新型印刷适性仪的设计

杨绮云，刘 壮，孙静怡，丁 睿

(哈尔滨商业大学 轻工学院，哈尔滨 150028)

新型印刷适性仪的设计

杨绮云，刘 壮，孙静怡，丁 睿

(哈尔滨商业大学 轻工学院，哈尔滨 150028)

针对现有印刷适性仪操作流程繁琐、容易使印刷前油墨粘上脏污的不足，开发在机匀墨系统印刷适性仪，实现印刷过程与匀墨过程的一体化.其原理是通过一种带有锁紧机构的往复摆动机构实现匀墨、空档、印刷三个不同的工作档位，简化操作流程，节省空间和生产成本.同时满足多种功能要求，实现印刷压力及匀墨压力、印刷速度及匀墨速度连续可调，匀速、匀加速、匀减速和承印物转过一定角度的印刷，单色印刷和双色叠印，匀墨系统的周向匀墨和轴向串墨，各滚筒间高精度的同步印刷.

匀墨系统；压力；速度

印刷适性仪在进行模拟印刷前需进行匀墨操作，经过匀墨系统打匀后的油墨才可用于印刷[1].现有的印刷适性仪为脱机匀墨系统，既主机与匀墨系统是脱离的，每次印刷前，都需将印版滚筒放置在匀墨装置上单独进行匀墨，再转移到主机上进行印刷，操作流程繁琐[2].而且印版滚筒在主机和匀墨系统间转移的过程中容易使油墨粘上脏污，从而影响印刷效果.本文研制的印刷适性仪匀墨系统置于主机上，印版滚筒通过一种带有锁紧机构的往复摆动机构实现匀墨、空档、印刷三个不同的工作档位，弥补了此种不足.

1 总体功能要求

根据现有印刷适性仪的功能和结构特点，设计新型印刷适性仪的功能如下：

1)实现主机与匀墨系统一体化的在线匀墨.2)实现各滚筒间高精度的同步印刷.3)实现印刷压力、匀墨压力连续性调节.4)实现印刷速度、匀墨速度连续性调节，以及匀速、匀加速、匀减速和承印物转过一定角度的印刷.5)实现匀墨系统的周向匀墨和轴向串墨.6)实现单色印刷和双色叠印.

2 总体方案设计

分析各部分功能要求，确定印刷适性仪的工作原理及总体方案，如图1所示.适性仪包括印刷系统和匀墨系统两大部分.

1—匀墨压力调节手轮；2—压印滚筒；3—扇形板；4—印版滚筒；5—匀墨胶辊；6—串墨金属辊；7—匀墨金属辊图1 工作原理图

印刷系统由压印滚筒2、两个印版滚筒4及锁紧机构的扇形板3组成.印版滚筒通过扇形板3实现匀墨、空档、印刷三个不同的工作档位.印刷压力通过扇形板上的偏心套结构实现调节.压印滚筒通过步进电机控制，实现匀速、匀加速、匀减速和承印物转过一定角度的印刷.

匀墨系统由匀墨胶辊5、匀墨金属辊7和串墨金属辊6组成.匀墨系统是印刷适性仪的重要组成部分，其设计包括以下几个方面：匀墨金属辊由调速电机驱动并作为主动辊向外传递动力，串墨金属辊和匀墨胶辊通过辊间摩擦力实现同步转动.通过匀墨胶辊和金属辊之间的挤压和旋转，使印刷油墨分布均匀，再通过匀墨胶辊定量的输送到印版滚筒上用于印刷.匀墨胶辊可微调上下位置，从而实现匀墨压力的调节.串墨金属辊可周向转动和轴向往复运动，周向转动由调速电机提供动力，轴向往复运动通过曲柄连杆机构实现.将油墨沿滚筒的周向和轴向打匀.各滚筒通过调速电机实现速度调节.两个印版滚筒和两套匀墨系统成左右对称分布，能够实现单色印刷和双色叠印.

3 基本参数的确定与结构设计

3.1 动力参数的确定

适性仪的动力源包括步进电机和调速电机.驱动压印滚筒的是步进电机：选用两相混合式步进电机，电机型号86BYGH2501，单轴[3].驱动匀墨金属辊及曲柄连杆机构的是调速电机：选用交流齿轮减速电机，圆轴型.电机型号为51K40RGN-C，220 V，减速器型号为5GN50k，减速比为50.

3.2 运动参数的确定

满足使用要求的运动参数如表1所示.

