Чехман Я.І., Сенкусь В.Т. та ін. Друкарське устаткування

Подождите немного. Документ загружается.

БУДОВА

ТА

РОЗРАХУНОК РУЛОННИХ РОТАЦІЙНИХ МАШИН

181

Сушіння часто супроводжується небажаним нагріванням відбитків,

що

змушує встановлювати

машині спеціальні охолоджувальні пристрої.

Ефективність сушильних пристроїв суттєво залежить

від

способу

закріплення друкарських фарб. Сучасні друкарські фарби закріплюються

завдяки всмоктуванню

та

випаровуванню частини зв'язувальної речовини,

а також внаслідок окислювальної полімеризації компонентів.

Контактні пристрої

(рис.

3.25, а)

не економічні.

їх

недоліками є також

значна теплова інерційність, інтенсивне однобічне випаровування вологи

паперової стрічки, нерівномірна деформація, зміна натягу

зменшення

міцності стрічки

результаті контакту

нагрітою сушильною поверхнею

пожовтіння паперу

при

тривалих зупинках машини.

Повітродувні пристрої застосовують для сушіння фарб,

які

закріплю-

ються випаровуванням летучого розчинника. Стрічка

1 (рис. 3.25, є)

обдувається холодним

або

гарячим повітрям,

яке

подається

до

сопел

вентилятором

Пристрої,

яких відбитки підсушуються підігрітим

повітрям, називаються конвективними,

при

цьому вентилятор здійснює

примусовий конвективний теплообмін

між

повітрям

та

задруковуваним

матеріалом. Відпрацьоване повітря витяжним вентилятором

виводиться

назовні або

рекупераційний апарат для регенерації пари розчинника.

При

цьому частина відпрацьованого повітря очищується

фільтрі

змішується

з потоком

свіжого повітря, поступає

при

потребі

калорифер

7 і

зволо-

жувач

вентилятором

знову подається

до

сопел

2. Для

запобігання

забрудненню розчинником повітря цеху сушильні пристрої мають закриту

конструкцію

вигляді камери

9, яка

ізолюється від навколишнього повітря

з допомогою загороджувальних сопел

10, що

створюють

щілинах

для

проходу стрічки повітряні корки.

повітродувних сушильних пристроях

передача теплової енергії

до

відбитка відбувається

при

русі нагрітого

повітря.

У рулонних машинах стрічка проводиться

тунельних сушильних

пристроях безконтактно.

При

двобічному друці щілинні сопла встановлю-

ють

обох боків стрічки (рис.

3.25) зі

зміщенням

(сх. ж) або

симетрично

(сх. з). Інтенсивність сушіння залежить від температури

швидкості виходу

повітря

зі

сопел. Швидкість повітря

при

цьому становить

40—80 м/с при

температурі

100

—300

С.

Зі

збільшенням

цих

параметрів

час

сушіння

скорочується.

Подавання повітря здійснюється

за

допомогою припливно-витяжної

вентиляції. Нагрівається повітря

до

потрібної температури електричними

калориферами. Після сушіння

при

виході

сушильного пристрою стрічка

проводиться через циліндри,

які

охолоджуються всередині

до

температури

12*—14°С проточною водою.

Для

усунення перегрівання стрічки

при

раптових зупинках машини сушильні пристрої блокуються

приводом

таким чином, щоб циркуляція повітря

них відбувалася тільки

час роботи

182

Глава

машини,

нагрівачі включались лише після досягнення машиною заданої

швидкості.

Повітродувний спосіб може застосовуватись

для

всіх видів фарб,

які

закріплюються термічним способом

на

будь-якому матеріалі.

До переваг цього способу слід віднести незначну температурну

дію на

задруковуваний матеріал, невелику теплову інерційність, можливість

регулювання режиму сушіння, простоту

безпеку

при

обслуговуванні.

Недоліки

—

порівняно невелика швидкість сушіння,

що при

великих

швидкостях друкування спричинює потребу збільшувати довжину

сушильного пристрою, значна енергоємність, складність вентиляційних

систем

шум

при

роботі.

Газополуменеві сушильні пристрої використовують тільки

рулон-

них машинах

для

сушіння фарб,

що не

мають горючих компонентів. Паль-

ники

в них

монтуються

на

штангах

(рис.3.25,

в) з

кроком

80—100 мм

і встановлюються

від

поверхні стрічки

на

віддалі приблизно

50 мм.

