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單張膠印機印速的提高帶來遞紙機構的不斷發展
2002-04-02 中國包裝報
    單張紙膠印機采用什么樣的遞紙機構,與膠印機的印刷速度、套準精度以及印品質量都有很大的關系。

    紙張經過前規和側規定位以后,靜止地停在輸紙板上,等待進入印刷單元。下面要做的事,就是把靜止的紙張加速到等同于壓印滾筒表面旋轉線速度,由壓印滾筒的咬紙牙并咬住紙張并帶其旋轉進行印刷。這個把紙張從靜止狀態加速到壓印滾筒表面線速度的過程稱為紙張的加速過程,這一套機構就叫做紙張加速機構,平常我們都簡稱之為遞紙機構。

    許多低速機,例如業內人士都非常熟悉的0l機(J2101型對開單色機),采用的是直接加速遞紙的方式。在輸紙板上前進的紙張被前擋規擋住,經前規、側規定位以后,停在輸紙板上。壓印滾筒上的咬紙牙在經過交接點的一霎間翻過130度左右的角度,咬住紙張,將紙張帶人印刷單元。這種遞紙方式的缺點在于,紙張停在輸紙板上的時候,速度為零,在一瞬間突然加速到與壓印滾筒速度相同,其加速度為無限大。從理論上來分析以及在實際效果中的反映,這種遞紙方式耐紙張造成很大的沖擊,對印品的質量是非常不利的。打個比方,這就好比在公路邊放著一件貨物,然后緊貼著路邊開過—輛汽車,并且要求車上的人在汽車毫不減速的情況下,把放在公路邊的貨物帶走,還要每次都分毫不差地把這件貨物放到同一個位置上。之所以01機的速度無法提高,除了滾筒直徑大、墻板薄等諸多因素的影響之外,其瓶頸其實主要是直接遞紙的遞紙方式。

    這種情況在間接加速遞紙機構問世以后,有了很大的變化。在我國,運用比較廣泛,大家比較熟悉的間接遞紙機構是偏心上擺遞紙機構,例如在歷史上稱霸國內印刷業很長一段時間的08機(J2108型對開單色機),采用的就是偏心式上擺遞紙機構,

    間接遞紙機構比低速機的直接遞紙有了本質上的改變。

    它在輸紙板和壓印滾筒之間加進了一個“協調人員”——遞紙牙。在遞紙牙“停”在輸紙板上,在基本上的靜止的狀態下咬住紙張,然后加速,再在等速的狀態下把紙張交給壓印滾筒。這使印刷速度和套準精度有了很大的改觀。它相當于在快速前進的汽車和路邊靜止的貨物之間多了一個能按需要隨意改變速度的“神行太保”。它在汽車未到之時就把貨物拿起來,然后趕在汽車前面起步,同向向前,在和汽車等速地并肩前進時,在奔跑中把貨物交給坐在車上的人。這種方式保證了取紙和交紙時的相對穩定,在很大的程度上提高了膠印機的速度和套準的質量。

    然而,這種偏心上擺遞紙也有它本身無法克服的缺陷。

    首先,為了使遞紙牙在回程時讓開正在高速運行的壓印滾筒表面,以避免碰傷滾筒、刮破紙張,遞紙牙的運動軌道必須設計成典型的“水滴”形。要達到這一目的,遞紙牙軸的旋轉中心必須是偏置的。08機的遞紙牙軸直徑為60一70毫米,其旋轉中心偏心的直徑就有40毫米。這個事實本身就決定了它在高速運行時機器會有較大的震顫。我們都見過建筑工地上的蛙式打夯機。蛙式打夯機就是利用重心偏置的原理,由慣性驅使打夯機像青蛙一樣,一跳一跳地夯實地面。其引起的震動大家都曾有過體會。當然,偏心上擺遞紙牙的夯擊效應遠遠沒
有如此強烈,但其原理是一樣的。

    再說,為了保證遞紙牙時刻處于正確的位置,或者說,為了保證滾球總是靠在遞紙凸輪上,在遞紙牙軸的兩邊,各有一根又長又粗的恒力彈簧(其實總共有三根拉簧,有一邊是大簧里面套小簧)。因為是“恒力”,顧名思義,這幾根彈簧在任何時候都處在工作狀態。在機器高速運轉時,這也是一個不可忽視的震動源。

    偏心式上擺遞紙牙的缺點還不止此。由于遞紙牙軸的軸心線在不停地繞著一個偏心旋轉,遞紙牙就不可避免地一直處于運動之中。這樣,所謂“在輸紙臺前于靜止狀態中取紙”,事實上是無法做到的。也就是說,在輸紙臺前取紙時,無論遞紙凸輪如何設計,偏心式上擺遞紙牙在輸紙板前將一直處于一種“蠕動”狀態。而這種“蠕動”狀態對套準的精確度終究會產生一定的影響。這種影響還會隨著膠印機印速的提高而加大。所以,
有經驗的印刷師傅都知道,08機雖然號稱每小時一萬印,但從來也沒入敢把08機的車速開到一萬,而事實上它的最佳印速也只能在每小時6000印上下。當車速升高到7500轉向上的時候,機器便會出現明顯的震顫、噪音,機器的各項性能指標都會明顯下降,而且將會加快機器的磨損,嚴重地影響機器的使用壽命。

