軋制力

圖1給出軋輥加於軋件的力，為軋制力，它垂直於軋輥表面；為摩擦力；為變形區水平投影長度。軋制力是確定軋機強度的基礎。正確計算和測定軋制力，對於設計和使用軋機均有很大意義。

影響軋制力的因素 為了便於分析，可把影響因素分為兩類：①影響軋件材料在簡單應力狀態下變形抗力的因素，如化學成分、組織、軋制溫度和速度、加工硬化等；②影響變形的應力狀態的因素，如軋輥直徑、軋件尺寸、表面摩擦、外力（張力或推力）等。由於影響軋制力的因素很多，而且在實際生產條件下各因素變動範圍較大，所以雖有多種方法計算軋制力，但仍未能取得滿意的結果。一般來說，確定軋制力的方法可以分為理論計算，用總結實驗值的經驗公式計算，以及實測法三種：

軋制力的理論計算方法 有截面法、滑移線法、能量法、上下界法、有限元法等，其中截面法（也稱工程近似法）應用最廣。

截面法中有代表性的是卡門（T.von Karman）方程（1925年提出）。此方程為在一定假設條件下於變形區取任意截面（圖2），根據力平衡條件導出

式中為加在微分體上的應力， 為軋輥加於軋件微分體上的單位垂直壓力，μ為軋輥與軋件間的摩擦係數；θ為微分體所在的角。再列入有關軋件的塑性變形條件、摩擦條件以及變形區的邊界條件等，即可求出沿接觸弧的單位壓力分佈，再求和即可得出軋制力P。由所採取求解的假定不同，就可得出種種不同的公式和計算方法。比較簡化實用的是由解上述方程而得到的采利科夫(Α.И.Целиκов)公式。其他還有奧羅萬(E.Orowan)方程，應用也較廣，它在應力分佈和條件等方面的假設與上述稍有不同，用此方程，布蘭德－福特(D.B.Bland-H.Ford)建立了用於冷軋的公式，西姆斯（R.B.Sims）建立了用於熱軋的公式。軋制力的理論計算公式均較複雜，又都對實際變化著的許多條件因素作不同的簡化，所以公式雖然很多，但應用範圍均受一定條件限制，精度也較差。

軋制力的經驗公式 由於理論公式的上述缺點，實際中常應用一些經驗公式，如常用的計算熱軋碳鋼軋制力的埃克倫德（S.Ekelund）公式：

式中為變形抗力，

f為摩擦係數,；t為軋制溫度；v為軋輥圓周速度；為軋件平均寬度；為壓下量；R為軋輥半徑。

目前軋機上實測軋制力的技術有很大發展，軋機上的測力感測器通稱壓頭，常用的有電阻應變式和壓磁式兩種，隨著軋機自動控制的發展，它已成為現代軋機必備的檢測手段（見軋機彈性變形）。

參考書目

趙志業主編：《金屬塑性變形與軋制理論》，冶金工業出版社，北京，1980。