Подавання газу

до

горілок регулюється залежно

від

швидкості роботи

машини,

виключається електромагнітним клапаном

2. В

електричній

схемі керування сушильними пристроями передбачено автоматичне

дистанційне запалювання газу

контролем наявності полум'я

пальниках

і автоматичне припинення подавання газу

при

обриві стрічки, зупинці

машини або відсмоктувального вентилятора, відсутності напруги

ланцюзі

запалювання газу або полум'я

пальниках, припинення подавання газу або

зниження його тиску нижче мінімального значення.

деяких пристроях

для запобігання перегрівання стрічки

період короткочасних зупинок

машини штанги

пальниками відводяться

зону, відокремлену від стрічки

запобіжними кожухами,

сама стрічка обдувається холодним повітрям.

Широко використовують комбіновані сушильні пристрої

відкритим

газовим полум'ям

обдуванням гарячим повітрям

(рис. 3.26).

Спочатку

стрічка

нагрівається відкритим газовим полум'ям

2, а

потім обдувається

гарячим повітрям

3. Для

видалення

із

сушильної камери летких компо-

нентів використовують відсмоктувачі

Охолоджується стрічка струменем

холодного повітря

5 і

охолоджувальними циліндрами

У сучасних книжково-журнальних машинах застосовують сушильні

камери

обдуванням гарячим повітрям,

яке

нагрівається

спеціальній

камері газом

надходить

із

сопел

на

задруковувану стрічку.

сушильній

камері створюється температура 207—317*С, стрічка нагрівається до 100°С.

Після сушіння стрічка проходить

по

охолоджувальних циліндрах,

яких

циркулює холодна вода. Стрічка охолоджується

до

температури

ЗО'С.

Газополуменеві пристрої ефективні,

але

потребують досить великих

за

габаритними розмірами камер, потужних відсмоктувальних систем

і охолоджувальних циліндрів, термічно впливають

на

стрічку,

що

призво-

дить до

її

деформації, зміни натягу

витрати великої кількості вологи.

БУДОВА ТА РОЗРАХУНОК РУЛОННИХ РОТАЦІЙНИХ МАШИН

183

A AAA

2 4 З 4 5

Рис.

3.26.

Схема комбінованого

газополуменево-повітряного сушильного пристрою

Радіаційні пристрої працюють

на

інфрачервоних

(14),

ультра-

фіолетових (УФ)

електронних випромінювачах. Сушильні пристрої цього

типу мають подовжену конструкцію,

що

пов'язано

умовами опромі-

нювання відбитків.

Джерела

випромінювання ПОДІЛЯЮТЬСЯ

на

довго-, середньо-

та

короткохвильові.

До

довгохвильових

належать ТЕНи, струмопровідні

скляні пластини,

які

нагріваються електричним струмом

або

газовим

полум'ям, керамічні панелі

або

металеві пластини.

До

короткохвильових

випромінювачів належать лампи розжарювання

та

кварцеві лампи.

Кварцеві лампи мають потужність

0,5—2 кВт і

досягають повної

потужності через

0,6 с. При

зупинці вони автоматично виключаються

і потужність випромінювання зменшується

до

нуля

за 0,2 с.

Довговічність

лампи

— 5000 год.

Лампи монтують

на

панелях,

які

встановлюють

на

відстані

50 мм від

площини руху стрічки.

У сучасних

пристроях використовують систему автоматичного

регулювання температури залежно

від

швидкості проходження стрічки

температури його поверхні,

яка

вимірюється пірометричним датчиком.

Електроавтоматика пристрою містить також систему керування роботою

вентилятора, який доповнює сушіння конвекційним способом

не допускає

нагрівання стрічки

під час

зупинки машини.

До переваг

сушіння відноситься велика густина теплового потоку

на поверхні відбитка; можливість регулювання режиму сушіння; безпо-

точність випромінювання; тривалий термін служби випромінювачів;

простота конструкції.

До

недоліків пристроїв належить невисокий ступінь

використання потужності випромінювання,

не

більше

20—25%,

велика

теплова інерція

та

небезпека виникнення пожежі.

Розглянуті вище способи закріплення фарби

на

відбитках належать

до термічних.