表1 运动参数

运动参数调节范围印刷压力/N0～500印刷速度/(m·s-1)0．1～3匀墨压力/N0～200匀墨速度/(m·s-1)0．1～5串墨速度/(m·s-1)0．1～7串墨行程/mm40承印物转角/°0～360(间隔0．9)

3.3 结构参数的确定

结构参数主要包括印版滚筒、匀墨胶辊、压印滚筒、匀墨金属辊以及串墨金属辊的结构尺寸；印版滚筒、匀墨胶辊表面包胶材料的材质和硬度；压印滚筒、印版滚筒和匀墨系统在印刷适性仪箱体上的布局尺寸；印版滚筒所在的扇形板结构尺寸及摆动角度等. 印版滚筒、匀墨胶辊结构尺寸如图2、3所示.除此之外，胶层的硬度、弹性等性能直接影响油墨的传递效果和网点再现效果，故也有较高要求.综合考虑胶辊的使用性能和成本，包胶材料选择聚氨酯[4]，压印滚筒胶层硬度邵氏A90，匀墨胶辊胶层硬度邵氏A30.

1—辊芯；2—外包胶料图2 印版滚筒尺寸参数

1—辊芯；2—外包胶料图3 匀墨胶辊尺寸参数

轴的结构参数包括各轴段直径和长度，压印滚筒轴与匀墨金属辊轴装配图如图4、5所示.

3.4 箱体设计

各滚筒的位置尺寸如图6所示.压印滚筒在中心线上，共两套匀墨系统和两个印版滚筒成左右对称分布，扇形板处于印刷档位时与水平线成25°角，空档位和匀墨档位均与印刷档位成10°.

图4 压印滚筒轴装配体

图5 匀墨金属辊轴装配体

1—扇形板位置；2—匀墨系统位置；3—压印滚筒位置；4—三个档位位置图6 各墨辊在箱体上的布局尺寸

4 适性仪典型机构设计

4.1 印刷压力调节机构

印刷前设置扇形板处于印刷档位，调整扇形板上的压力调节手柄1，连接件2带动置于扇形板上的偏心套3转过相应角度，印版滚筒和压印滚筒的间距改变，即实现印刷压力调节[5]，如图7所示.印刷压力可通过印版滚筒和压印滚筒间的压力传感器测量得到.

匀墨前将扇形板设置于匀墨档位，调整扇形板上的压力调节手柄1，使偏心套转过相应的角度，即通过偏心套的转动改变印版滚筒和匀墨胶辊的间距，从而改变向印版滚筒转移油墨时的辊间压力，以此实现墨层厚度的改变.

4.2 匀墨压力调节机构

印刷适性仪的匀墨压力是通过丝杠螺母机构进行调节的.转动匀墨压力调节手轮，串墨胶辊通过丝杠螺母机构实现位置微调，从而改变匀墨的压力.此机构整体安装尺寸如图8所示.

1—压力调节手柄；2—连接件；3—偏心套图7 印版滚筒轴装配图

图8 匀墨胶辊轴装配体

4.3 串墨机构的设计

串墨机构控制串墨金属辊的轴向往复运动，通过曲柄连杆机构实现，按照功能要求设计轴向串动行程40 mm，如图9所示.串墨金属辊轴装配体如图10所示.

图9 曲柄连杆机构三维图

图10 串墨金属辊轴装配体

4.4 整机三维图和样机实体图

按照总体设计要求，绘制整机三维图如图11所示.按照工艺要求加工装配出样机实体，如图12所示.

图11 样机的装配图

图12 样机实体图

5 结 语

新型印刷适性仪的开发简化操作流程，节省空间和生产成本.样机经过调试和试验，达到预期设计要求，可作为试验设备进行相关印刷适性的试验.

[1] 唐东芳. IGT印刷适性仪在实际生产中的应用 [J]. 今日印刷, 2013(9): 54.

[2] 夏琳瑛. 印刷适性试验机的结构、调节与使用(二)—主机的调节与操作[J]. 印刷标准化, 1996(2): 7-9.

[3] 刘亚东, 李从心, 王小新. 步进电机速度的精确控制[J]. 上海交通大学报, 2001, 10: 1517-1520.

[4] 李云清. 聚氨酯胶辊的特点与应用[J]. 印刷技术, 2003, 20: 15.

[5] 张梅英. 印刷压力的调节[J]. 印刷杂志, 2008, 12: 52-53.

Design of new type printing eligibility instrument

YANG Qi-yun, LIU Zhuang, SUN Jing-yi, DING Rui

(School of Light Industry, Harbin University of Commerce, Harbin 150028, China)

In view of the present printing eligibility of instrument operation process trival and easy smudgy lack of ink the new type of instrument was designed. New printing eligibility instrument can realize the integration and distributing system of the host through a locking mechanism of reciprocating swing mechanism to uniform ink, gap, printing three different functions, simplify the operation process and save the space and the cost of production. It can satisfy more requirements at the same time, the printing pressure and distributing pressure, printing speed and the distributing of continuous adjustment, as well as the uniform speed, acceleration, deceleration and paper printing turned a certain angle, monochrome printing and double color overprint, distributing system of circumferential distributing and the axial string of ink, high precision synchronization between each roller printing.

ink uniform system; pressure; velocity

2016-06-02.

哈尔滨商业大学研究生创新科研项目(YJSCX2015-387HSD)

杨绮云(1959-)，女，教授，研究方向：食品机械研究与开发.

TS803

A

1672-0946(2017)01-0061-05