油膜轴承锥套的计算分析
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第２ ３卷 第 ３ 期
２１ ０ ０年 ６月
四 川理 工 学 院学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｕ ａ ｏ ｉｈ ａ ｎｖ ｒ ｔ ｏ ｃ ｎ ｅ＆ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ （ ａ ｒｌ ｃ ｎ ｅＥ ｉｏ ） ｏ ｒ ｌ ｆ ｃｕｎＵ ｉ ｓｙ ｆ ｉ ｃ ｎ Ｓ ｅ ｉ Ｓ ｅ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｎ ｔ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄ ｉ ｉ ｕ ｅ ｔｎ
并 用 对称 双 键 ， 槽 宽 度 也 较 小 ， 样 减 小 了对 轧 制 力 键 这
１ 锥 套 结 构
锥套通过键与轧辊连接在一起同步旋转 ， 内孔锥 面 与轧辊紧密贴合 ， 油膜形成于外圆工作 面。为满足经常
磨 辊需 要 ， 套 经 常 从 轧 辊 上 拆 装 ， 套 锥 度 为 非 自锁 锥 锥
长键结 构指锥 套与 轧辊用 一个长 键连接 ， 锥套 内 因此 孔需 开一 通长键 槽 ， 键槽 超过轴 承的 中心 。由于锥套 本 身 是一 薄壁 圆筒 ， 键槽 对锥套 的刚性将 有很 大 削弱 。当 通长
轴 承工作 时 ， 在键槽 处 产生 较 大 的变 形 ， 油 膜 压力 和 轴 使
文 献标 识 码 ： Ａ
油膜轴承作为轧机的承载元件 ， 装备于轧机轧辊 和
轴 承 座上 ， 能 是 承 受 轧 制 压 力 ， 保 证 轧 机 的低 能 耗 功 并 运 行 。现 代大 型 轧 机 油 膜 轴 承 ， 以其 结 构 尺 寸 小 、 载 承 能力 大及 运转 精 度 高等许 多独 特 的优 势 ， 为迄 今 所 公 成
无键结构指工作 区无键 ， 特点是将锥套键槽开在靠 法兰端锥辊颈部分之外 ， 使锥套与轧辊相接触的锥面上 没有键槽。当轴承工作时 ， 油膜压力和轴承弹性 变形不
会发生周期性 波动 ， 提高 了轴 承承载力 ， 也提高 了产 品
作者简介： 沈利剑（ ９ ２） 男， １７ 一 ， 四川剑阁人 ， 师， 讲 硕士 ， 主要从 事机械制造与 自动化 方面的研 究。
３２ ６
四川理工学院学报（ 自然科学版）
４ ０
２１ ００年 ６月
３ ０
采
墨２ ＼ ５
２ ０
星１ ｌ ｓ 辎 ０ ＼
力分 布
５ ０
一 ・ｒｒｒｒ『ｆｒ — ／ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ Ｉ Ｉ Ｉ ｌ Ｉ ｌ Ｉ ＼， Ｉ ｌ Ｉ ｌ ｌ Ｉ Ｉ ｌｒ ｌ ｌ Ｉ Ｉ ｌ Ｉ ＇
厚 的分 布 对承 载 能力 、 转 精度 有 直 接 影 响 。应 用流 体 润 滑 理 论 、 运 边界 元 法 ， 过 对锥 套 关键 部 位 进 行 通
受力分 析 ， 可对锥 套 结 构的 优化 设 计提 供依 据 。 关键词： 轧机 ； 膜轴 承 ； 套 油 锥 中图分 类 号 ： Ｈ１ ３ ３ Ｔ ３ ．
Ｖｏ１２ Ｎｏ ３ ．３ ．
Ｊｎ ２ １ ｕ． ００
文章 编 号 ： ７ － ４ （０ ０）３０ ６ － １ ３１ ９ ２ １ ０ － ００ ６ ５ ３ ５
油 膜 轴 承 锥套 的计 算 分 析
沈 利 剑
（ 阳职 业 技 术 学 院 ，四川 绵 阳 ６ １０ ） 绵 ２ ００
摘
要： 油膜轴承是板带轧机的核心部件 ， 锥套是油膜轴承 中重要 的径 向承载元件之 一， 其键槽、 壁
认 的轧机 比较理想 的轴 承。但 随着 现代轧 制工程 的发 展， 对轧制精度提出了更高 的要求 ， 这就要求油膜轴 承
在承 载力 大 的 情 况 下 ， 够 保 持 运 转 平 稳 、 向跳 动 小 能 径 等 良好 的工作 性 能 。
