Классифицируются валки:
1. По назначению:
а) сортовые;
б) листовые.
2. По материалу:
а) стальные;
б) чугунные.
3. По твердости:
а) мягкие НВ<270;
б) полутвердые НВ=270-420;
в) твердые НВ=420-600;
г) сверхтвердые, твердость по Шору > 100 единиц.
Валки прокатных станов могут изготавливаться как цельными (литыми или кованными), так и составными. При горячей прокатке на обжимных станах используют литые или кованные валки из углеродистой стали большой вязкостью. Для листовых и сортовых станов валки должны быть прочными и иметь высокую поверхностную твердость. У этих валков мягкая сердцевина, которая сопротивляется изгибу, и твердая поверхность, хорошо сопротивляющаяся износу. Для станов холодной прокатки требуются валки с высокой поверхностной твердостью (для рабочих - до 100HSD, для опорных – до 80HSD) и большой прочностью (800 – 900 МПА) для восприятия больших деформаций. При диаметре валков до 300мм. в качестве материалов для их изготовления используются стали 9Х; 9Х2. При диаметре валков более 300мм. используются стали 9Х2; 9Х2В; 9Х2МФ.
У составных (бандажированных) валков втулка изготавливается из выше перечисленных сталей, а для оси - стали 55Х; 60ХН; 80ХН3В.
Рабочие валки для прокатки ленты до 0,05мм. изготавливают из керамических твердых сплавов.
4.1.1.Определение геометрических размеров прокатных валков
Средняя часть валка, соприкасающаяся с металлом, называется бочкой (Рисунок 7). По обе стороны бочки расположены шейки, которыми он опирается на подшипники. В зависимости от типа подшипников шейки могут быть цилиндрическими или коническими. Для соединения валка со шпинделем концы валков выполняют в виде вилки или трефа. Сортовые валки отличаются от листовых наличием ручьев, нарезаемых на бочке на токарных станках.
Размеры прокатных валков регламентированы ГОСТом и выбираются с учетом стана, на котором они устанавливаются. Исходным размером при проектировании валков является диаметр бочки, а остальные размеры определяются по определенным соотношениям.
Рисунок 7 - Листовой валок
Длина бочки листового стана принимается равной (2,2 
2,8) 
, но не менее, чем В + 100 мм,
где В - ширина листа.
При выполнении шеек валков, устанавливаемых в подшипниках скольжения, для большинства листовых станов:
где 
диаметр шейки валка;
- длина шейки валка.
При установке валков на подшипниках качения из-за их большого габарита диаметр шейки приходится назначать несколько меньше:
Плоские концы валков для соединения при передаче вращения универсальным шпинделям выполнены со следующими размерами:
мм,
где 
- минимальный диаметр валка после переточки принимается равным 
Рабочий диаметр валков выбирают с учетом допустимого угла захвата, сопротивляемости валков изгибу и условия получения минимальной стрелы прогиба.
Для обжимных, сортовых, а также толстолистовых станов, определяющим при выборе диаметра бочки, является условие захвата металла валками:
Для обжимных станов 
о; для сортовых, толстолистовых станов
aзах =16-18о.
Для станов холодной прокатки диаметр рабочих валков определяется соотношением:
D = (2500 – 3000)hmin,
где hmin – минимальная толщина прокатываемого металла.
4.1.2. Расчет на прочность листового валка
Опасные сечения валка находятся посередине бочки (1-1) и в месте соединения цапфы с бочкой (11-11). В сечении 1-1 валок рассчитывается на изгиб, в сечении 11-11 - на изгиб и кручение. Изгибающий момент в сечении 1-1:
напряжение изгиба в этом сечении
Изгибающий момент в сечении 11-11:
напряжения изгиба и кручения в сечении 11-11
где 
- крутящий момент, передаваемый шейкой (момент прокатки), Приведенное напряжение в сечении 11-11
Полученные напряжения 
, и 
должны быть равны или меньше допустимого, выбираемого исходя из пятикратного запаса прочности по пределу прочности материала валка.
Валки из кованой углеродистой стали обычно имеют пределы прочности 
н/мм2, из литой стали - 
н/мм2, чугунные - 
н/мм2.
У приводного конца валка, выполненного в форме плоской лопасти, наиболее опасным является сечение 111-111. Давление на боковую поверхность одной ветви лопасти со стороны головки универсального шпинделя определяется по формуле
Изгибающий момент в сечении ІІІ-ІІІ
где 
- максимальный угол отклонения - универсального шпинделя от оси валка (
);
момент кручения 
;
напряжение изгиба 
напряжение кручения 
где 
- коэффициент, зависящий от отношения 
, определяемый по таблице 2:
Значения коэффициента Таблица 2
|
|
|
|
|
|
| 0,208 | I,5 | 0,346 | 0,495 | ||
| 0,801 | 1,15 | 1,788 |
Приведенное напряжение 
4.1.3. Расчет валков на жесткость
Под воздействием больших усилий прокатки валки прогибаются, что приводит к разнотолщинности металла по ширине. Для компенсации прогиба листовых валков бочку их делают выпуклой на величину разностей прогибов в центре валка (
) и у края листа (
). Наибольший прогиб валков происходит под действием изгибающих моментов. Но так как диаметр валков по сравнению с длиной бочки относительно велик, то необходимо учитывать прогиб, вызванный действием перерезывающих сил.
Решение дифференциального уравнения упругой линии валка приводит к формуле прогиба середины валка относительно края прокатываемого листа [4]
где 
- модуль упругости II рода (сдвига) для стальных валков,
Н/мм2.
Для конструирования подшипниковых узлов и подушек рабочих валков необходимо знать прогиб середины бочки валка относительно её края
где Е - модуль упругости для стальных валков; 
Н/мм2; 
- момент инерции сечения бочки; 
