【文章內(nèi)容簡介】 紙速 紙速應(yīng)該是紙的“表面速度”。因為紙很薄，其表面速度和速度差不多，可以等同視之。如果忽略紙帶和過紙主動輥及紙帶和印刷滾筒的打滑， 則主動過紙輥或印刷滾筒的表面線速度就可以看作是紙帶速度 [9]。這樣當(dāng)轉(zhuǎn)速不變時，增加或減小主動過紙輥或印刷滾筒直徑即可改變紙帶速度。如增加膠皮滾筒的包襯即可增加膠皮滾筒的表面線速度，從而改變紙帶速度。但實際上打滑的情況是經(jīng)常發(fā)生的，如紙帶和主動過紙輥、冷卻輥表面就容易打滑。打滑直接影響紙帶張力，為此在卷簡紙膠印機上應(yīng)盡量減少紙帶和主動過紙輥及印刷滾筒表面的打滑。如送紙輥中有一個為橡膠輥，冷卻輥上增加壓紙膠輪，折頁機的緊紙輥兩端為滾花螺紋或膠輪，都是為了減少打滑，保證紙帶速度。紙速還與紙帶經(jīng)過的主動輥及印刷滾 筒的表面狀況有關(guān)。如主動鋼輥帶動紙帶 (如折頁機緊紙輥 )，加壓后因鋼輥不變形，在不打滑的情況下，紙帶速度就可以認(rèn)為是鋼輥的表面速度。而對于橡膠輥表面則不同，如膠皮滾筒加壓以后，橡皮布變形，這樣紙帶通過其表面時，速度取決于膠皮滾筒的實際速度，而與膠皮滾筒的理論表面速度不同。這種現(xiàn)象在印刷滾筒部分經(jīng)常發(fā)生。 2. 2 主動輥表面速度 如圖 21 所示， 哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 21 一個紙帶在通過兩個主動過紙輥之間時，可通過改變?nèi)魏我欢说闹鲃虞伒木€速度，來改變紙帶的張力 (假定不打滑 )。當(dāng) B輥的表面速度大于 A 輥表面速度時，則在紙帶上形成一個拉力即張力。減少 A 輥的表面速度或增加 B 輥的表面速度，都可以增加紙帶張力；反之增加 A輥的表面速度或降低 B輥的表面速度則可減小張力。如果 A 輥和 B輥的表面速度相同，并且紙的彈性系數(shù)不變，則在此跨度內(nèi)紙帶張力將保持不變。 2. 3 紙張性質(zhì) 紙張的性質(zhì)特別是彈性系數(shù)，對紙帶張力影響很大。紙張也和其他彈性體一樣，在拉力作用下伸長，當(dāng)這個力去掉以后，又要復(fù)原。但紙不能完全恢復(fù)原狀，只能恢復(fù)一部分，另一部分將成為永久變形 [10]。實驗證明，最大的永久變形發(fā)生在第一次拉力作用下。從第三次拉力開始，每次變 形量不變，其彈性恢復(fù)也總是相等的。圖 22為紙受力和變形的試驗結(jié)果。第一次拉伸力約為 28磅／英寸 (5k巧／ cm)，永久變形約為 ％。在第二次拉力作用下永久變形約為 ％，第三次受力后變量和恢復(fù)量相等。這試驗雖然是在水平張力作用下進(jìn)行的，而且用的拉力比印刷時用的張力大得多，但和印刷中產(chǎn)生的永久變形結(jié)果相似。 圖 22 紙的彈性系數(shù)主要取決于紙的成分及物理結(jié)構(gòu)。紙的厚薄、紙纖維的長短、紙纖維的種類、造紙時添加材料以及紙的濕度，都將影響紙的彈性系數(shù)。這些因素有些在造紙過程中已經(jīng)確定 下來，有些在印刷過程中還要變化 (如印刷用水改變濕度 )，這就使紙張張力控制變得復(fù)雜了。 卷筒紙膠印機紙卷是在造紙廠用一定的張力多次纏繞的大量紙帶，相當(dāng)于在哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 上機之前就已經(jīng)給紙帶施加了一定的張力。當(dāng)紙帶依次送到印刷機組時，將產(chǎn)生較大的彈性恢復(fù)，這對卷筒紙膠印印刷是非常不利的，不像單張紙膠印機那樣，事先晾紙進(jìn)行處理，上機后變形很少。