Динамика печатного аппарата листовой ротационной машины

В последнее время наблюдается переход к высокоскоростному полиграфическому оборудованию и повышение требований к качеству печатной продукции. При работе современного полиграфического оборудования происходит увеличение динамических и ударных нагрузок на упругие узлы полиграфических машин, что существенно влияет на качество печати, отделочных операций и надежную работу машины. Все это требует новых подходов к изучению динамики полиграфических машин и разработки уточненных расчетных моделей, учитывающих различные факторы.

К печатному аппарату, как к важнейшей части машины, предъявляются довольно жесткие требования. Для этого должна быть обеспечена необходимая жесткость цилиндров, от которой зависит равномерность распределения давления в зоне печатного контакта, качество печати, величина суммарного давления и т. д. Одним из дефектов печати является возникновение на оттисках чередующихся в направлении движения листа поперечных полос светлого и темного оттенка («полошение»). Причиной этого считаются изгибные колебания цилиндров печатного аппарата. Эти колебания возбуждаются снятием и приложением силы натиска во время прохождения через зону печатного контакта технологических выемок цилиндров, предназначенных для расположения в них механизмов крепления формы и декеля." .

Кроме этого на динамику печатного аппарата оказывает влияние компоновка его цилиндров. Поскольку наличие технологических выемок связано с разными изгибными жесткостями, то при реальной компоновке цилиндров печатного аппарата возникает косой изгиб, при котором перемещения цилиндров происходят не в направлении натиска, что может быть еще одной причиной «полошения».

При этом не учитывается то обстоятельство, что эти выемки приводят к возникновению еще одного вида колебаний, а именно, параметрических, поскольку в направлении натиска из-за вращения цилиндров их изгибная жесткость периодически изменяется во времени. Влияние выемок рассматривалось только при однократном ее прохождении в течение определенного времени. Наибольший интерес представляет как раз многократное прохождение выемок, что позволяет выявить влияние скорости вращения цилиндров на их динамику.

Кроме этого наличие выемок приводит к смещению центра тяжести цилиндров относительно оси вращения, что тоже является причиной колебаний из-за нарушения балансировки цилиндров. Однако эта проблема в современных печатных машинах может считаться решенной.

В печатном аппарате возможны также колебания со стороны подшипников, которые являются источником вибраций с довольно широким спектром частот. Причиной этому служит наличие в подшипниках нескольких элементов, совершающих сложное движение с различными угловыми скоростями. Вибрации со стороны подшипников вызываются также различными несовершенствами, которые образуются на стадии изготовления или в процессе эксплуатации подшипников в результате их изношенности. Создаваемые таким образом воздействия следует относить к разряду кинематических, когда исходными являются не нагрузки, а взаимные перемещения наружного и внутреннего колец подшипников.

Таким образом, при решении большинства технических задач, связанных с созданием и эксплуатацией полиграфического оборудования, исследование динамических явлений, возникающих в наиболее ответственных и технологически важных устройствах и механизмах, являются наименее изученными и потому важными и актуальными.

Основные положения работы:

1. Классификация динамических процессов, происходящих в печатном аппарате листовой ротационной машины.

2. Модели различных динамических воздействий на цилиндры печатного аппарата листовой ротационной машины.

3. Методики исследования вынужденных и параметрических колебаний, происходящих в печатном аппарате, при различных типах воздействий.

4. Методика исследования вынужденных колебаний, происходящих в печатном аппарате при случайных кинематических воздействиях.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения.

Общие выводы.

1. Проведено исследование влияния сил натиска на динамику печатного цилиндра и печатного аппарата ротационной листовой печатной машины. Эти воздействия были представлены в виде последовательности трапециевидных импульсов. При отсутствии выемки давление натиска на печатный цилиндр передается без искажения его характера. Наличие выемки приводит к возникновению параметрических колебаний, что существенно сказывается на передаче давления натиска в процессе печати.

2. Выявлена еще одна из предполагаемых причин «полошения», — это наличие косого изгиба при действии сил натиска на печатный цилиндр, имеющий различные изгибные жесткости. Получены графики изменения во времени моментов инерции печатного цилиндра и угла между направлениями натиска и перемещения цилиндра.

3. Рассмотрена задача о колебаниях печатного цилиндра при кинематических воздействиях со стороны подшипников, которые являются результатом их изношенности или дефектов. Получены амплитудно-частотные характеристики перемещения центра масс цилиндра и его угловых перемещений. Решение этой задачи позволяет оценить степень изношенности подшипников, а также моделировать различные дефекты, возникающие в подшипниках.

4. Решена задача о колебаниях, возникающих в печатном аппарате при кинематических воздействиях со стороны подшипников. Получены амплитудно-частотные характеристики цилиндров печатного аппарата. Исследовано влияние степени изношенности подшипников одного из цилиндров на динамику печатного аппарата.

5. Рассмотрено совместное влияние кинематических воздействий и сил натиска на динамику печатного аппарата. Показано, что отдельное влияние изношенности подшипников каждого из цилиндров печатного аппарата практически одинаково. Однако совместное влияние изношенности всех подшипников является существенным. Наибольшее влияние на динамику печатного аппарата оказывают высокочастотные «подшипниковые» вибрации.

6. Рассмотрена задача о колебаниях печатного цилиндра при случайных кинематических воздействиях со стороны подшипников. Получены спектральные плотности перемещения центра масс цилиндра и его угловых перемещений. Исследовано влияние характера и степени изношенности подшипников на динамику печатного цилиндра.

7. Решена задача о колебаниях в печатном аппарате при случайных кинематических воздействиях со стороны подшипников. Эти воздействия были заданы в виде случайного процесса со скрытой периодичностью. Исследовано влияние статистических характеристик кинематических воздействий на динамику печатного аппарата. Показано, что при кинематических воздействиях, обладающих несущей частотой, на графиках спектральных плотностей перемещений цилиндров появляются дополнительные резонансы.