【正文】 新聞出版、商業(yè)印刷、書刊雜志印刷最重要的高效印刷設備。僅僅這一點，就使卷筒紙膠印機在與其他印刷機的競爭中占據(jù)了優(yōu)勢。 3. 適應性強 (1)卷筒紙膠印機使用的紙張范圍較寬，可用新聞紙、膠版紙、凸版紙、字典紙燈，許多紙張都可以印刷出符合要求的印刷品。 由于卷筒紙膠印機效率高、換版快及其他自動化、智能化控 制的應用，卷筒紙膠印機印刷輔助時間大大縮短，廢品率大大降低。 無軸傳動技術的應用，無縫滾筒的出現(xiàn)，為解決卷筒紙膠印機印刷尺寸不能變化這一問題創(chuàng)造了條件。 (5)多功能配置。 卷筒紙印刷機科技 成果 隨著科技的 高速 發(fā)展 ，很多科技成果已經(jīng)在卷筒紙印刷機中進行了應用，應用的主要科技成果有以下四個方面： 1. 四無技術 無軸技術：商業(yè)卷筒紙印刷機高科技含量體現(xiàn)在各功能機組采用獨立傳動技術，使印刷機的傳動結構大大簡化，使操作脫離傳統(tǒng)的手工作業(yè)，使設備智能化。這種印刷起源于柔性版印刷技術，應用前景較好。采用沒有版口的無縫滾筒，就要求版的形狀是圓筒狀，印刷機的結構可以實現(xiàn)直接從一端將圓筒狀的印版軸向裝入 。 哈爾濱商業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 6 2. 自動化技術 為減少印刷外的輔助操作時間，排除人為因素對質量的影響，必須提高印刷機自動化水平，通常采用的新技術有以下幾種：自動上版、自動洗橡皮布、自動換開本、自動穿紙、自動接紙、自動套準、自動供墨。主要聯(lián)機功能有：聯(lián)機裝訂、聯(lián)機堆積打 捆、聯(lián)機加硅上光 、聯(lián)機復卷、聯(lián)機燙金。張力控制系統(tǒng) (我國使用日本三菱的技術 )。 環(huán)保廢氣處理裝置 (我國尚沒有應用此項技術， MEGIEC 已經(jīng)向美國提供這種產(chǎn)品 )。 卷筒紙印刷機的 分類 卷筒紙主要應用領域 有報紙印刷、包裝印刷 、書刊雜志印刷、畫冊、宣傳廣告產(chǎn)品。這是相當有關系的，因為報紙印刷機每天只操作大約 6個小時。如果安裝了更多的熱固型干燥裝置，則從一開始就能與熱固型的雜志印刷機進行競爭。 按用途分類 1. 報紙卷筒紙膠 印機。目前，報紙卷筒紙膠印機，大部分 是采用非熱固型油墨，油墨干燥主要是靠紙張吸收，因此，不需要配備烘干裝置。報紙卷筒紙膠印機的主要特點是：大型、高速，只有 8開折頁，對印刷速度和可靠性要求高。 哈爾濱商業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 7 主要印刷彩色期刊 雜志、各種商業(yè)廣告、畫報、商品目錄、宣傳畫、掛歷和部分包裝等。 3. 書刊卷筒紙膠印機 。報紙卷筒紙膠印機主要保證高速、高效及時效性。商業(yè)卷筒紙膠印機對效率的要求相對來說是處于第二位。在速度和效率上不像報紙卷筒紙要求那樣高。 書刊卷筒紙膠印機的市場需求量又比較大，從經(jīng)濟和使用的角度出發(fā)，便出現(xiàn)了這種介于報紙卷筒紙膠印機和商業(yè)卷筒紙膠 印機之間的書刊卷筒紙膠印機。 由于我國的小開本書刊的印刷幅面和報紙相同，為了一機多用，便出現(xiàn)了書刊和報紙兩用的卷筒紙膠印機。 按印刷部分結構分類 1. BB 型機組單元 （ a） 垂直走紙 （ b） Y 型印刷機組單 元 哈爾濱商業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 8 （ c） H 型機組單元 2. 衛(wèi)星型機組單元 （ a）衛(wèi)星型機組單元 （ b） 半衛(wèi)星型機組單元 按紙帶寬度分 類 國內卷筒紙膠印機紙帶“幅” 品種少，一般只有雙幅紙、單幅紙、半幅紙 [6]。目前國內卷筒紙膠印機按紙帶寬度可以分為以下三種： 1. 雙幅卷筒紙膠印機 紙帶寬為兩個標準紙幅寬。主要用于報紙印刷。這是使用最多的卷筒紙膠印機。 3. 半幅卷筒紙膠印機 這種機器使用的比較少。報紙機和書報兩用機采用的標準寬度是 394mm，書刊、商業(yè)卷筒紙膠印機采用的標準寬是440mm 或 445mm。因為，卷筒紙膠印機的紙幅寬度是可以根據(jù)需要改變的，而裁切長度卻不能改變。國際常用的還有 578mm、 598mm 及根據(jù)用戶要求確定的裁切長度 [7]。三個因素中任何一個因素的變化都會引起其它一個因素或兩個因素的變化。拉力和打滑是張力的決定因素，表面速度和打滑決定了紙速。在卷筒紙膠印機上影響紙帶張力的因素主要有以下幾方面 [8]。因為紙很薄，其表面速度和速度差不多，可以等同視之。這樣當轉速不變時，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。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。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。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，紙帶速度就可以認為是鋼輥的表面速度。這種現(xiàn)象在印刷滾筒部分經(jīng)常發(fā)生。當 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。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，則在此跨度內紙帶張力將保持不變。紙張也和其他彈性體一樣，在拉力作用下伸長，當這個力去掉以后，又要復原。實驗證明，最大的永久變形發(fā)生在第一次拉力作用下。圖 22為紙受力和變形的試驗結果。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量相等。 圖 22 紙的彈性系數(shù)主要取決于紙的成分及物理結構。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雜了。當紙帶依次送到印刷機組時，將產(chǎn)生較大的彈性恢復，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，事先晾紙進行處理，上機后變形很少。從這個意義上說，卷筒紙給紙機的紙路應盡量長，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。