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超越式递纸机构的探讨

时间:2003-11-21 作者:修澄 来源:修澄

(本文为必胜网原创文章,禁止转载,转载必纠)

  单张纸胶印机采用的递纸方式多种多样,但归纳起来,可划分为三种基本形式:直接递纸、间接递纸和超越式递纸。

近年来,印刷机的速度不断提高,单张纸胶印机速度已达到1.6万张/时或更高。被大量采用的间接递纸虽具有传纸比较平稳的特点,能满足高速印刷的要求,但这种递纸方式亦属于机械往复运动,仍然是将定位好的纸张经过两次交接到压印滚筒叼纸牙排,印速越快,惯性越大,冲击力也越大,对机械的损伤也比较严重,总不免产生误差,影响套印精度,从而阻碍印刷速度的进一步提高,而且印刷速度提高到一定程度后,由于制造精度的限制以及装配误差及震动等客观原因,总不免会产生误差,也影响套印的准确性。

为此,目前在一些高速印刷机上,将纸张的最终定位的位置放到压印滚筒上,即最终套准规矩设置在压印滚筒上而不是在输纸板上。纸张在进纸板上经过预前规和侧规定位后,速度由零逐渐加大到超过滚筒表面线速度约25%左右的速度,把纸张紧紧地推到滚筒上的前规进行定位,因此这种递纸方式称为超越式递纸。   

采用超越式递纸,能够尽可能地缩短纸张在规矩处的定位时间,由往复运动的纸张加速机构将纸张加速到超过滚筒表面线速度,在滚筒上最终定位,然后由滚筒叼牙叼住进行印刷。这样就没有传递过程中破坏纸张定位精度的问题。这种递纸方式克服了直接和间接递纸的缺点,有利于提高印刷的速度。它具有以下优势:

①与间接递纸方式相比,减少了一副递纸叼牙机构,结构紧凑,递纸出错几率降低。

②纸张采用两次定位,终定位设在压印滚筒上,减少了中间交接的次数,定位准确,特别适应高速印刷的需要。

③纸速大于压印滚筒的线速度(有一定超越量),有利于终定位充分。

④终定位板可以很方便地调整,能部分地解决纸张变形造成的套印不准难题。

⑤机构运行时的冲击、震动、噪音都较小,传纸稳定性好。

⑥操作方便快捷,减少劳动强度。

但必须指出的是,超越式递纸只可应用于较小幅面的纸张,即只可用于较小型印刷机;而对于较大幅面纸张或用在大型印刷机上,精度将下降很多。

超越式递纸是一种新型先进的递纸方式。近年来,此种装置发展得非常迅速,种类也很多,有摩擦压滚式、真空皮带式、吸气轮式等等,但它们的基本原理大同小异,并没有质的区别。下面以较常见、较先进的吸气轮式超越递纸方式作为重点对超越式递纸机构的组成和工作原理进行说明。

吸气轮式超越递纸机构主要由两个部分组成:一部分是动力传动和变速运动机构;另一部分是真空开通时间控制和负压调节机构。

(1) 吸气轮的变速(间歇)运动分析

吸气轮是超越式递纸机构中的关键执行部件,分析其工作原理和运动特征显得至关重要。而吸气轮的变速间歇运动,通常是利用多头共轭盘形分度凸轮机构作为传动机构来实现的。因此,首先分析共轭盘形分度凸轮机构的运动特性尤为重要。

      共轭盘形分度凸轮机构

  超越式递纸机构在动力输入轴上有两片廓线相同的凸轮对称排列,但按照一定相位角进行反相安装,形成一对平行的共扼盘形分度凸轮。这对共扼盘形分度凸轮作连续回转转动时,将驱动机构的从动件转盘和吸气轮按照一定的传动比把纸张传向进纸滚筒。共扼盘形分度凸轮始终和从动件保持接触,形成几何的封闭(如图一所示)。