為了克服卷筒紙膠印機這個不利條件，在卷筒紙給紙機上，一般都使紙帶經(jīng)過盡量多的過紙輥，使紙多次受力和恢復(fù)變形。從這個意義上說，卷筒紙給紙機的紙路應(yīng)盡量長，而且要受比印刷張力大的拉力，使紙受 力變形盡量發(fā)生在進(jìn)入印刷機組之前，這樣將有利于卷筒紙膠印機的印刷和套準(zhǔn)。 紙的含水量 紙的含水量大小，直接影響紙的彈性系數(shù)。在卷筒紙膠印機中，除無水膠印外，印刷時必須要用水，水量大小的控制將對張力產(chǎn)生直接影響。同時熱固型卷筒紙膠印機，紙帶經(jīng)過多色印刷之后要進(jìn)行烘干。紙帶經(jīng)過烘干后，其中部分水分在烘干中被蒸發(fā)，紙帶失水而收縮，彈性系數(shù)馬上增大。結(jié)果同樣的拉力作用下由于紙帶烘干收縮而使紙帶張力加大。紙帶的含水量對彈性系數(shù)有多大影響，目前還難確定一個準(zhǔn)確的比例關(guān)系。不同的紙張不同的含水量將有不同的結(jié)果 ，只能分別試驗。圖 23 為不同含水量的不同新聞紙的彈性系數(shù)，圖中曲線所標(biāo)數(shù)值是紙張含水量的百分?jǐn)?shù)。由圖可以看出，在同樣拉力下，含水量大的變形也大，也就是說，含水量大的彈性系數(shù)小。 圖 23 印刷速度及操作水平 除了上述因素之外，印刷速度、工藝、操作水平也是很重要的影 響 因素。即哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 使是用同樣性質(zhì)的紙張，同樣的印刷品，在不同的工廠、不同的機器上印刷，印刷工藝可能不同。由于操作者水平不同，使用的實際參數(shù) (如水量、壓力 )可能不同，因此，其結(jié)果也各不相同。試驗結(jié)果表明，印刷過程中決定紙張變形 的最主要因素是印刷速度、速度變化量、印刷用水量、烘干溫度及張力大小的選擇。而紙張上機前的含水量并非最主要的因素。這就要求印刷操作者不斷地總結(jié)經(jīng)驗，掌握規(guī)律，在較差的條件下印出好的印刷品來。 哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 3 卷筒紙張力控制的研究 卷筒紙印刷機是以卷料形式供應(yīng)承印材料的印刷機。卷筒紙印刷機已經(jīng)非常廣泛的應(yīng)用在報紙、書刊、精美產(chǎn)品的印刷中卷筒紙印刷生產(chǎn)主要是應(yīng)用在報紙、畫冊、圖書等印刷工作中 [11]。中國目前使用的卷筒紙印刷設(shè)備大多數(shù)是進(jìn)口產(chǎn)品 ,無論是商業(yè)卷筒紙還是報紙卷筒紙的印刷生產(chǎn)一般都 是采用各種品牌的國外先進(jìn)印刷機實現(xiàn)。其中主要有瑞士維發(fā) (W I2FAG) 、德國曼羅蘭 (MAN ROLAND) 、高寶 (KBA) 、海德堡 (HEIDELBERG) 、美國高斯 (GOSS)等產(chǎn)品。 為了實現(xiàn)卷筒紙印刷工作 ,紙帶在進(jìn)入印刷裝置之前必須保持平整、蹦緊程度適中 ,就是要保持一定的走紙張力。紙卷在輸送紙帶的過程中 ,使紙帶處于拉緊狀態(tài)的力稱為張力。在印刷過程中假如紙帶處于無約束狀態(tài)自由展開 ,則紙帶就不能 完成印刷工作 紙帶張力的大小直接關(guān)系到卷筒紙膠印機圖像轉(zhuǎn)移的狀態(tài)。在印刷過程中紙帶的張力需要恒定不變和大 小適當(dāng) [12]。