在环件轧制过程中，辗环机结构、轧制工艺、环件参数等都对环件轧制的顺利进行有重要影响。其中，抱辊系统是保证环件质量和轧制过程稳定的重要结构。若抱辊力或施力位置不合理，轻者可能会导致环件轧制无法顺利进行，严重时会使环件压溃而成为废品。因此，对环件轧制稳定性及抱辊系统的研究具有非常重要的意义。本文首先分析了径向轧制环件失稳影响因素，主要有两大因素：一是径向轧制变形区处主辊与芯辊对环件压下而产生的切向力对环件作用；二是抱辊对环件作用。然后分别在这两种情况下对环件进行力学分析，得到环件截面弯矩方程，并分析各影响因素对环件截面弯矩的变化规律。根据弯矩的可叠加性，得到径向轧制综合作用环件截面弯矩方程，进而得到径向轧制过程中环件应力方程，提出了径向轧制过程中环件塑性失稳判据。在径-轴向轧制过程中，主辊与锥辊的转速匹配关系和环件扩大速度与锥辊后退速度匹配关系对轧环稳定性具有重要影响。当主辊转速与锥辊转速不匹配时，环件受到锥辊的切向摩擦力作用；当锥辊后退速度与环件扩大速度不匹配时，环件受到锥辊的径向摩擦力作用。本文分别在这两种情况下对环件进行力学分析，得到环件的弯矩方程，综合考虑径向轧制和轴向轧制各因素对环件弯矩的影响，得到径-轴向轧制环件弯矩方程和应力方程，提出径-轴向轧制过程中环件塑性失稳判据。利用正交优化理论对环件轧制工艺参数进行优化研究。影响环件应力的主要因素有抱辊力、抱角、每转进给量和环件半径。通过正交试验分析，得到因素影响的主次顺序和各影响因素对环件应力影响的显著性程度，其中因素抱辊力、抱角、环件半径、抱辊力与环件半径的交互作用对环件应力的影响非常显著，抱辊力与抱角的交互作用对环件应力的影响比较显著。分析了各重要影响因素对环件应力的影响规律。抱辊力是影响环件轧制稳定性最重要的因素，以D53-2500A型辗环机实际轧环为例，分析了该辗环机抱角与抱辊力随环件外圆半径的变化规律，得到稳定轧制所允许的最大抱辊力随环件外圆半径的变化规律，并对比了轧制过程中的实际抱辊力与理论最大抱辊力的变化规律，指出实际抱辊力加载的不足，对实际轧制生产过程中抱辊力的控制具有较强的指导意义。