їх

застосовують

для

фарб,

які

закріплюють фізично, тобто

видаленням розчинника,

також частково полімеризацією.

184

Глава З

Для фарб,

які

закріплюються хімічним способом

—

полімеризацією,

використовують

УФ і

електронно-променеві сушильні пристрої.

УФ сушильні пристрої оснащують трубчатими газосвітильними

кварцевими лампами, наповненими сумішшю аргону

парів ртуті. Випро-

мінювання фокусується

на

матеріалі

за

допомогою еліптичних

або

параболічних рефлекторів. Лампи мають діаметр

25 мм,

довжину

100—

1800 мм,

робочу температуру

600

—800

°С,

термін служби

їх 1000—1250

год,

потужність

80—120 Вт на

см

довжини. Рефлектор під час тривалої роботи

може нагріватися

до

800°С,

тому його потрібно інтенсивно охолоджувати

водою

чи

повітрям. При УФ випромінюванні

діапазоні хвиль

180—200 Нм

утворюється значна кількість озону, який

токсичною речовиною,

його

необхідно весь

час

видаляти

із

зони утворення.

При

цьому часто венти-

ляційну систему об'єднують

із

системою повітряного охолодження

рефлектора. Перевагами

УФ

сушильних пристроїв

є:

швидке закріплення

фарби; мала енергоємність; високий

ККД (80—90%);

малі габаритні

розміри. Недоліки

—

велика інерційність, необхідність введення захисних

пристроїв

від

випромінювання, висока вартість

обмежений термін служби

УФ випромінювачів, висока вартість спеціальних фарб.

Електронно-променеві сушильні пристрої закріпляють фарбу шляхом

полімеризації

під

дією пучка прискорених електронів. Випромінювач

має

трубчасту форму

функціонує подібно триелектродній електронній лампі.

У нижній частині трубки

щілина, через

яку на

відбиток направляється

потік електронів,

що

генерує катод.

Для

використання цього способу

потрібна спеціальна фарба,

яка

миттєво твердне

при

опроміненні електро-

нами. Швидкі електрони глибше проникають

матеріал,

ніж УФ

випро-

мінювання,

дозволяють висушувати товсті

в'язкі шари фарби

лаків

по

всьому об'єму, надаючи

їм

глянець

підвищену міцність до витирання. Для

захисту обслуговуючого персоналу

від

опромінювання трубки екранують

свинцем.

Ці опромінювачі

не

виділяють тепла

озону, безпечні

пожежному

відношенні,

не

потребують застосування охолоджувальних

витяжних

систем

забезпечують закріплення фарби

на

відбитках, одержаних всіма

способами друку

на

будь-яких матеріалах

за

час,

що не

перевищує

0,005

с.

Недоліки

—

застосування фарб спеціального складу, необхідність

захисних пристроїв,

які

запобігають опроміненню, висока вартість

випромінювачів.

Високочастотні пристрої створюють електромагнітне поле,

яке

зумовлює появу

діелектричному матеріалі коливального руху полярних

молекул

внаслідок цього нагріває його

по

всьому об'єму.

Для

сушіння

відбитків використовується електромагнітне випромінювання

метровому

діапазоні довжини хвиль (високочастотні сушильні пристрої)

в сантиметро-

вому діапазоні довжини хвиль (мікрохвильові сушильні пристрої),

БУДОВА ТА РОЗРАХУНОК РУЛОННИХ РОТАЦІЙНИХ МАШИН 185

джерелом якого є електронні генератори — магнетрони, що створюють під

час розгону електронів різницю потенціалів від 150 тис. до 1 млн В. У СІЛА

створено компактний прискорювач електронів, розміри якого дають можли-

вість вмонтовувати його в лінії, які виконують друкування, склеювання,

нанесення різних покриттів завтовшки до 500 мкм із швидкістю оброблю-

вального матеріалу до 300 м/хв і витратах енергії не більше 120 Вт/см. При

цьому миттєве твердіння фарб забезпечує відбиткам високий глянець і нема

шкідливих викидів в атмосферу.

Якщо УФ випромінювання екранується непрозорим матеріалом, то

потік електронів проникає крізь будь-яку перепону, в тому числі металеву

фольгу і полімери, що дає змогу здійснювати сушіння при друкуванні на

пакувальних матеріалах.