如果張力大小不合適 ,就會造成一系列工藝故障。如紙帶飄移、起皺褶、破口或撕裂、套印不準(zhǔn)、天頭、地腳位置不準(zhǔn)等 ,從而造成紙帶浪費 ,影響機器運轉(zhuǎn)效率 ,增加勞動強度 ,而最終影響生產(chǎn)質(zhì)量。當(dāng)紙帶張力過大時 ,印刷網(wǎng)點會產(chǎn)生一定的變形 ,紙帶在縱向會打皺、甚至發(fā)生橫向斷裂 。當(dāng)紙帶張力過小時 ,會造成印跡模糊、套印不準(zhǔn)、橫向皺褶 。當(dāng)紙帶張力不穩(wěn)時 ,也會造成套印不準(zhǔn)、重影、縱向皺褶等印刷故障 ,影響印刷生產(chǎn)。因此卷筒紙印刷機在印刷過程中 ,紙帶必須具 有一定的張力 ,以便控制紙帶的運動 ,并保證紙帶在印刷過程中張力大小恒定不變。 卷筒紙紙印刷機張力控制的重要性 眾所周知影響印刷質(zhì)量的岡素很多，如印前的文設(shè)計、分色、制版、選擇水基墨；印刷時的模切、橫切、燙金：印刷的張力控制、網(wǎng)紋輥選擇、印刷壓力調(diào)： 等。對于卷簡紙輪轉(zhuǎn)膠印機來說，最重要的就是張力控制，作為輪轉(zhuǎn)機，采用連續(xù)進(jìn)紙、連續(xù)印刷模切的方式，一旦張力不 穩(wěn)，套準(zhǔn)偏差大 ，浪費的印刷材料少則十 幾 米，多則 幾十 米，不僅影響質(zhì)量，也使廢品率上升。 供紙部分的張力控制系統(tǒng)由剎 片、 制動器、浮動輥等組成，為了使紙 帶張力保持恒定，紙卷制動器必須能夠根據(jù)紙帶張力的波動情況自動進(jìn)行調(diào)整以保證紙帶勻速、平穩(wěn)地進(jìn)入印刷裝置。在機器平穩(wěn)運行過程中，應(yīng)保證紙帶張力穩(wěn)定在給定值上，在啟動和剎車時防紙帶過載和隨意松卷。在印刷過程中，隨著紙卷直徑不 斷減小，為保持紙帶張力的恒定， 需要對制動力矩進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。在不考慮由角加速度產(chǎn)生的慣性力矩 和阻力矩的前提下， 為保證紙帶穩(wěn)定運行，應(yīng)該滿哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 足下面的條件： rTRF ??? F為紙帶張力， R為紙卷 半 徑， T 為紙卷軸芯的制動力 ， r為紙卷軸芯制動力半徑。 可以看出，隨著紙卷 半 徑的減小，如果不改變制動力的大小，紙帶所受 到 的張力會越 來 越 大 ，最終會使紙帶被拉斷。 因 此，在保持紙帶張力穩(wěn)定的前提 下 ，隨著紙卷半徑的減小，制動力必須按照一定的規(guī)律隨之減小 [13]。 在進(jìn)行印刷圖像轉(zhuǎn)移的過程中主要采用兩種印刷機類型進(jìn)行印刷工作，其中一種就是卷筒紙印刷機。這種印刷機在印刷過程中紙是以帶狀，連續(xù)向印刷機中輸送的。印刷圖像轉(zhuǎn)移到紙張表面后，再進(jìn)行裁切處理，如報紙印刷就是這種印刷方式。在印刷過程中假如紙帶處于無約束狀態(tài)自由展開，則紙帶就不能完成印刷工作。 紙帶的繃緊成程度大小直接關(guān)系到卷筒紙膠印機圖像轉(zhuǎn)移的狀態(tài)。只有把紙帶以一定的力量拉緊才能有效地控制它的運動。印刷機印刷速度是 3 萬～ 8萬轉(zhuǎn)／ h。在高速運行中完成印刷圖像所有細(xì)節(jié)的轉(zhuǎn)移，要求紙帶和印刷裝置的瞬間速度必須一致。紙帶微小的力的變化引起速度的波動都會產(chǎn)生嚴(yán)重的圖像轉(zhuǎn)移故障。