图一 共轭盘开分度凸轮机构简图

共轭盘形分度凸轮机构具有设计分析过程较简单,分度精度高,冲击震动小,适于高速运转等突出优势,利用它作为超越式递纸机构的传动机构相当理想。

②共轭盘形分度凸轮机构的运动特性与轮廊曲线

有关研究表明,共扼盘形分度凸轮机构的运动特性为通用改进梯形加速度,其加速度和速度随时间的变化如图二示。


图二 共轭盘形分度凸轮机构运动特性示意图

  用于印刷机超越式递纸机构上的共轭盘形分度凸轮机构轮廓曲线随角度(时间)变化的关系如图三示。

图三 共轭盘形分度凸轮轮廓曲线分析图

③吸气轮变速运动

按照驱动机构共轭盘形分度凸轮机构的运动特性与轮廓曲线,从动件吸气轮的运动形式可分为以下四个阶段:

a.启动阶段(加速运动):

  此阶段吸气轮吸住在进纸板上的静止纸张,吸气轮启动开始加速,直至速度超越进纸滚筒的表面线速度,使纸张的咬口边及时到达前挡纸板,进行第二次定位。

b.交接阶段(匀速运动):

  在这一阶段,进纸滚筒叼牙咬住纸张,并将纸张交给压印滚筒,使纸张完全迅速地离开预前规。

c.惰性阶段(减速运动):

  此时纸张完全离开吸气轮,吸气轮表面没有吸气孔的部分走完,由高速运转开始减速,向静止状态过渡,使吸气轮表面吸气孔的起始部位处于进纸板面处。

d.静止阶段:该阶段吸气轮即将完成整个运动周期,等待着下一个递纸周期的开始。

2)吸气控制机构的工作原理

由机构的气泵提供的负压经过调节阀控制真空体积的大小,设定后的负压进入机构的主风管中。通向每只吸风轮风管上都装有一只通风阀门,将阀门全部打开时,负压通向各个吸风轮风管中。当活塞杆处于打开位置时,负压将进入气腔,吸气轮就能依靠气压的作用吸住纸张,在变速机构的作用下,实现超越式递纸;当活塞杆处于关闭位置时,负压不能进入真空腔,气腔与大气相通,吸气轮失去递送纸张的功能;而当纸张检测装置发现输送的纸张存在某种问题,如出现双张、空张、歪斜等时,机械的自动控制机构会立即产生一系列的连锁反应,其中很重要的一项是气腔内停止供风,使吸气轮不能对停在进纸板上的纸张产生作用。

  吸气轮超越式递纸机构的调节

1)超越式递纸机构的重要特征——纸张曲拱

  由于纸张在前规预定位时处于静止状态,而滚筒处于运转状态,递纸的速度必须略大于压印滚筒表面线速度(通常在25%左右),才能准确无误地将纸张紧紧地推向压印滚筒的终定位板上。因此,纸张的前半部分必将产生凸出度,通常被称为曲拱(如图四示)。


图四 纸张的曲拱与调节简图 

一般认为,纸张的曲拱体现了递纸的超越程度,也在表观上显示纸张的运行速度比进纸滚筒线速度大,故它是超越式递纸的重要特征之一。如果没有这个曲拱,则递纸速度仅仅等于或者小于进纸滚筒的表面线速度,那就意味着纸张刚刚勉强地被送到进纸滚筒的定位板上或者根本没有被送到前规处。若上述现象产生,则必将导致纸张准确定位和套印准确程度遭到破坏,印刷质量也必将受到影响。

纸张的定量不同,拱起量也不相同,但一般在1 - 4mm范围内。通常的规律是纸张的挺度越大,拱起量就越小。

2)调节方法:

①纸张曲拱的调节

纸张曲拱调节很方便。调节装置一般设在机器传动面(即Ⅱ侧面)的防护罩外,由调节手柄和锁紧张曲拱手柄两部分组成。先使纸张由吸气辊递送到进纸滚筒上,将机器停在128.5°处(此时纸张前缘紧靠递纸滚筒的前规,未闭牙),然后,检查纸张拱起量,若过大或过小,则可松开锁紧手柄,盘动手轮端面的数值刻度盘进行调节,调节完后须拧紧锁紧手柄,之后让纸张运行几次,在机器的128.5°处检查拱度。