承 弹性变 形都 发生周期 性波 动 ， 影响产 品精度 （ １ 。 图 ）
ｌ
处产生应 力集 中的原 因。为 了平衡 轧 制 工况 下 的 弯 曲变
形， 在弯辊力的作用下锥套键槽末端部位的接触压应力发
ａ无 键 轴 承 ； ： 键 轴 承 ： ｂ有 １ 衬 套 ； 套 简 ； ： 压 螺 母 ； 键 心 ： ２： ３液 ４：
左右， 因而对锥套 的形位公差 、 尺寸公差和粗糙度要求
高 ， 则锥 套 衬套 会 与金 属接 触 。 否
短键 结构 中锥 套 的键 长 度 比普 通 长 键 缩 短 约 ２３ ／，
和钢 板厚 度 波动 。但 锥 套 位 置 键 槽 依 然 在 轴 承 工 作 区 之 内 ， 响 并未 完 全 消除 。 影
Leabharlann Baidu角度 ， 一般为 ５ 一 。锥套 内孔加工有 油槽 ， 。 ６， 以方便拆
装 。锥 套 的键 连接 方式 有 长键 、 短键 、 无键 三 种 。
收 稿 日期 ：０ ００ －５ ２ １ －１２
锥套轴向接触区网格位置
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １２ １１ １３ １５ １４ １６ １日 １９ １７
图 １ ４ ０ ０ ０ ０吨 力 下 锥 套轴 向接 触 压 力 分 布
图 ７ 速 度 为 ９ ｓ时 接 触压 力分 布 ｍ／
油膜轴承是一种制造精度 、 表面粗糙度以及各种相关
参 数 （ 括润 滑油 和载荷等 ） 匹配 都非 常理 想 的滑 动 轴 包 的 承 ， 有承载 能力 大 、 用 寿命 长 、 度 范 围宽 、 构 尺 寸 具 使 速 结
小、 摩擦系数低、 抗冲击能力强 、 抗污染能力强等优点。
油 膜轴 承结 构 紧凑 ， 主要 工 作 部 分 是 套 在 锥形 辊 颈
上的锥套和用巴氏合金浇铸表 面的轴承衬套组成 ， 通过 专用润滑系统有控制地不断往锥套和衬套间隙供油， 借
助 于轴 承 间隙 内形成 的流体 动 压 效 应 ， 成 油膜 以承 受 形 外 载荷 … 。 油膜轴承在运转中 ， 成的最小油膜厚度仅 ３１ 形 ０ｚ ． ｍ
图 １ 无 键 （ ） 有 键 （ ） 种 支 撑辊 油膜 轴 承 设 计 上 、 下 两
２１ ０ ０年 ６月
四 川理 工 学 院学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｕ ａ ｏ ｉｈ ａ ｎｖ ｒ ｔ ｏ ｃ ｎ ｅ＆ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ （ ａ ｒｌ ｃ ｎ ｅＥ ｉｏ ） ｏ ｒ ｌ ｆ ｃｕｎＵ ｉ ｓｙ ｆ ｉ ｃ ｎ Ｓ ｅ ｉ Ｓ ｅ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｎ ｔ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄ ｉ ｉ ｕ ｅ ｔｎ
并 用 对称 双 键 ， 槽 宽 度 也 较 小 ， 样 减 小 了对 轧 制 力 键 这
１ 锥 套 结 构
锥套通过键与轧辊连接在一起同步旋转 ， 内孔锥 面 与轧辊紧密贴合 ， 油膜形成于外圆工作 面。为满足经常
磨 辊需 要 ， 套 经 常 从 轧 辊 上 拆 装 ， 套 锥 度 为 非 自锁 锥 锥
长键结 构指锥 套与 轧辊用 一个长 键连接 ， 锥套 内 因此 孔需 开一 通长键 槽 ， 键槽 超过轴 承的 中心 。由于锥套 本 身 是一 薄壁 圆筒 ， 键槽 对锥套 的刚性将 有很 大 削弱 。当 通长
轴 承工作 时 ， 在键槽 处 产生 较 大 的变 形 ， 油 膜 压力 和 轴 使
文 献标 识 码 ： Ａ
油膜轴承作为轧机的承载元件 ， 装备于轧机轧辊 和
轴 承 座上 ， 能 是 承 受 轧 制 压 力 ， 保 证 轧 机 的低 能 耗 功 并 运 行 。现 代大 型 轧 机 油 膜 轴 承 ， 以其 结 构 尺 寸 小 、 载 承 能力 大及 运转 精 度 高等许 多独 特 的优 势 ， 为迄 今 所 公 成
