冷軋帶鋼和薄（báo）板一般（bān）厚度（dù）為 0.1-3mm，寬度（dù）為 100-2000mm，具有（yǒu）表麵光潔、平整、尺寸精度和（hé）機械性能好等優點，廣泛（fàn）應用於汽車製造、電工電器、建築（zhù）建材、包裝材料、家用電器等各個行（háng）業。隨著時代的進步，各行（háng）業對冷軋帶鋼和薄板的質量要求越來越高（gāo），尤其在汽車製造（zào）行業，其對板材的質量要求已達到********的高度。麵對（duì）挑戰，各種先進的（de）軋機被設計製造出來。這些軋機采用不同的軋製方（fāng）式，采用不同的輥係配（pèi）置。從 4 輥軋製式（shì）、6 輥軋製式、8 輥軋（zhá）製式、12 輥軋製式到 20 輥軋（zhá）製式，總體的發展趨勢是多輥化和軋輥小徑化。出現這樣的（de）發展趨勢，一定存在著必然（rán）性。本文立足於理論研究角（jiǎo）度對工作輥輥徑大小的改變對軋製性能的（de）影響進行分析研究，力求發現一點規律，為相關研究人員提供參（cān）考。

一、冷軋製過程受力狀（zhuàng）況介紹 

1、軋製過程（chéng）簡介（jiè）

鋼帶的軋製過程，就是鋼帶（dài）在通過上下工作輥所限定（dìng）的輥縫時，受到上下工作（zuò）輥的滾壓產生塑彈性變形而使鋼帶變薄（báo），從而得到（dào）一定（dìng）厚度（dù）的鋼帶的過程。由於軋製過程對（duì）鋼帶產生極大的擠壓力，使鋼帶的晶粒被壓（yā）扁、拉長，晶格歪扭畸變，晶粒破碎，造成鋼帶的塑性降低，硬度和強度增高，產生加工硬化（huà）的現象。與此同時，鋼帶的軋製（zhì）過程產生很大的變形（xíng）熱，使帶鋼與軋輥的溫度升高。輥麵溫度過（guò）高會引（yǐn）起工（gōng）作輥淬火層硬度下降（jiàng），影響帶鋼的表麵質量和軋輥壽命。輥溫的升高和（hé）輥溫分布不（bú）均勻會破壞（huài）正常（cháng）的輥形，直接影響帶鋼的板形和（hé）尺寸精度。因此，為了保證冷軋的（de）正常生產，對軋輥和帶（dài）鋼應采取有效（xiào）的冷（lěng）卻（què）措施，如乳化液等。

軋製過程中，由於帶鋼的化學（xué）成分和組織不均勻、鋼帶原始厚度不均；軋輥的熱（rè）膨脹、軋（zhá）輥的磨損、軋輥的偏心運轉等；軋機（jī）的各部分接觸麵間存在間隙及（jí）軋機自身彈性變形，都會造成（chéng）帶鋼厚度的波動。為（wéi）了保證帶鋼縱向（xiàng）厚度不（bú）變，生產中采用恒輥（gǔn）縫控（kòng）製來實現對其厚度的控製。即通過測厚傳感器反饋的厚（hòu）度值（zhí）控製液壓設備動態調整軋製壓力大小，從而保證軋製輥縫中間厚度不變的控製方（fāng）法。此方法要求軋（zhá）機具有較（jiào）高剛性。

當采用恒輥縫控製時，軋製壓力是動態急劇變化的，這（zhè）就（jiù）導致工（gōng）作輥在軋製過程中（zhōng）的彎曲程（chéng）度（dù）也是動態變（biàn）化的，從而造成帶鋼在寬（kuān）度方（fāng）向上，邊沿部分與中間部分的厚度不均現象。恒輥縫法，雖然保證了中間部分厚度一致，但損失了邊沿部分的精（jīng）度。為（wéi）此，又產生（shēng）了一種控製方法：恒壓（yā）力控製。

當采用恒（héng）壓力控製時，軋（zhá）製（zhì）壓力是保持不變的，並不（bú）調整由於坯（pī）料厚度偏差所形成的帶鋼偏差，此時所得（dé）到的帶鋼板型較好。恒壓力控製一般用在平整機操作上，以改善軋件的板（bǎn）形。

在軋製過程中，還可以采（cǎi）用（yòng） HC、CVC、UPC 輥板型控製法等動態（tài）控製板形的方法（fǎ）來控（kòng）製板形。

2、軋製過程工（gōng）作輥受力分析

N0——軋製壓力

N0’——帶鋼對工作輥（gǔn）的反作用力

f 摩擦（cā）——帶鋼對工作輥施加的反作用靜摩擦力

Fx——X 方向支座反力

Fy——Y 方向支座反力

M 驅動——驅動轉矩

采用恒輥縫法控製，軋製力是動態急劇變化的，故 N0、N0’也是動（dòng）態急劇變化的，屬於交（jiāo）變力。這也導致 Fx Fy 時刻處於急劇變化，也屬於交變力。而在帶鋼軋（zhá）製（zhì）線速度不變的情況下，即 V0不變時有（yǒu）：

