抗氧剂、抗泡剂和破乳剂等。
2.添加剂选择。
油膜轴承油的典型添加剂抗磨型油膜轴承中典型添加剂主要有以下几种：1.油性剂：主要用于油性剂是提高油膜强度，增强油膜在金属表面的吸附性，降低摩擦系数的有效添加剂。选油酸乙二醇酯作为油性剂。2.抗磨剂：能降低基础油的摩擦系数、提高油膜强度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆选活性适中的对抗乳化性能影响较小的磷酸三甲酚酯作为抗磨剂。3.含硫极压剂：为满足轧机系统齿轮传动的润滑要求，应添加对油品抗乳化性能影响较小的含硫极压添加剂。选二苄基二硫醚作为极压剂。4.抗乳化剂：为改善抗乳化性能，选择胺与环氧乙烷缩合物作为抗乳化剂。5.其他功能剂：根据多年研究润滑油的经验，抗氧剂选2、6-二叔丁基对甲酚，抗腐剂即金属减活剂选噻二唑衍生物，抗泡剂选甲基硅油。为了使油膜轴承油的抗乳化性能优良，尽量在该体系中不引入大分子的化合物即降凝剂、粘度指数改进剂。油膜轴承油在粘温性能、闪点、倾点、抗腐蚀性、抗乳化性和四球试验等指标与进口油性能相当，而氧化安定性指标较进口油有较大幅度的提高。特别是易于引起反应变化的指标，如酸值、腐蚀和破乳化等性能无明显副作用；极压抗磨性能的相容性试验结果较好，可满足设备的润滑要求。混兑3个月后，油品运动粘度、酸值、破乳化性和承载能力稳定，氧化安定性指标得到提高，磨损元素无异常，润滑油中各组份的配伍是很重要的，配伍得当可以得到增强的效果，即优于几个添加剂单独使用的效果的总和，配伍不得当会互相抵消添加剂的效果，甚至产生相反的作用。根据润滑油复合配方传统的研究经验，通常采用正交实验方法来确定复合配方中的各添加剂的最佳加入量。
3.油膜轴承油脱水技术改进。受高温板带、冷却水、氧化铁皮等影响，油膜轴承工作环境极其恶劣，进水漏油几乎不可避免，也是各大轧钢厂设备维护工作的难点。进水漏油造成油膜系统油耗上升、更严重的是造成油膜轴承损坏引发轧机停机事故，经济损失巨大。旧油铁含量较高，其他金属元素含量较低，分析认为衬套上巴氏合金基本无磨损，铁含量较高主要由外界氧化铁皮混入引起冷却水中钾、钠、钙元素含量较高，与冷却水自身有关，是否影响分水性能需进一步分析。因无法完全避免外部冷却水进入轧机轴承润滑系统，故对高粘度油膜轴承油分水性能要求极高，一般新油分水时间不超过25 分钟，性能优异的可控制在5 分钟之内。同时油膜轴承所在的支承辊辊系，其状态的好坏，直接影响轧机精度，其良好的工作状态是保证轧制稳定的根本条件。油膜轴承油的氧化和长期水含量超标是导致分水性能下降的主要原因，与蒸馏水相比，现场冷却水及沉淀物对油膜轴承油分水性能下降影响不大。轧机油膜轴承润滑系统原用脱水机无法有效脱除高粘度油品中的水分，分析认为重点需要改进真空分离系统内部结构，确保真空罐内油膜表面积，及油膜在真空中流动的时间，以及确保真空分离系统中的通气性，易于脱除水蒸气。主要改进措施有：1）真空分离罐上方选用喷雾式分配器，将来自加热器的油膜轴承油均匀的喷射到型筛网上（。2）喷雾式分配器下方布置多层型筛网，油液雾化后喷洒到型筛网上，上部油液首先在型筛网斜面上向下流动时翻滚搅拌作用，使油液表面层不断更新，同时在斜面上形成很薄的油膜，水分和气泡极易得到挥发。另因筛网设计，透气性极好，水蒸气和气体很容易被除去。型结构使其面积增加同时油膜路径延长，从而使油膜在真空中保持时间增加，使油膜轴承油中的水分与气体的分离效果显著提高。
结束语
线材在国民经济中的作用与地位较重要，占我国钢材总产量的20％以上，其中不锈钢线材以其良好的耐蚀性、耐高温性、耐低温性、耐磨性、抗磁性及外观精美等特性，油品的分水抗乳化性能与进口油品始终有差距。因此有必要研发具有国际水平的新一代油膜轴承油，以提高我国在该领域的技术水平，用于替代进口，降低使用成本。
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[4] 李庆忠，于秀坤等.复合添加剂摩擦磨损性能的研究[J].机械科学与技术，2018年04 期.
论文作者:赵勋,刘亮,杜祥坤
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
标签：油膜论文; 轧机论文; 轴承论文; 性能论文; 油品论文; 线材论文; 润滑油论文; 《基层建设》2019年第30期论文;