Ви є тут

Исследование динамики и точности уравновешивания печатных аппаратов рулонных ротационных печатных машин

Автор: 
Легостаев Олег Владимирович
Тип роботи: 
Дис. канд. техн. наук
Рік: 
2004
Артикул:
929
179 грн
Додати в кошик

Вміст

Оглавление
Оглавление...............................................................2
Список использованных обозначений основных величин.......................5
Введение.................................................................7
ГЛАВА 1. Состояние и основные аспекты проблемы исследования динамики и точности уравновешивания ПА в ротационных машинах.........................11
1.1 Особенности объекта исследования..................................13
1.2. Обзор работ по исследованию точности уравновешивания вращающихся
тел.....................................................................16
1.3 Обзор работ по исследованию точности уравновешивания в
полиграфическом машиностроении..........................................23
1.4. Обзор работ по исследованию печатных аппаратов ротационных машин.
........................................................................30
1.5 Выводы...........................................................42
ГЛАВА 2. Теоретическое исследование динамических условий работы печатного аппарата при установившемся режиме..............................44
2.1 Учет наличия упругой оболочки на цилиндрах печатной пары..........46
2.2 Выявление и анализ сил, действующих в печатной парс при работе в установившемся режиме...................................................48
2.3 Вывод уравнений для определения первой критической скорости цилиндров печатной пары.................................................50
Для цилиндров на абсолютно жестких опорах..........................50
Для цилиндров на упругих опорах....................................58
2.4 Оценка рассмотренных сил и установление соотношений между жесткостью цилиндров и связей в элементах опорной конструкции печатного аппарата................................................................60
Влияние силовых факторов при расчете первой критической скорости. 61 Влияние величины начального дисбаланса на изменение динамических прогибов..........................................................67
з
Расчет жесткости цилиндров печатной пары..........................70
2.5 Составление расчетных зависимостей для определения величин горизонтальных и вертикальных смещений цилиндров печатного аппарата от воздействия неуравновешенных сил.......................................72
2.6 Составление расчетных зависимостей для определения горизонтальных вибросмсщений станины под воздействием неуравновешенных сил с учетом особенностей конструкции печатного аппарата............................83
2.7 Выводы...........................................................90
ГЛАВА 3. Обоснование установления точности уравновешивания печатных
аппаратов................................................................92
3.1 Анализ и выбор критериев для назначения точности уравновешивания цилиндров печатного аппарата РРГТМ.....................................94
Полошен не........................................................94
Продольная неприводка красок......................................97
Обрыв бумажной ленты.............................................101'
Неточность фальцовки.............................................101
Дефекты, обусловленные повышенным износом узлов печатной машины,
вызванные превышением допустимых величин вибраций...................101
3.4 Установление точности уравновешивания печатных аппаратов РРПМ 103
3.5 Выводы..........................................................105
ГЛАВА 4 Экспериментальная проверка полученных результатов.............106
4.1 Стендовые исследования печатной пары............................106
Методика проведения экспериментальных исследований...............108
Программа экспериментальных исследований.........................111
Результаты экспериментов, их обсуждение и оценка.................112
Сравнение результатов, полученных в настоящем исследовании с
данными эксперимента................................................116
4.2 Моделирование динамики неуравновешенного ротора на специальном балансировочном устройстве............................................121
Методика проведения экспериментальных исследований.............122
Выводы.........................................................127
ГЛАВА 5 Методика динамического расчета и установления предельно целесообразной точности уравновешивания цилиндров печатного аппарата РРПМ..................................................................129
5.1 Постановка задачи.............................................129
5.2 Расчет критических частот цилиндров...........................129
5.3 Расчет допуска на неуравновешенность цилиндров печатного аппарата
РРПМ................................................................132
Общие выводы........................................................135