无键结构指工作 区无键 ， 特点是将锥套键槽开在靠 法兰端锥辊颈部分之外 ， 使锥套与轧辊相接触的锥面上 没有键槽。当轴承工作时 ， 油膜压力和轴承弹性 变形不
会发生周期性 波动 ， 提高 了轴 承承载力 ， 也提高 了产 品
作者简介： 沈利剑（ ９ ２） 男， １７ 一 ， 四川剑阁人 ， 师， 讲 硕士 ， 主要从 事机械制造与 自动化 方面的研 究。
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受力分 析 ， 可对锥 套 结 构的 优化 设 计提 供依 据 。 关键词： 轧机 ； 膜轴 承 ； 套 油 锥 中图分 类 号 ： Ｈ１ ３ ３ Ｔ ３ ．
Ｖｏ１２ Ｎｏ ３ ．３ ．
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文章 编 号 ： ７ － ４ （０ ０）３０ ６ － １ ３１ ９ ２ １ ０ － ００ ６ ５ ３ ５
油 膜 轴 承 锥套 的计 算 分 析
沈 利 剑
（ 阳职 业 技 术 学 院 ，四川 绵 阳 ６ １０ ） 绵 ２ ００
摘
要： 油膜轴承是板带轧机的核心部件 ， 锥套是油膜轴承 中重要 的径 向承载元件之 一， 其键槽、 壁
认 的轧机 比较理想 的轴 承。但 随着 现代轧 制工程 的发 展， 对轧制精度提出了更高 的要求 ， 这就要求油膜轴 承
在承 载力 大 的 情 况 下 ， 够 保 持 运 转 平 稳 、 向跳 动 小 能 径 等 良好 的工作 性 能 。
承 弹性变 形都 发生周期 性波 动 ， 影响产 品精度 （ １ 。 图 ）
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处产生应 力集 中的原 因。为 了平衡 轧 制 工况 下 的 弯 曲变
形， 在弯辊力的作用下锥套键槽末端部位的接触压应力发
ａ无 键 轴 承 ； ： 键 轴 承 ： ｂ有 １ 衬 套 ； 套 简 ； ： 压 螺 母 ； 键 心 ： ２： ３液 ４：
左右， 因而对锥套 的形位公差 、 尺寸公差和粗糙度要求
高 ， 则锥 套 衬套 会 与金 属接 触 。 否
短键 结构 中锥 套 的键 长 度 比普 通 长 键 缩 短 约 ２３ ／，
和钢 板厚 度 波动 。但 锥 套 位 置 键 槽 依 然 在 轴 承 工 作 区 之 内 ， 响 并未 完 全 消除 。 影
Leabharlann Baidu角度 ， 一般为 ５ 一 。锥套 内孔加工有 油槽 ， 。 ６， 以方便拆
装 。锥 套 的键 连接 方式 有 长键 、 短键 、 无键 三 种 。
收 稿 日期 ：０ ００ －５ ２ １ －１２
锥套轴向接触区网格位置
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １２ １１ １３ １５ １４ １６ １日 １９ １７
图 １ ４ ０ ０ ０ ０吨 力 下 锥 套轴 向接 触 压 力 分 布
图 ７ 速 度 为 ９ ｓ时 接 触压 力分 布 ｍ／
油膜轴承是一种制造精度 、 表面粗糙度以及各种相关
参 数 （ 括润 滑油 和载荷等 ） 匹配 都非 常理 想 的滑 动 轴 包 的 承 ， 有承载 能力 大 、 用 寿命 长 、 度 范 围宽 、 构 尺 寸 具 使 速 结
小、 摩擦系数低、 抗冲击能力强 、 抗污染能力强等优点。
油 膜轴 承结 构 紧凑 ， 主要 工 作 部 分 是 套 在 锥形 辊 颈
上的锥套和用巴氏合金浇铸表 面的轴承衬套组成 ， 通过 专用润滑系统有控制地不断往锥套和衬套间隙供油， 借
助 于轴 承 间隙 内形成 的流体 动 压 效 应 ， 成 油膜 以承 受 形 外 载荷 … 。 油膜轴承在运转中 ， 成的最小油膜厚度仅 ３１ 形 ０ｚ ． ｍ
图 １ 无 键 （ ） 有 键 （ ） 种 支 撑辊 油膜 轴 承 设 计 上 、 下 两