Оскільки ці пристрої надають тепло матеріалу без проміжного тепло-

носія, то вони не підвищують температуру довкілля. При включанні вони

порівняно швидко переходять на робочий режим сушіння, дозволяють

легко його регулювати і забезпечують швидке закріплення фарб на

відбитку.

До недоліків цих пристроїв потрібно віднести високу вартість і склад-

ність електронного генератора, забезпечення заходів безпеки і необхідність

екранування хвилеводе з метою захисту довкілля від випромінювання, яке

викликає радіо- і телеперешкоди. Крім цього, поле високої частоти не

руйнує пограничний з фарбою повітряний шар, який перешкоджає її

висиханню. Тому для ефективного використання цих пристроїв необхідно

підбирати фарби, що добре поглинають мікрохвильове випромінювання.

Доведено, що найкраще випромінювання поглинають фарби на водяній

основі і товсті шари фарби, які закріплюються окисною поляризацією

зв'язуючого. Тому ці пристрої застосовують у машинах флексографічного

і трафаретного друку.

Комбіновані пристрої мають декілька сушильних пристроїв різних

видів.

У більшості випадків туди входить конвективний пристрій, який

виводить з сушильної камери пару розчинника фарби і продукти згоряння,

руйнує захоплюючу матеріалом повітряну подушку, охолоджує випро-

мінювачі і самі відбитки.

Імпульсні пристрої порівняно з пристроями безперервної дії

ефективні при сушінні фарб з леткими розчинниками, оскільки останні

навіть у випадку періодичної теплової дії на стрічку інтенсивно випаро-

вуються, а сама стрічка, не встигаючи нагрітися, залишається холодною,

тому її вологість і розміри не змінюються.

Застосування конкретних видів сушильних пристроїв залежить від

способу друку і властивостей фарб. Зрозуміло, в машинах глибокого друку,

в яких використовуються фарби з розчинниками, що швидко загораються

(наприклад, толуол), не можна застосовувати газополуменеві пристрої,

186

Глава З

терморадіащйні пристрої з відкритими термонагрівальними спіралями, а

також електричні пристрої, які можуть іскрити або створювати коронні

розряди. Окрім цього обмеження, у машинах глибокого друку можуть

застосовуватися сушильні пристрої будь-якого виду.

У кожному конкретному випадку доцільність застосування того чи

іншого виду сушильних пристроїв повинна бути обгрунтована шляхом

аналізу різних варіантів їх побудови і техніко-економічних показників. Такі

важливі показники, як величина енергетичних витрат, час сушіння і довжи-

на пристрою, одержують в результаті теплотехнічного розрахунку з враху-

ванням швидкості роботи, формату відбитків, властивостей друкарських

фарб і вимог, які наведені вище.

3.6. ФАЛЬЦЮВАЛЬНО-РІЗАЛЬНІ АПАРАТИ

Призначення. Основним призначенням фальцювально-різальних

апаратів є відсікання від паперової стрічки чи полотна аркушів і виготовлення

з них зошитів потрібних об'ємів та конструкцій. Для цього в фальцювально-

різальних апаратах послідовно виконуються операції підбирання паперових

стрічок шляхом їх накладання, поздовжнє (за напрямком руху стрічки)

розрізування, поздовжнє і поперечне перфорування, поздовжнє бігування,

відсікання аркушів, їх поперечне та поздовжнє фальцювання. Крім того,

інколи в цих апаратах встановлюють пристрої для нанесення поздовжньої

смужки клею, зшивання зошитів дротом, рахування готової продукції,

запобігання забиванню апарата папером тощо.

Фальцювально-різальні апарати повинні забезпечити необхідні

точність відсікання аркушів та їх фальцювання, зручне обслуговування,

швидке переналагоджуваний на інші варіанти оброблення стрічки, запобігати

змазуванню відбитків, утворенню зморщок і пошкоджень паперу.

Класифікація. Розрізняють фальцювально-різальні апарати сталого і

змінного форматів. Останні застосовують у машинах для глибокого друку

зі змінною довжиною відбитків. їх використовують рідко і тому їх ми не

розглядаємо.

Залежно від призначення машин їхні фальцювально-різальні апарати

можуть бути газетними, книжково-журнальними та універсальними.