在印刷過程中紙帶的張力需要恒定不變和大小適當(dāng)。如果張力大小不合適，就會造成一系列工藝故障。如紙帶飄移、起皺褶、破口或撕裂，從而影響生產(chǎn)質(zhì)量并造成紙帶浪費。因此卷筒紙印刷機在印刷過程中，紙帶必須具有一定的張力，以便保證紙帶的運動；同時 要保證紙帶在印刷過程中張力大小恒定不變。 影響紙帶張力變化的原因很多，各種因素的影響結(jié)果也不盡相同。紙卷在制造、運輸和使用過程中形狀的變化會引起紙卷在工作中的抖動、偏斜等。紙卷在制造過程中紙帶纏繞的不均、歪斜；紙卷在運輸和儲存中受到擠壓都會導(dǎo)致紙卷形狀的變化、產(chǎn)生偏心、外圓不規(guī)則等狀況。另外，紙卷在使用過程中，直徑尺寸會越來越小。同樣的紙帶驅(qū)動力，當(dāng)紙卷直徑尺寸不同時，紙帶上的張力就會不同。當(dāng)紙卷的直徑減小時，紙帶的張力將隨之變大 [14]。 為了保證紙帶在印刷過程中張力大小的恒定、滿足印刷工作要求，紙卷制動器必須能夠根據(jù)紙帶張力波動的情況自動進(jìn)行調(diào)整，以保證紙帶勻速、平穩(wěn)地進(jìn)入印刷裝置。紙卷制動器在機器穩(wěn)定運轉(zhuǎn)期間，應(yīng)保證紙帶張力穩(wěn)定在給定值上，在啟動和剎車期間防止紙帶過載和隨意松卷。在生產(chǎn)過程中，隨著紙卷尺寸的不斷減小，為保持紙帶的張力恒定，需對制動力矩進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整?？刂萍垘埩Φ难b置就是紙帶張力控制系統(tǒng)。 紙帶張力變化太大。引起紙帶和膠皮滾筒之間產(chǎn)生滑移而產(chǎn)生模糊。 解決辦法 :檢查紙卷是否有問題，檢查張力控制系統(tǒng)調(diào)整是否有誤和失靈，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。如果還不行，可考慮在給紙和第一印刷機組之間安裝二次張力 控制機構(gòu) [15]。 哈爾濱商業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 卷筒紙 張力 的 控制 張力控制方法 目前印刷行業(yè)中采用的卷筒紙印刷機配備多為進(jìn)口設(shè)備，國產(chǎn)機大部分也配備進(jìn)口的給紙系統(tǒng)。這些給紙系統(tǒng)主要有美國巴特爾 (Butler)、康泰 (Conti)、寶德溫 (BALDWIN)、 AMAL和英克 (ENKEL)SE接紙系統(tǒng)、美國馬汀接紙系統(tǒng)。目前中國引進(jìn)的先進(jìn)的卷筒紙膠印機配置的供紙機絕大多數(shù)都是 MEGTEC公司的產(chǎn)品，使用較多的 MEG DLP1000、 DPL2． 50、 DCA型供紙機等。 MEG制動采用軸制動方式，在紙卷軸端設(shè)置閘瓦，制動力 采用氣壓式加載方式，即采用芯軸制動的氣動式張力控制系統(tǒng)。 目前張力控制的方法主要有電磁式、氣動式和電子張力控制等。由于印刷質(zhì)量對生產(chǎn)的要求，張力控制采用閉環(huán)控制方式。閉環(huán)張力控制系統(tǒng)是通過檢測裝置對張力信號進(jìn)行檢測，并將檢測的結(jié)果送回到系統(tǒng)中?？刂葡到y(tǒng)依據(jù)張力設(shè)定值和張力檢測反饋值進(jìn)行比較的結(jié)果進(jìn)行處理。閉環(huán)控制的特點是隨機性強，控制精度高。目前主要應(yīng)用在比較先進(jìn)的卷筒紙多色