Список использованных источников....................................137
ПРИЛОЖЕНИЯ..........................................................142
5
Список использованных обозначений основных вели чин
Обозначение Размерность Наименование величины
А мкм Амплитуда вибросмещения
А', В', С, О' м Амплитудные значения смещений опор ротора
с Н/м Коэффициент изгибной жесткости
£/» С2* ^и Н/м Коэффициенты жесткости элементов печатного аппарата
В м Диаметр цилиндров печатной пары
Е Н/м-1 Модуль упругости I рода материала цилиндров
е мкм Эксцентриситет
Ъ Н Центробежная сила инерции
/ Герц1 Частота распространения колебаний
є Н/м" Модуль упругости II рода материала цилиндров
8 м/с1 Ускорение свободного падения
4 м* Осевой момент инерции ьго сечения цилиндра
Л, кг-м" Осевой момент инерции вращающихся масс
Кс Н/м Статическая жесткость опор
Кд Н/м Динамическая жесткость опор
1 м Расстояние между опорами
1 м Длина линии контакта печатной пары
1* м Расстояние приложения силы от центра инерции ротора
Мдоп Н-м Допускаемый неуравновешенный момент
ми Н-м Инерционный момент
Мнсб Н-м Неуравновешенный момент
т кг Масса тела
п об/с Число оборотов вращающегося тела в секунду
6
Обозначение Размерность Наименование величины
Мцр об/с Критическое число оборотов
Нрао об/с. Рабочее число оборотов
Р Н Сосредоточенная нагрузка
Ре Н Возбуждающая сила
Рн н Усилие натиска
РФ н Фиктивная сила
<2 н Перерезывающая сила
Ян Н/м Погонное давление от усилия натиска
р, м Реакции опор
& Н Критическая осевая сила по Эйлеру
Н Осевая сила
/ с- Время-
V, м/с Скорость распространения вибраций
X м Текущая длина оси цилиндра
У мкм Текущий прогиб упругой линии цилиндра
а м/Н Податливость опор
со рад/с Угловая скорость
<окр рад/с Критическая угловая скорость
(Ос рад/с Собственная частота изгибных колебаний
а мм Перепад деформации декеля
Р — Коэффициент пропорциональности
Список условных сокращений РРПМ - рулонная ротационная печатная машина 4
ПА - печатный аппарат ФА - фальц аппарат
КА - красочный аппарат РЗ — рулонная зарядка
ЛС - лентопроводящая система ВУ - выводное устройство
Введение
7
В настоящее время во всех отраслях промышленности получили широкое применение ротативные машины, положительно зарекомендовавшие себя как технологичное и производительное оборудование.
Исследования динамики этого типа машин, как правило, нацелены на изучение устойчивости установившегося движения и переходных процессов, происходящих при работе этого оборудования.
Наряду с этим существенное внимание уделяется уравновешиванию и выявлению обоснованной точности уравновешивания деталей и механизмов. Достаточно полно изучено поведение одиночного неуравновешенного вращающегося тела и разработано внушительное количество методик и оборудования для определения и устранения его дисбаланса. Но при этом ощущается недостаток исследований систем, имеющих в своем составе несколько совместно работающих вращающихся неуравновешенных тел, оказывающих влияние на динамику системы в целом и качество выполняемого технологического процесса. В качестве примера такой системы рассмотрим печатные аппараты рулонных ротационных печатных машин, являющихся машинами ротативного типа и широко применяемых в полиграфическом производстве для выпуска многокрасочной печатной продукции.
Сказанное поясним на примере отечественного газетного агрегата офсетной печати 2ПОГ 168, отвечающего по своим техническим характеристикам лучшим образцам инофирм. Максимальная частота вращения печатных цилиндров (ПЦ) агрегата составляет 10-12 об/с, а линейная скорость проводки бумажной ленты 12-15 м/с. Принципиальная схема агрегата представлена на рис. 1. В состав агрегата входят:
ф
■ рулонные зарядки (РЗ) 1;
■ печатные аппараты (ПА) 2;
■ красочные аппараты (КА) (не показаны);
■ лентопроводящая система (ЛС) 3;
■ фальцаппарат (ФА) и выводное (ВУ) устройства 4.
Рисунок 1
Все механизмы содержат вращающиеся тела (цилиндры, валики), смонтированные на жесткой станине и тем или иным способом связанные между собой посредством рабочего объекта - бумажной ленты. Каждый из механизмов выполняет определённую технологическую операцию. Вследствие последовательно выполняемых операций подаваемая с вращающегося рулона 1 бумажная лента преобразуется в печатную продукцию - газету или газетную подборку, снимаемую с выводного устройства 4 .
Экономические трудности в стране, приведшие к известным сложностям в разработке, создании и освоении новой полиграфической техники по существу сняли ранее бывшие очень актуальными требования повышения скоростей и тем самым производительности машин. Тем не менее, стремление исполнителя полиграфической услуги получить дополнительный заработок неразрывно связано наряду с обеспечением качества полиграфической продукции и ее сервиса еще и с сокращением цикла исполнения заказа, а, значит с необходимостью реализации производственного задания на предельно возможной скорости, которая еще обеспечивает качественную реализацию технологического процесса.
