油膜轴承是以润滑油为润滑介质的径向滑动轴承。其工作原理是在轧制过程中，由于轧制力的作用，滚筒轴颈移动，油膜轴承中心与轴颈中心产生偏心，油膜轴承与轴颈之间的间隙形成两个区域，一个是发散区域(沿轴颈旋转方向的间隙逐渐增大)，另一个是收敛区域(沿轴颈旋转方向逐渐减小)。旋转轴颈使粘性润滑油从分散区带入收敛区，沿轴颈旋转方向轴承间隙由大变小，形成油楔，在润滑油中产生压力。油膜内各点的压力沿轧制方向的合力是油膜轴承的承载力。当轧制力大于承载力时，轴颈中心与油膜轴承中心之间的偏心距离增大。在收敛区，轴承间隙沿轴颈旋转方向变陡，非常小油膜厚度变小，油膜内压力变大，承载力变大，直到与轧制力平衡，轴颈中心不再偏离，油膜轴承与轴颈完全分离。

从油膜轴承的工作原理可以看出，油膜轴承系统中非常重要的参数之一是非常小油膜厚度。当非常小油膜厚度值小，润滑油中金属杂质颗粒过大，金属颗粒外形尺寸超过非常小油膜厚度时，金属颗粒与润滑油通过非常小油膜厚度时金属接触，严重时烧瓦。此外，当非常小油膜厚度过小时、堆钢等事故发生时，轴颈与油膜轴承的金属接触容易烧瓦。非常小油膜厚度与油膜轴承的结构尺寸、材料、相关部件的加工精度、油膜轴承系统的安装精度、润滑油和轧制力有关。