    人們經過長期的使用和研究,設計出了效果更好的定心下擺式遞紙牙。

    它的各項性能指標系數明顯優于偏心上擺式遞紙牙。這種形式的遞紙機構目前國內以江蘇昌(日升)集團生產的高速膠印機系列最具有代表性。為了取消遞紙牙軸旋轉中心的偏置,在壓印滾筒的前面又加了一個滾筒,稱為傳紙滾筒;再把遞紙牙放到了輸紙板的下面。由于這個滾筒僅僅起一個傳遞紙張的作用,它就不必具有像壓印滾筒那樣的表面,從而遞紙牙在回程時就不必避讓滾筒,反過來卻要傳紙滾筒避讓遞紙牙,而傳紙滾筒本身的平衡則由配重去解決。取消了遞紙牙軸旋轉中心的偏心以后,一舉解決了偏心上擺式遞紙牙的夯擊效應和在輸紙臺前取紙時的蠕動問題,便得遞紙牙在取紙時處于絕對的靜止狀態,最大限度地降低了機器高速運行時
的震動,保證了套準的精確度。相應地,機器的實際使用速度和機器的使用壽命都得到了大幅度的提高。

    為了進一步保證機器的平穩運行,消除震動源,定心下擺遞紙機構中的恒力裝置與偏心上擺遞紙機構中的恒力機構有了本質的改變。它由一主一副兩個共軛的凸輪牢牢地控制著驅動下擺遞紙牙的搖臂,而滾球與凸輪的靠緊則由一根不長的壓力彈簧撐開兩只搖臂來解決。這樣,機器高速運動時,說紋絲不動當然不符合事實,但已確實把機器的震顫降到了很低的程度。國家印機協會質量檢查組在江蘇昌(日升)集團曾進行過現場測試,在測試過程中,有入開玩笑地將一枚一角的硬幣豎放在正在以每小時10000轉運行的YPIAlE型對開單色膠印機頂上,這枚硬幣竟然既不倒下,也不滾動,“我自巋然不動”,引得圍觀的人群中爆出一片喝彩。在這樣的情況下,定心下擺遞紙機構的各項印晶指標以及實際的印刷速度都高于偏心上擺遞紙機構,就是理所當然的事了。

    偏心上擺和定心下擺都屬于擺動式遞紙機構。由于擺動臂的慣量,再加上驅動其運動的必然是搖桿機構,因而整個機構的慣量就更大,從而限制了印刷機速度的進一步提高。

    人們就考慮采用旋轉式遞紙機構來繼續提高印刷機的速度和性能。

    這種遞紙牙也形成一個滾筒,跟其它滾筒一樣作單方向的整周旋轉。這樣,它的轉動慣量又大大地小于擺動遞紙,因此形成的沖擊振動就更小,更能滿足套印精度的要求,有利于進一步提高印刷速度。但由于其制造精度的相應提高以及與之相配套的設施水平等問題,目前,旋轉式遞紙機構多見于進口機,在國產的單張紙皎印機中,采用旋轉式遞紙機構的尚不多見,只聽說江蘇昌(日升)集團已經造出了采用槽輪機構設汁的間歇旋轉遞紙牙,用在2001年的新產品YPSlAIE型對開雙面高速膠印機上,該產品已經通過了驗收,效果相當好,目前正在形成批量。

    間接加速遞紙機構雖然有傳紙比較平穩、產生的震動和沖擊比較小等特點,能滿足高速印刷的要求,但是這幾種遞紙方式都需將定好位的紙張經過一次或兩次交接,才能到達壓印滾筒的咬紙牙排。由于零件加工、整機裝配中無法避免的誤差以及機器運轉時的震動,總是難免會對套印精度造成一定的影響。

    近來在國外的某些高速單張紙膠印機上,出現了一種叫做“超越式加速遞紙”的遞紙方式。

    這種遞紙方式將紙張的最終定位放在壓印滾筒上,也就是說,最終套準的規矩是設置在壓印滾筒上,而不是設置在輸紙板上。其原理是這樣的:紙張先在輸紙板上的前規、側規處進行一次預定位,然后,利用摩擦輥或者真空帶等機構給紙張加速,使紙張的速度高于壓印滾筒的表面線速度,把紙張推到壓印滾筒上的前規處進行第二次,也就是正式定位,再由壓印滾筒上的咬紙牙排咬住紙張,然后進行印刷。這樣,就排除了在幾次傳紙的過程中,紙張的定位精度被破壞的可能性。由于這種遞紙方式沒有了往復擺動的零部件,從而消除了機件本身帶來的震動,而且最終是在壓印滾筒上直接定位,所以,超越式加速遞紙相對于其它的遞紙方式顯然具有極大的優勢。這將是我們業界人士的努力方向。

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