Оценка влияния элементов конструкции на деформации цилиндров печатной пары

Основным требованием хорошего качества печати является равномерный и насыщенный переход краски с формы или с офсетного полотна на бумагу. Практика показывает, что такой переход краски достигается только, если давление, возникающее при контакте печатающих элементов формы с декелем, находится в определенном фиксированном диапазоне, что справедливо как для офсетной плоской печати, так и для высокой и глубокой печати.

Одной из причин неравномерности давления печати является недостаточная жесткость печатного, формного и офсетного цилиндров на их рабочей части, т. е. на той части, где непосредственно происходит их контакт и осуществляется печатный процесс.

Методика расчета жесткости, применявшаяся в прошлые годы, была основана на методах сопротивления материалов и не учитывала ряда особенностей конструкции цилиндров. Исследование и конструирование печатных аппаратов (ПА) представляет до сих пор одну из актуальных задач в полиграфическом машиностроении. Широко распространившийся в последние годы метод конечных элементов (МКЭ) позволяет ускорить расчёты, однако его реализация наталкивается на определенные трудности, преодолению которых посвящена настоящая работа.

Цель диссертационной работы.

Целью диссертации является разработка методики оценки деформаций цилиндров печатного аппарата и разработка рекомендаций по проектированию таких цилиндров.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: уточнение методики определения допустимых деформаций декеля и цилиндров печатной пары;

— разработка методики реализации метода конечных элементов (МКЭ);

— разработка рекомендаций по геометрическим параметрам элементов конструкции цилиндров ПА.

Научная новизна.

1. Уточнена методика определения диапазона допустимых деформаций декеля и цилиндров ПА.

2. Разработана методика моделирования деформаций цилиндров печатного аппарата методом конечного элементов.

3. Выявлены количественные и качественные зависимости деформаций цилиндров печатного аппарата от их конструктивных параметров.

4. Разработана методика подбора параметров цилиндров ПА.

Практическая ценность.

Проведенные исследования позволяют:

— установить допустимые деформации цилиндров печатной пары в зависимости от требований к равномерности оптической плотности оттиска;

— оперативно и с высокой точностью определять деформации цилиндров самых разнообразных конструкций;

— определить влияние отдельных элементов конструкции на деформацию цилиндров.

Разработанные методики и рекомендации ускоряют внедрение метода конечных элементов в конструкторскую практику и позволяют использовать его в учебном процессе на практических работах по оценке жесткости печатного аппарата.

Положения, выносимые на защиту.

1. Уточненная методика определения диапазона допустимых деформаций декеля и цилиндров печатной пары.

2. Методика моделирования деформаций цилиндров печатной пары.

3. Результаты сопоставления экспериментальных данных по исследованию деформаций с результатами моделирования МКЭ.

4. Рекомендации по конструированию цилиндров печатной пары.

Выводы по главе.

1. По результатам исследований подтверждены зависимости суммарных деформаций цилиндров ПА от геометрии цапф, а так же установлены зависимости для тех параметров, влияние которых нельзя оценить с помощью традиционных методик расчета.

2. На основании полученных зависимостей предлагаются рекомендации по геометрии того или иного элемента конструкции цилиндров ПА.

3. Предложенная методика позволяет получить цилиндр удовлетворяющий условиям допустимых деформаций.

Заключение

.

Деформации цилиндров печатной пары печатных машин под действием усилия печати не должны превышать допустимых значений, иначе возможно нарушение равномерности оптической плотности оттиска — одного из важнейших показателей его качества.

Допустимая величина деформаций может быть найдена при совместном анализе жесткостной характеристики декеля и зависимости оптической плотности оттиска от давления печати.

Экспериментальная проверка показала, что аналитические выражения для оценки деформации цилиндров, полученные методами сопромата и теории упругости, адекватно описывают прогибы относительно длинных цилиндров постоянного поперечного сечения. Для цилиндров с ребрами и окнами в торцевых стенках в теоретические выражения пришлось ввести экспериментальные корректирующие коэффициенты.

Использование метода конечных элементов позволяет определить деформации цилиндров практически любой конструкции.

Сопоставление результатов численного моделирования с учетом разработанных рекомендаций с данными экспериментов на цилиндрах печатной машины и на моделях из оргстекла, показало возможность использования МКЭ при проектировании ПО.

В работе исследовано влияние отдельных конструктивных элементов цилиндров на их деформацию.

Разработанные в настоящей работе рекомендации по реализации метода конечных элементов позволяют эффективно использовать этот метод в практике конструирования печатных машин.