轧辊是辊轧机的关键零件,其表面形位精度直接决定了钢带的质量,受轧辊与钢带间接触和摩擦力的影响,轧辊表面产生一定的磨损,轧辊的微弱振动导致辊轧机的整机稳定性降低,并降低辊轧钢带的质量,所以需定期更换轧辊,从而造成了轧辊的资源浪费,因此,如何辨别轧辊的磨损量,并研发轧辊的再制造修复技术,以提高轧辊的性能、延长其使用寿命,适应现代轧钢业发展的需求,成为当前轧辊制造业的一个重要课题。针对六辊轧机轴系多、辊-辊间非线性动态特性及动力传递过程复杂多变的问题,构建了六辊轧机6自由度非线性动力学模型,针对模型中多个非线性刚度、阻尼所造成的方程难以求解的问题,根据支撑辊、中间辊、工作辊的结构尺寸和功能作用,将中间辊、工作辊的质量集中到支撑辊上,获得等效的上、下辊系2自由度辊轧动力学模型,从而将6自由度模型降为2自由度模型,方便模型的数值近似求解。针对采用单一动力学模型求解轧辊振动范围受限问题,分别建立了周期扰动和辊系分段刚度下的2自由度非线性动力学模型,并采用摄动法对动力学方程进行了求解,得到对应的时域、频域特性曲线,分析了刚度、阻尼变化对轧机垂振系统的影响,研究了不同参数对系统幅值、共振区域的影响,通过对比分析确定了轧辊工作过程辊系振动量范围,为研究辊系振动影响下的辊与板带间法向接触力变化范围提供了依据。针对轧辊与钢带间的弹性接触与摩擦问题,构建了轧辊轧制钢带过程中的有限元动力学仿真模型,将轧辊视为辊身为各向同性弹性模型,轧件为双线性各向同性硬化弹塑性模型,并将支撑辊的垂直振动量作为位移边界条件,仿真研究了包含轧辊工作过程中,轧辊与刚带接触区域的法向接触力、切向摩擦力,以及接触区域应力、应变特性,并在此基础上,研究了压下量、轧制速度对轧辊与钢带接触特性的影响规律,为研究轧辊的磨损特性提供了载荷依据。针对轧辊的摩擦磨损问题,以所获得的法向接触力的变化规律为基础,对轧辊试件进行了摩擦磨损实验研究,获得了不同载荷、磨损时间条件下,轧辊试块的磨损量,以载荷和磨损时间作为输入样本,磨损量作为输出样本,构建了具有果蝇优化寻优因子的RBF神经网络预测模型,并同实验对神经网络模型的准确性进行了验证。针对磨损后的轧辊再制造修复问题,本文以类似于高速钢成分的材料作为工作层,在工作层成分基础上通过降低主要元素含量作为过渡层。利用氩弧熔覆的方法将材料熔覆到45号钢的基体上,研究不同工艺参数对工作层及过渡层的影响,分析过渡层的组织与性能。结果表明:在工作层成分上逐渐减少主要元素含量,形成三种过渡层成分,在三种过渡层中,碳化物种类少于工作层的,在微观组织中多为板条状的马氏体,随着元素含量增加,弥散分布的碳化物数量也随之增多,在力学性能上要低于工作层,但优于基体力学性能。在过渡层的基础成分上进行相对应的双热源熔覆和氩弧熔覆,经比较得知添加激光熔覆的双热源熔覆层在硬度、摩擦磨损、热疲劳性能等方面均优于氩弧焊的组织性能。因此在过渡层基础上选择双热源熔覆最为适宜。该论文有图77幅,表15个,参考文献181篇。