②吸气轮风量的调节

a.首先将机器转到100 o~110 o 位置(此时吸气轮的气阀仍然打开着,而且吸气孔正吸着纸张)。

b.在每只吸气轮上放上一张常用定量和类型的纸条,将吸气轮全部覆盖。

c.开动风泵接通负压,转动调节手柄,使真空表显示的真空度达到0.5pa时,纸条上能隐约看得见吸气孔的轮廓,抽动纸条时感到有一股阻力即可。

d.每个吸气轮的通风管道上都有一个风阀,只要将此阀转动900,就能关闭该吸气轮的风源,吸气轮就可弃用。

总之,当印刷条件发生变化,特别是纸张的性质发生改变时,对于吸气轮式超越递纸机构的调节比较简单,无需在机械方面进行调整,只要对纸张的曲拱和吸气轮风量进行相应的简单调节就可以了。

  摩擦压滚式、真空皮带式超越递纸机构

摩擦压滚式、真空皮带式超越递纸机构与吸气轮式超越递纸机构的工作原理、机械机构并无本质上的差异,其主要区别在于采用的变速机构不同。下面将对这两种类型的超越递纸机构作简单的介绍,以便与吸气轮式超越递纸机构进行比较和补充。

1.摩擦压滚式超越递纸机构

摩擦压滚式超越递纸机构主要由上递纸滚轮、下递纸滚轮、挡纸杆等机件组成。上递纸滚轮和挡纸杆的摆动及下递纸滚轮的转动,分别由压印滚筒轴上的两个凸轮通过相应的机构进行传动。

其基本的工作过程是:纸张到达前规并进行预定位后,侧规下落完成初定位,然后上递纸滚轮落下压住纸张。之后,下递纸滚轮开始转动,前规开始让纸,在挡纸杆的引导下纸张在一定的间隙中前进,并依靠上下滚轮摩擦力的作用迅速传送纸张,经过快速加速,使纸张以大于滚筒表面的速度到达滚筒的定位板完成第二次定位。由压印滚筒的叼牙叼住纸张准备印刷,而此时上递纸滚轮和挡纸杆上抬让纸。

摩擦压滚式超越递纸机构的调节项目较多,如上递纸滚轮的压力、下递纸滚轮的转动弧长、挡纸杆与输纸板的间隙等等,操作不太方便。另外,它还具有一个十分明显的缺陷:由于采用上下摩擦传动,第二印时很容易蹭脏第一印的局部图文。因此这种类型的越递纸机构必须进行较大的改进。

2.真空皮带式超越递纸机构

真空皮带式超越递纸机构由前规定位板、吸嘴、多孔胶带等机件组成。

其基本的工作过程是:

1)纸张到达前规进行预定位后,侧规下落进行定位,此时吸气停止;

2)吸嘴开始吸气,将纸张吸附在胶带上,在前规定位板下摆让纸的同时,胶带作旋转运动,配气轮内的活塞打开,气路在真空泵的作用下形成真空,真空带与配气口沟通处吸住纸张,依靠吸气在纸张与胶带之间产生摩擦加速传送纸张;此时前规下落让纸。

3)纸张以大于滚筒表面的速度到达滚筒的定位板,完成第二次定位。

4)压印滚筒叼牙叼住纸张进行传送,此时吸气转换成吹风,在输纸台与纸张之间形成气垫,便于纸张的快速传送。胶带开始反转,前规定位板又进入定位位置,准备下一张纸进行定位。

真空皮带式超越递纸机构的调节也比较简单:无需在机械方面进行调整,一般只要调节真空度和吹风压力两项就可以了。因此,使用起来比摩擦压滚式超越递纸机构要方便。而且由于该装置设在输纸板的下方,又是通过吸纸续纸,故也解决了蹭脏的难题。


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