辗环机原理
1 环件轧制成形理论
轧环始于 19 世纪火车轮箍的制造 ，当时采用轧制钢质轮箍取代铸铁轮箍，以满足火车提速要求。轧环理论研究始于 20 世纪 60 年代，JOHNSON等[7-9]针对环件轧制理论进行了性研究，通过轧制试验和解析计算，研究了环件径向轧制中的塑性铰位置、压力分布以及轧制力计算方法，从塑性力学的角度初步揭示了轧环变形的基本规律。20 世
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辗环机原理
1 环件轧制成形理论
轧环始于 19 世纪火车轮箍的制造 ，当时采用轧制钢质轮箍取代铸铁轮箍，以满足火车提速要求。轧环理论研究始于 20 世纪 60 年代，JOHNSON等[7-9]针对环件轧制理论进行了性研究，通过轧制试验和解析计算，研究了环件径向轧制中的塑性铰位置、压力分布以及轧制力计算方法，从塑性力学的角度初步揭示了轧环变形的基本规律。20 世纪80 年代以来，有限元数值模拟的发展，轧环过程塑性变形数值分析得到了许多学者的重视 。但是，轧环变形过程稳定实现、轧环技术参数设计控制等关键问题还需要解决。参见图 1 径向轧环，驱动辊作旋转轧制运动，压力辊作直线进给运动和旋转轧制运动，导向辊作旋转与跟随导向运动，环件毛坯(简称环坯)在驱动辊、压力辊和导向辊共同作用下反复通过驱动辊与压力辊构成的轧制孔型，产生壁厚减小、直径扩大的轧环变形，直至达到规定的径向尺寸和截面轮廓时轧环变形结束
轧环变形中，驱动辊旋转轧制运动由电动机驱动；压力辊直线进给运动由液压缸驱动，压力辊的旋转轧制运动无动力驱动，它由环坯与压力辊接触面之间的摩擦力驱动作旋转轧制运动，因而压力辊又称为从动辊或芯辊；导向辊无动力驱动，它由环坯与其接触面的摩擦驱动作旋转导向运动。由此可知，径向轧环是在多辊多运动作用下的复杂运动和变形。图 2的径轴向轧环是在径向轧环基础上增加了一对轴向轧制锥辊，轴向锥辊同时作旋转轧制运动、轴向直线进给运动和随环件直径扩大的径向跟随运动，进而实现环件的轴向变形和端面成形。从图 1 和图 2所示的轧环原理可知，无论是径向轧环还是轴向轧环，它们都具有如下共同特点：
① 驱动辊作主动旋转轧制运动，压力辊作从动旋转轧制运动，且两者的轧制转速是不同的，具有异步轧制变形性质；
②驱动辊直径大，压力辊直径小，具有非对称轧制变形性质；
③ 轧环过程中随着压力辊的直线进给运动，驱动辊与压力辊构成的轧制孔型逐渐变化，环件反复通过不断变化的轧制孔型进行多转轧环变形，具有多道次轧制变形性质。
因此轧环变形是多种轧制变形的复合，成形规律十分复杂。轧环过程中经常出现如下异常现象：
① 环件不转动，亦即环件不能咬入孔型；
② 环件转动但不产生直径扩大变形；
③ 环件被导向辊压扁，亦即环件整体刚度失稳；
④ 环件和轧辊产生强烈自激振动，压力辊跳离环件，甚至导致轧环机主轴和压力辊折断。任一上述现象出现将会使轧环过程中断，导致轧环废品。为了实现轧环成形，环件必须连续咬入轧制孔型产生稳定的旋转轧制运动；在环件旋转轧制运动的同时，驱动辊与压力辊共同作用产生的塑性变形区应穿透环件的壁厚，进而实现环件壁厚整体变薄、直径整体扩大，亦即实现轧环成形；在轧环过程中，环件还要具有足够刚度，保持整体圆环形状。针对轧环的性质特点和异常现象，国内学者开展了深入的理论和试验研究，提出了轧环的咬入孔型条件、塑性锻透条件、刚性稳定条件和运动稳定性条件，揭示了轧环力能作用规律，初步建立了轧环成形理论框架
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