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。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。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確的比例關系。圖 23 為不同含水量的不同新聞紙的彈性系數(shù)，圖中曲線所標數(shù)值是紙張含水量的百分數(shù)。 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。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，其結果也各不相同。而紙張上機前的含水量并非最主要的因素。 哈爾濱商業(yè)大學畢業(yè)設計（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承印材料的印刷機。中國目前使用的卷筒紙印刷設備大多數(shù)是進口產(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印刷機實現(xiàn)。羅蘭 (MAN 為了實現(xiàn)卷筒紙印刷工作 ,紙帶在進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。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系到卷筒紙膠印機圖像轉移的狀態(tài)。如果張力大小不合適 ,就會造成一系列工藝故障。當紙帶張力過大時 ,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 。當紙帶張力不穩(wěn)時 ,也會造成套印不準、重影、縱向皺褶等印刷故障 ,影響印刷生產(chǎn)。 卷筒紙紙印刷機張力控制的重要性 眾所周知影響印刷質量的岡素很多，如印前的文設計、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： 等。 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行調整以保證紙帶勻速、平穩(wěn)地進入印刷裝置。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， 需要對制動力矩進行相應的調整。 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。 在進行印刷圖像轉移的過程中主要采用兩種印刷機類型進行印刷工作，其中一種就是卷筒紙印刷機。印刷圖像轉移到紙張表面后，再進行裁切處理，如報紙印刷就是這種印刷方式。 紙帶的繃緊成程度大小直接關系到卷筒紙膠印機圖像轉移的狀態(tài)。印刷機印刷速度是 3 萬～ 8萬轉／ h。紙帶微小的力的變化引起速度的波動都會產(chǎn)生嚴重的圖像轉移故障。如果張力大小不合適，就會造成一系列工藝故障。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。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。另外，紙卷在使用過程中，直徑尺寸會越來越小。當紙卷的直徑減小時，紙帶的張力將隨之變大 [14]。紙卷制動器在機器穩(wěn)定運轉期間，應保證紙帶張力穩(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?？刂萍垘埩Φ难b置就是紙帶張力控制系統(tǒng)。引起紙帶和膠皮滾筒之間產(chǎn)生滑移而產(chǎn)生模糊。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 [15]。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)。 MEG制動采用軸制動方式，在紙卷軸端設置閘瓦，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)。由于印刷質量對生產(chǎn)的要求，張力控制采用閉環(huán)控制方式。控制系統(tǒng)依據(jù)張力設定值和張力檢測反饋值進行比較的結果進行處理。目前主要應用在比較先進的卷筒紙多色印刷機的紙帶張力控制系統(tǒng)中。一般是用于紙卷開卷部分。 張力控制系統(tǒng)的數(shù)學模型 1. 張力控制系統(tǒng)原理圖 張力控制系統(tǒng)采用了工業(yè)控制機為控制核心 , 磁粉離合器為執(zhí)行元件 , 半徑跟隨臂實時反饋紗團半徑變化 [16]。 ??t? —— 卷軸的角速度 。 哈爾濱商業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 17 ??tR —— 卷軸半徑 。 氣動張力控制 1. 氣動張力控制原理 在 卷筒紙印刷工作中，紙帶在驅動裝置的驅動下向前運行，為了實現(xiàn)對紙帶形成一定的約束，就必須給紙帶施加一定的制動阻力。制動的約束一般是施加在紙卷展開了的部分，制動力施加在紙卷的芯軸位置。紙帶張力控制系統(tǒng)主要是對制動裝置的制動力大小進行精確的控制。 2. 氣動紙帶張力控制系統(tǒng) 一般情況下，印刷生產(chǎn)工藝要求單位寬度的紙帶張力為 7～ 20 kg／ m，紙帶張力范圍是 10～ 35 kg(在 1020 mm寬度內 )。系統(tǒng)的張力檢測是通過安裝在浮動輥回轉軸處的旋轉電位計進行測量的，并將其轉換成 4～20 m ADC的標準信號，送到給紙機控制器進行調節(jié)，通過電氣轉換器將電信號變成 ～ MPa氣信號送到氣動薄膜調節(jié)閥，通過調節(jié)閥的開度大小改變氣動制動器的制動狀態(tài)。紙帶張力給浮動的過紙輥施加力的作用 (產(chǎn)生負載力 )，這個力使浮動 輥位置發(fā)生變化。根據(jù)印刷生產(chǎn)中使用具體的紙帶的特性，給出一個適當?shù)募垘埩?shù)值，也工 業(yè) 控制機 PWM 功放 回紗 電機 磁粉離 合 器 減速器 紗團 半徑跟 隨 臂 哈爾濱商業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 18 就是初始張力。初始張力的設定是通過浮動輥處