У газетних апаратах під час оброблення одинарної паперової стрічки

одержують двозгинну продукцію, а у книжково-журнальних — тризгинну.

Перший згин у фальцювально-різальних апаратах, як правило, є поздовж-

нім,

другий — поперечним, третій — поперечним (для книжкових зошитів)

або поздовжнім (для журнальних зошитів).

Технологічні можливості. Розгортки поверхонь формних циліндрів,

необхідні для розуміння роботи апаратів, з розміщеними на них відбитками

сторінок газети, книжки та журналу, а також конструкції найбільш

БУДОВА ТА

РОЗРАХУНОК РУЛОННИХ РОТАЦІЙНИХ МАШИН 187

вживаних газетних, книжкових та журнальних зошитів, отримані з одного

відсіченого від одинарної паперової стрічки аркуша, показані на рис. 3.27.

Тут літерами Р і Ф позначено лінії розрізування (відсікання, перфорування,

бігування) та фальцювання. Книжкові і журнальні зошити можуть мати

так званий шлейф, тобто збільшене переднє поле (за напрямком руху, до

8 мм) з отворами від прополювальних голок (на рисунку показано крапками

на передньому полі відсіченого* аркуша) чи без них, необхідне для

розкривання зошитів при брошурувальних операціях. Крім того, книжкові

зошити, сфальцьовані в 1/16 та 1/32 частку аркуша, є двійниковими (так

звані «лагени»). Таким чином, при оброблянні одинарної паперової стрічки,

без підбирання аркушів, газетні зошити є 8-ми, а книжкові та журнальні —

16-сторінкові. Збільшення об'єму зошитів досягають зміною кількості

подаваних в один фальцювально-різальний апарат паперових стрічок,

а також підбиранням відсічених аркушів на одному з циліндрів апарата

у випадку, якщо на формному циліндрі розташовано два аркуші.

Зокрема, на сх. а зображено умовне розташування на паперовій стрічці

відбитків на послідовно розміщених аркушах А, Б, Б, Г і Д, які у подальшому

підлягають фальцюванню в 1/4 (А і Б), 1/16 (Б),

1/8(Г)

та 1/12 (Д) частки.

Тут лініями показано: Ф

— поздовжній згин стрічки; Р

— поперечне

відсікання аркушів; Ф

та Ф

— їх перше та друге поперечні фальцювання;

— поздовжнє розрізування або перфорування двійникових зошитів і Ф

—

друге поздовжнє фальцювання зошитів. Одержаний з аркуша А газетний

зошит (газета) показаний на сх. 0. З аркуша Б можна виготовити як газету,

так і книжковий зошит (сх. в). До того ж книжковий зошит, на відміну від

газети, може мати шлейф (на схемі показано

лівий).

З аркуша В після одного

поздовжнього і двох поперечних фальцювань виготовляють два одинарних

(після розрізування вздовж лінії Р

) або один двійниковий (перфорований

упродовж цієї ж лінії) книжковий зошит, який може бути без шлейфа чи

з ним, до того ж цей шлейф може бути лівим або правим, внутрішнім або

зовнішнім. На сх. г показано найбільш вживаний зошит із лівим внутрішнім

шлейфом. Із аркуша Г після поздовжнього, вздовж лінії Ф

поперечного —

та другого поздовжнього Ф

фальцювань одержують журнальний зошит,

зображений на сх. д. Сприятливіші умови утворення згину Ф

забезпечують

попереднім перфоруванням Р

вздовж лінії цього згину. Цей зошит може

мати лівий або правий шлейф, а також, крім того, шлейф хвостового поля з

отворами від голок. Із аркуша Д, після поздовжнього фальцювання Ф

виконують два поперечних згини Ф

та Ф

, одержують зошит, сфальцьо-

ваний в дельта-згин. Крім показаних на рис. 3.27, у журнальному вироб-

ництві часто виготовляють найпростіші за конструкцією однозгинні,

сфальцьовані вздовж волокон паперу 4-сторінкові зошити. їх одержують

внаслідок поздовжнього фальцювання стрічки на формувачі і поперечного

відсікання.

188

Глава З

БУДОВА

ТА

РОЗРАХУНОК РУЛОННИХ РОТАЦІЙНИХ МАШИН

189

Будова

робота. Найбільш складним

книжково-журнальний фальцю-

вально-різальний апарат (рис.

