印刷机电动式偏心轴承离合压机构优化设计

吴豪琼，段翠芳

（河南工学院 机电工程系，河南 新乡 453003）

印刷机电动式偏心轴承离合压机构优化设计

吴豪琼，段翠芳

（河南工学院 机电工程系，河南 新乡 453003）

文章介绍了一种优化设计的印刷机电动式偏心轴承离合压机构，该机构利用伺服电机带动丝杠、四连杆机构和偏心套旋转，准确地实现了橡皮滚筒的离、合压动作。通过实验证明本机构能较大提高印刷品的压印均匀性和压印稳定性。

印刷机；电动式；伺服电机

印刷机都装有控制滚筒离压与合压的离合压机构，该机构通过移动橡皮滚筒的位置来实现滚筒离压与合压动作［1］，当纸张进入印刷部件进行正常印刷时，离合压机构控制橡皮滚筒与另两个滚筒相互接触滚压，进入合压状态；当印刷机处于停机状态，离合压机构控制橡皮滚筒与另两个滚筒停止表面的接触，进入离压状态。目前国内大多数的印刷机都采用偏心轴承式离合压机构（如图1所示）：将橡皮滚筒轴的两端置于偏心轴承的内孔中，偏心轴承的外圆（与内孔偏心）安装在墙板孔中，改变偏心轴承在墙板孔中的周向位置，就可以使橡皮滚筒轴心位置变动，从而实现橡皮滚筒和另两个滚筒离、合压动作［2］。

图1　偏心轴承离合压机构简图

1　电动式偏心轴承离合压机构的结构布置优化设计方案

偏心轴承式离合压机构主要有机械式和气动式两种形式，机械传动式离合压机构（如图 2）的特点：机械结构复杂，可靠性较差。由于撑力弹簧与棘爪间撑力频频变化，从而经常出现不定期的自动离压故障，而且连杆在转动过程中经常会发生“死点”、“转动不到位”和“抖动”等现象，严重影响了印刷品的质量；气动式离合压机构（如图 3）的特点：气压制动缓慢且结构简单，经常出现动作“滞后”、“死点”、“转动不到位”和“抖动”等现象，可靠性较差从而严重影响了印刷品质量［3］。所以本文设计出了一种新的电动式偏心轴承离合压机构（如图4所示），通过在离合压机构中使用伺服电机，带动丝锥、四连杆机构和偏心轴承运动，完成离、合压动作，其结构比传统的机械结构简单，动作比气动结构迅速，且具有伺服电机定位准确的优点。

电动式偏心轴承离合压机构的原理如图4所示，伺服电机2固定在电机座1上，并被一起固定在机架12上，印刷机需要进入印刷状态时，伺服电机2带动丝杠3向上移动，通过连接块4带动摆杆7顺时针转动，再通过连杆8带动偏心套9逆时针转动，装在偏心套9孔内的橡皮滚筒就产生移动，移动到印刷位置，即实现“合压”（离合压轴 6与摆杆 7 和10是固联在一起的，另外一侧的偏心套11通过此机构一起运动，即通过离合压轴 6带动摆杆 10摆动，再通过连杆8驱动偏心套11同步转动，从而保证两端同时动作、滚筒平行）；印刷机需要进入非工作状态时，伺服电机2反向转动，带动丝杠3向下移动，驱使摆杆7和10逆时针转动，最终带动偏心套9和11顺时针转动，使滚筒中心距增大，运动到非工作位置从而实现滚筒“离压”。

收稿日期：2016-04-23

作者简介：吴豪琼（1986―），男，河南原阳人，助教，硕士，主要从事机械设计制造研究。

图2　机械传动式偏心轴承离合压机构简图

图3　气动式偏心轴承离合压机构简图

图4　电动式偏心轴承离合压机构简图

电动式偏心轴承离合压机构还可以实现电动压力调节和压力预设功能，根据印刷纸张规格，精确调整滚筒离合压运动的位置，并使用PLC存储，从而减少因更换纸张规格导致的离合压位置频繁调整，有效减少了印刷准备时间，提高了印刷机的性能，该机构已被申请国家实用新型专利（CN204309365U）。

2　实验检测分析

印刷品的精度对印刷机工作状态有着较高的要求，由于印刷设备在运转过程中要随时对离合压状态进行频繁调整，印刷机不可避免产生振动和冲击，从而严重影响印刷品的质量，这就要求在实际印刷过程中离合压机构应具有很高的准确性和稳定性，国家标准规定印刷品精度主要包括压印均匀性和压印稳定性。

（1）压印均匀性：按JB/T 5434规定的板式，在50%的网线和50%的印刷机最高印刷速度条件下，分别对三种压印机组进行网线印刷，从印刷实验样纸中每五张取一张共取样20张，用密度计测量每张代表各色组的实地色块密度值，进一步计算得到压印均匀性。

（2）压印稳定性：对实验样纸中同一点位置进行测量，计算各样纸同一位置实地测量得到的色块密度平均值，进一步计算得到压印稳定性。

在国家标准规定（GB/T3264-2010）的实验条件下［4］，对本文中提到三种离合压方式进行现场对比印刷实验（实验地点：新乡市新机创新机械有限公司，实验机型：YP1A1对开单色平版印刷机），分别对每种方式印刷条件下的压印均匀性和压印稳定性进行数据采集，得到的实验结果如附表所示，电动式离合压机构在压印均匀性和压印稳定性均优于其他两种离合压机构。

附表 三种印刷机实验数据

3　结语

文中提出的电动式偏心轴承离合压机构，利用伺服电机动作响应快、精度高和运动平稳的特点，对印刷机离合压机构做了较大幅度的结构改进，实现了印刷机离合压机构结构简单、控制精确、动作迅速、运动平稳、噪音低的功能要求。目前该设计已经被应用于国内印刷机制造，通过对各项数据进行实地检测，装备了电动式偏心轴承离合压机构的印刷机综合性能和印刷品质量均有很大提高，各项印刷品精度均超过国家相关标准。

（责任编辑 吕春红）

［1］ 张海燕.印刷机设计［M］.北京：印刷工业出版社，1994.

［2］ 冯昌伦.胶印机的使用与调试［M］.南京：南京大学出版社，1999.

［3］ 侯和平.平版胶印印刷机械［M］.北京：印刷工业出版社，2004. ［4］ GB/T3264-2010，印刷机 单张纸印刷机［S］.

A New Design of Separating and Pressing Mechanism by Electric Eccentric Bearing of Press

WU Hao-qiong，et al
（Mechanical and Electrical Engineering Department， Henan Institute of Technology， Xinxiang 453003，China）

In this paper, the new design of mechanism by servo motor driven screw,four-bar linkage and eccentric moving, which accurate achieves the movement of separating rubber roller or pressing rubber roller。Experiments proved that print uniformity and print stability both improve better by using the new design of mechanism.

printing press; Electric; Servo motor

TS851.6

A

1008–2093(2016)03–0023–03