9
Выявление и назначение этой скорости работы машины связано с решением многих технических и экономических проблем при проектировании и эксплуатации класса ротационных печатных машин, в том числе и с решением проблемы точности уравновешивания их вращающихся элементов.
Проектирование и эксплуатация ротационных печатных машин в течение десятков лет в нашей стране осуществляется на основе знания критериев работоспособности тех или иных механизмов и машины в целом. Знания приобретаются и систематизируются на основе практического опыта, теоретических и экспериментальных исследований механизмов или явлений, неблагоприятно влияющих на нормальное функционирование механизмов при - повышении их рабочих скоростей или каких- либо изменений в технологическом процессе. Настоящая работа представляет обобщение результатов такого исследования. Она посвящена изучению динамики и точности уравновешивания печатных аппаратов ротационных печатных машин.
Печатный аппарат 2, рис.1, является одним из главных механизмов ротационной печатной машины. От. правильного выбора его параметров, его динамических характеристик, определяемых в числе прочих факторов и его уравновешенностью, зависит качество продукции и работоспособность всей машины. Учитывая, что печатные аппараты этого класса печатных машин имеют много общего с точки зрения требований к их уравновешенности, целесообразно рассмотреть их особенности в целом и, опираясь на известные основы общей теории уравновешивания, провести соответствующие исследования и разработать необходимые и конкретные рекомендации по составленной проблеме.
Целью настоящей* работы, выполненной автором на кафедре “Полиграфические машины” ОмГТУ, является
■' установление влияния основных силовых факторов и конструктивных особенностей цилиндров и их опор на динамические характеристики вращающейся печатной пары при установившемся режиме её работы в машине;.
10
■ исследование динамики печатных аппаратов ротационных печатных машин в целом с учетом неуравновешенности входящих в него вращающихся тел;
■ обоснование точности уравновешивания печатных аппаратов ротационных печатных машин;
■ разработка методики динамического расчёта печатных аппаратов ротационных печатных машин с целью установления надлежащей точности их уравновешивания.
ГЛАВА 1. Состояние и основные аспекты проблемы исследования динамики и точности уравновешивания ПА в ротационных машинах
В зависимости от исходного вида технологического объекта (рулон, лист) ротационные печатные машины разделяются на рулонные и листовые, рис. 1.1, 1.2. В составе каждой из них имеется одна или несколько печатных секций в состав которой входит печатный аппарат (ПА). Структура ПА зависит от вида печати (высокая, офсетная), рис. 1.3, 14. Частота вращения цилиндров ПА рулонных машин находится в пределах (5 -*■ 12) об/с, частота вращения цилиндров ПА в листовых машинах в 2 раза меньше. Геометрические размеры каждого из цилиндров (диаметр, длина образующей) определяются предельным форматом печатной продукции, структура привода и опор зависит от конкретного назначения машины и решения проектировщика.
Рисунок 1 2
Рисунок 1.3
Рисунок 1.4
13
Особенность уравновешивания ПА заключается в том, что каждый из аппаратов состоит из сочетания различным образом расположенных на станине цилиндров, выполняющих конкретное технологическое назначение. Поясним это более подробно.
1.1 Особенности объекта исследования
Печатные аппараты в ротационных машинах предназначены для выполнения печати. При высокой печати, например (рис. 1.3) на печатную форму, установленную на формном цилиндре (Ф), подается слой краски и созданием контактного усилия (натиска) производится перенесение изображения с печатной формы на бума1у, которая в момент печати находится между поверхностью формы и гладкой поверхностью печатного цилиндра (П). При офсетной печати (рис. 1.4) в контакте находятся одновременно три или четыре цилиндра. Тогда изображение с офсетной печатной формы вначале передается на офсетное полотно, а потом - на бумагу, находящуюся на площадке контакта между офсетным (О) и печатным цилиндрами. Во всех случаях основным исходным устройством является печатная пара, т.е. сочетание формного и печатного цилиндров (или цилиндров других названий) с приспособлениями для крепления и установки формы и упругих покрышек, рис. 1.5, механизма натиска, тормозов и шестеренчатого привода. Печатные пары совершают принудительное вращательное движение и выполняют основную технологическую функцию. Остальные механизмы являются вспомогательными.
Для правильного перенесения изображения и высокого качества печати цилиндры прижимаются друг к другу с некоторым предварительным усилием, называемым усилием натиска или усилием печати, а на печатный цилиндр устанавливается упругая покрышка - декель, которая при натиске непосредственно контактирует с формой, находящейся на поверхности формного цилиндра