3.28). Він

складається

формувальної групи

(ФГ),

тягнучо-перфорувальної групи (ТПГ), циліндрової групи

ЩГ)

фальцю-

вального апарата другого поздовжнього (журнального) згину (ФА2ПЗ)

та

двох

приймальних пристроїв: основного

(17/70)

та додаткового журнального

(ППД).

1 5 2

Рис.

3.28.

Принципова схема

книжково-журнального фальцювально-різального апарата

Формувальна група містить папероведучий циліндр

до якого роликом

притиснуто паперову стрічку (77С), формувач поздовжнього згину

3 та

напрямні валики

4. Над

циліндром

встановлено також різальний

або

перфорувальний дисковий

ніж 5.

Тягнучо-перфорувальна група складається з двох пар тягнучих валиків

(верхні) та

(нижні), пристроїв для поперечного перфорування паперового

полотна

7 та

поздовжнього перфорування (бігування, розрізування)

190

Глава

Циліндрова група фальцювально-різального апарата складається

з 4-

х циліндрів: відсіяного

10,

подавального

11,

фальцювального

12 і

циліндра

другого поперечного згину

13,

причому співвідношення діаметрів

цих

циліндрів становить

2:3:2:1, а

діаметр відсічного циліндра рівний діаметру

формного циліндра друкарського апарата.

На циліндрі

встановлено

дві

ножові обойми

14,

ножі

яких

взаємодіють

із

встановленими

на

подавальному циліндрі

марзанами

16.

Оскільки діаметр циліндра

11 у 1,5

раза більший діаметра відсічного

циліндра,

то на

поверхні першого

з них

розташовано, поруч

марзанами,

три комплекти проколювальних голок

17. На

цьому

циліндрі встановлено

три фальцювальних ножі

18, які

взаємодіють

двома комплектами

фальцювальних клапанів

19,

розміщених

на

фальцювальному циліндрі

12.

Крім клапанів

19, на

циліндрі

встановлено два комплекти фальцювальних

клапанів

20, з

якими взаємодіє розташований

на

циліндрі другого

поперечного згину

фальцювальний

ніж 21. На

циліндрі

розміщено

також схоплювачі

переднього поля фальцьованого аркуша.

До складу фальцювального апарата другого поздовжнього згину

входять: знімач

23,

верхній

24 та

нижній

стрічкові транспортери, стіл

26 з

нерухомим упором

27,

фальцювальний

ніж 28 та

фальцювальні валики

29.

Оскільки

за

один оберт фальцювального циліндра

12 з

нього сходять

два зошити,

то

циклічність механізму фальцювального ножа

28 є

вдвічі

більшою.

Основний приймальний пристрій містить напрямні ЗО, по яких зошити

спрямовуються

викладач

31,

зіштовхувач

32 та

вивідний транспортер

33.

До складу допоміжного приймального пристрою також входить

напрямна

(на рис. 3.28 не

показано), викладач

34 і

транспортер

33,

який

може бути спільним

для

обох приймальних пристроїв.

Для книжково-журнальних фальцювально-різальних апаратів

характерною

значна кількість варіантів фальцювання.

Так,

розгляданий

апарат можна налаштувати

на

випуск зошитів різної конструкції

та

обсягів, зокрема, сфальцьованих

в 1/8, 1/16 та 1/32

частку подвійного

аркуша. Крім того, вони можуть працювати

підбиранням аркушів чцбез

нього, обробляти одну

чи

більше паперових стрічок. Розглянемо роботу

такого апарата

при

виготовленні зошитів найбільш вживаних конструкцій

(див.

рис. 3.27).

Незалежно від виду продукції подавання задрукованої паперової стрічки

(ПС)

(днв. рис. 3.28) у

фальцювально-різальиий апарат здійснюється

за

допомогою папероведучого циліндра

1 і

притискних роликів

Необхідні

умови

для

утворення якісного

точного першого поздовжнього згину

на

формувачі

вздовж лінії Ф^див.

рис. 3.27)

забезпечують натягуванням

стрічки

ПС

верхніми тягнучими валиками

установкою напрямних

валиків

4 та

використанням дискового перфорувального ножа

5. Для