Динамика накатного валика красочного аппарата

Современное печатное оборудование работает на высоких скоростях, что вызывает большие динамические нагрузки на печатный и красочный аппараты, в частности на группу накатных валиков. Это приводит к такому дефекту печати, как «полошение». Устранения данного дефекта трудоемко, требует большого количества времени, или же вынуждает работников типографий работать на меньших скоростях. Несмотря на ряд конструктивных решений, полностью избавиться от полошения не удается. Одной из причин появления полошения являются нарушения в работе накатных валиков красочного аппарата, которые малоизучены. Поэтому исследование динамических процессов взаимодействия пары формный цилиндр — накатной валик актуально, оно может открыть пути для устранения полошения еще на стадии проектирования новой техники.

Цель работы.

Целью работы является выявление зависимости неравномерного наката краски на форму от радиальных колебаний накатного валика и определение параметров валика, при которых дефект печати будет сведен к минимуму.

Для достижения цели, поставленной в данной работе, необходимо:

— определить допустимое отклонение накатного валика от стационарного положения, соответствующего получению равномерного красочного слоя на оттиске;

— промоделировать радиальные колебания накатного валика;

— разработать методику расчета колебаний накатного валика с учетом таких параметров, как скорость работы печатной машины, ширина технологической выемки на формном цилиндре, модуль упругости резинового слоя на валике, длина валика, величина прижима валика к поверхности формного цилиндра, действие растира на валик, длина и диаметр цапф валика;

— разработать методику определения параметров колебательной системы, таких как коэффициент демпфирования, жесткость накатного валика, жесткость упругого слоя валика.

Научная новизна работы.

Научная новизна работы состоит в следующем:

— определена зависимость между неравномерностью красочного слоя на оттиске и отклонениями накатного валика от стационарного уровня, соответствующего получению качественных оттисков;

— разработана модель, описывающая колебание накатного валика красочного аппарата;

— определена зависимость величины колебаний накатного валика от конструктивных параметров печатной машины, таких как скорость работы, жесткость сердечника и упругого слоя валика, коэффициент затухания колебаний валика, начальная деформация упругого слоя валика.

— выявлены параметры красочного аппарата (КА) при наиболее неблагоприятном режиме работы.

Практическая ценность.

— выявленные значения максимально допустимого отклонения накатного валика от стационарного положения в зависимости от требований к равномерности оптической плотности оттиска позволяют сформулировать требования к жесткости накатных валиков и их крепления;

— получены зависимости отклонения накатного валика от стационарного уровня, от скорости работы машины, конструктивных параметров сердечника валика, жесткости упругого резинового слоя, на основе которых показа степень влияния данных параметров на отклонение валика;

— разработанная динамическая модель позволяет учесть появление такого дефекта, как «полошение» на этапе конструирования и своевременно принять меры по его устранению.

Основные научные и практические результаты, выносимые на защиту:

— методика экспериментального определения влияния колебаний накатного валика на перепад красочного слоя на печатной форме, позволившая установить зависимость между требованиями к равномерности оптической плотности на оттиске и допустимыми отклонениями накатного валика от стационарного положения;

— динамическая модель накатного валика, позволяющая оценить изменения амплитуды колебания накатного валика после прохождения края технологической выемки в зависимости от жесткостных параметров валика и режима работы печатной машины;

— результаты эксперимента по определению величины отклонений накатного валика, подтверждающие адекватность теоретической модели.

— численное значение декремента колебаний накатного валика, выявленное экспериментальным путем.

Выводы.

1. Для высококачественной офсетной листовой печати, при которой допустимый перепад оптической плотности на оттиске равен 0,05 О, допускаемая величина размаха колебаний валика во время печати не должна превышать 0,025 мм.

2. При определении жесткости стального сердечника валика необходимо учитывать наличие цапф, в противном случае расхождение в расчетной и экспериментальной жесткостях достигает 50%.

3. Экспериментально найден логарифмический декремент затухания колебаний накатного валика, он равен 1,34, что позволяет определить коэффициент затухания для любой расчетной системы.

4. Наиболее существенный путь увеличения жесткости сердечника валика — увеличение толщины стенок, размеры цапф оказывают на жесткость меньшее влияние. Например, для валика малоформатной машины, увеличение толщины стенки стального сердечника накатного валика в 4 раза уменьшает отклонение валика в 2 раза, в то время как увеличение диаметра цапф и уменьшение их длины в 2 раза дает уменьшение отклонения накатного валика на величину менее 1%.

5. Наиболее критичным является режим работы печатной машины, при котором время прохождения накатным валиком выемки равно полупериоду собственных колебаний валика, тогда отклонение накатного валика до 3 раз превышает статический прогиб.

6. Разработанная модель позволяет оценить не только величину отклонений валика, но и диапазоны скоростей машины соответствующие спокойной работе валика. Например, для малоформатной машины Яошауог область спокойной работы простирается до скорости 8000 об/час. Данные получены с помощью численного эксперимента на модели, созданной в ходе работы над диссертацией. Модель позволяет оценить не только величину отклонений валика, но и диапазоны скоростей машины соответствующие спокойной работе валика.

7. Зависимость амплитуды колебаний валика от величины зазоров в его опорах, полученная экспериментально, имеет линейный характер, что подтвердило теоретические предпосылки.

Заключение

.

Проведенное исследование подтвердило, что колебания накатного валика являются одной из причин часто встречающегося брака печатной продукции — полошения. Выявлена зависимость «перепад оптической плотности на оттиске — отклонение накатного валика», которая позволяет обосновано подходить к выбору конструктивных параметров накатных валиков исходя из требований к качеству печати. Разработанные моделичисленная (позволяющая учесть сложный характер нарастания нагрузки), аналитическая (позволяющая выявить наиболее критичные режимы работы валика), упрощенная (позволяющая получить характер колебаний при больших скоростях работы и большой выемке формного цилиндра) позволяют на стадии проектирования печатного оборудования оценить отклонение валика и принять меры по его минимизации. Экспериментальная проверка показала адекватность разработанных моделей.

С повышением скорости работы печатных машин проблема колебаний накатных валиков становится все более острой. Это подтверждает большое количество частных решений по борьбе с полошением, которые конструкторы печатного оборудования вносят при создании нового оборудования. В связи со всем проблема полошения требует дальнейших исследований. В частности, недостаточно ясен механизм расщепления красочных слоев в зоне контакта, необходимо знать как сказываются параметры краски на получение равномерного красочного слоя на оттиске. Так же необходимо уточнение динамической модели, учесть влияние изменяющейся во времени жесткости формного цилиндра из-за наличия на нем технологической выемки, учесть влияние взаимодействия формного и.

115 офсетного цилиндров, при их взаимном прохождении технологических выемок, так как это так же сказывается на работе накатных валиков.