M 驅動= f 摩擦·r ——力矩平衡，r 為工作輥半徑

從接觸形式上看，工（gōng）作輥與鋼帶、工作輥與支承輥（或者中間輥）都屬於線接觸，接觸處均存在（zài）著急劇變化的交變應力，存在較大應力集中（zhōng）現象。

從彈性變形上看，工（gōng）作輥受 N0、N0’兩個交變壓力作用，在其上下兩接（jiē）觸麵上產（chǎn）生動態的局部的彈性變形。

二、軋製變形區詳解

假設（shè）工作（zuò）輥剛性無限大，則在軋製力作用下工作輥（gǔn）不存在彈性變（biàn）形。那麽，軋（zhá）製（zhì）變形區為圖中理論變形區表明的部分。

實際情況是，工作（zuò）輥經過表麵淬火，表麵具有（yǒu）一定厚度的（de）硬（yìng）化層，硬度較（jiào）高。但在軋製力作用下，仍然會產生（shēng）變形，變形量為 A，即壓扁變形量。

帶鋼（gāng）經（jīng）過工作輥軋製之後，在出輥縫時，會有一定（dìng）的彈性恢複形變，變形量為 B。

從圖中可知，由於工作輥及鋼（gāng）帶（dài）都存在彈性變形，使得實際變形區長度 L’大（dà）於理論變形（xíng）區長度。這種變化導致了實際壓入角比理論壓入角 Q 偏大的事實。對壓入順暢及防止打滑都有一（yī）定的影響。

三、軋輥輥徑的（de）變化對軋機剛度的影響（xiǎng）

從受力分析可知，工作（zuò）輥受急劇變化的交變應力作用，在上下線接觸部位上存在局部較大（dà）應力集中現（xiàn）象，同時接觸部位會產生局部彈性變（biàn）形。

在（zài）生（shēng）產實際中的工作輥，較大輥徑時一般采用表麵（miàn）淬火處理來生成一（yī）定厚度的硬化層，或者（zhě）再進行表麵滲碳、氮等處（chù）理，來提高表麵硬度。由於輥徑較大，淬火深度無法達（dá）到輥心，因而使（shǐ）得心部材料的硬度較低。在實際應用中，受（shòu）急（jí）劇（jù）變化的交（jiāo）變應力作用時，由於殼硬裏軟，在接觸線上各個位置都會產生內應力梯度，導（dǎo）致各點內部彈性變形不一致，從而更容易產（chǎn）生內部缺陷（xiàn）的累計與擴大（dà），產生（shēng）疲勞裂紋或表麵局部剝落現（xiàn）象。再加上（shàng）軋製熱的作（zuò）用，軋輥表麵的失效速度會更快（kuài），直接影響鋼帶的質量和生產進度。

從變形區的分析中，17C.COM一起草入口知道，實際變形區長度是大於理論變形區長度的。當采用較大輥徑工作輥時，由於殼硬裏軟，接觸線上產生的彈性變形量較整體淬透時的變形量要大，從而使得（dé）實際變形區（qū）長度變長。在壓力不（bú）變的情況下（xià），單位接觸點上的（de）壓強實（shí）際是降低的（de），但鋼帶的屈服極限一定，因而，隻（zhī）有提供更大的（de）軋製力才能提高單位接觸點上的壓應力，才能（néng）得到理想的軋製（zhì）效果。

當（dāng）工（gōng）作輥輥徑（jìng）減小時，會帶來以下幾點（diǎn）好（hǎo）處（chù）：

1、工作輥輥徑（jìng）減小利（lì）於整（zhěng）體淬火，使（shǐ）整體具有均一的（de）硬（yìng）度，在軋製力（lì）作用下，彈性變形量會減小，從而減小軋機彈跳，提高了軋機剛性，利於厚度控製。同時，使得軋製變形區的長度也減小，5提高了（le）單（dān）位接觸點上的壓強，在相對小（xiǎo）一些的軋（zhá）製（zhì）力下也能得到理想的軋製效果。當采用多個軋機同時軋製時，利於克服前道軋製產生的加工硬化（huà），保證板厚。

2、工作輥輥徑減小，有利（lì）於提高工作輥的疲勞強度，提高（gāo）工作輥的使用時間，降低工作輥的消耗。（參考文獻 2）

3、工作輥輥徑（jìng）減小，利於減小軋（zhá）機彈跳，提高軋機剛性。軋機壁厚相同時，在相同軋製（zhì）力作（zuò）用下，內腔高度小的軋機機架的彈性變形量比內腔高度大的軋機機架的彈性變形量要小，從而有利於（yú）減小（xiǎo）軋機彈跳，提高軋機剛性。

4、工作輥輥徑減小，剛性提高，可以軋製更薄的鋼帶，適應加工（gōng）的板材範圍變大（dà）

五、結論 

工（gōng）作輥（gǔn）輥徑減小，利（lì）於節能降耗，利於鋼帶厚度控製，利於軋製更薄鋼帶。