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

Подождите немного. Документ загружается.

ОСНОВИ МЕХАНІКИ ДРУКАРСЬКОГО КОНТАКТУ

і паперу

не є

ідеально гладкими

та

мають певні метричні відхилення

від

номінальних розмірів, такої щільності контакту досягають шляхом

деформації пружно-еластичної прокладки,

що

встановлена

на

одному

з контактуючих

тіл і яку

називають декелем. Наявність декеля дозволяє

здійснювати чутливе регулювання тисків

пом'якшує удари

на

початку

контакту циліндрів.

Переважно декелі складаються

окремих компонентів,

що

разом

закріплюються

на

циліндрі. Проте

деяких машинах вони представляють

суцільну оболонку

на

поверхні циліндра,

що

дозволяє забезпечити

неперервний контакт цього циліндра

формою (рулонні машини глибокого

друку, спеціальні офсетні гільзи,

що

надягаються

на

циліндри

рулонних

офсетних машинах).

Залежно

від

способу друку, типу машини

та її

цільового призначення

для складення декелів використовуються різні матеріали: гума, пресшпан,

особливі види паперу

спеціально синтезовані матеріали, гумо-тканинні

композиції тощо. Загальна товщина декелів коливається

межах

0,8—5 мм,

рулонних машинах глибокого друку становить

15—20 мм.

Застосування

того

чи

іншого декеля обумовлено вимогами технічного паспорта машини,

з урахуванням характеру продукції. За деформаційними характеристиками

вони бувають різної податливості, тобто деформуються

при

заданому

навантаженні

на

різну величину. Застосування податливіших

та

більших

за товщиною декелів зменшує інтервали тисків із-за згаданих вище

метричних відхилень та скорочує період приправляння

приладження.

При

цьому необхідність збільшення деформації декеля

(для

створення

потрібного тиску) призводить

до

збільшення ширини смужки контакту

відносного ковзання,

що

негативно впливає

на

якість друку. Застосування

м'яких декелів,

при

друкуванні способом високого друку, додатково

погіршує якість внаслідок утворення

на

відбитку зворотного рельєфу.

Тому

для

досягнення високоякісного друку

сучасних машинах

з вищими показниками жорсткості

точності друкарських апаратів, форми,

складових декеля

тиражного паперу доцільно використовувати більш

жорсткі декелі, обмеживши

їх

максимальну деформацію

зоні контакту

величиною

0,12—0,15 мм.

Характеристики декелів

при

стисканні аналогічні

до тих же

харак-

теристик паперу,

що

розглянуті вище.

1.4.2.

ОСОБЛИВОСТІ ДЕКЕЛІВ ОФСЕТНИХ МАШИН

В офсетній машині декель натягується

на

поверхню офсетного ішліндра,

який контактує

формним

друкарським циліндрами. До складу декеля вхо-

дять:

спеціальне офсетне гумо-ткаяинне полотнище (ОГТП) і (знизу) піддекель-

ний матеріал для забезпечення передбаченої паспортом номінальної товщини.

Глава 1

Товщина декеля в трициліндровому апараті — 3—4 мм, у чотирициліндро-

вому — приблизно 2

мм.

ОГТП в офсетних машинах, крім функцій, які виконує

декель в інших видах машин, здійснює передавання фарбового зображення з

форми на папір. Внаслідок цього її робоча поверхня взаємодіє з агресивними

компонентами фарби, зволожувального і змивного розчинів, піддається

абразивній дії зі сторони тиражного паперу. Іншою особливістю ОГТП є те, що

на циліндрі воно знаходиться в попередньо напруженому стані, який ство-

рюється в період підготовки машини до

роботи.

При попередньому натягуванні

полотнища, внаслідок сил тертя, величина зусилля натягнення залежатиме

від кута обхвату, що обумовить зміну товщини по колу циліндра. Нерівно-

мірність натягування полотнища по твірній циліндра може створюватись

у результаті прогину і закручування натяжних штанг. Результати досліджень

свідчать, що деформаційні властивості ОГТП у вільному і попередньо-

напруженому станах істотно відрізняються. Деталізуємо суть викладеного.

Рис.

1.14. Характерна схема будови сучасного офсетного полотнища

На рис. 1.14 зображено характерну схему будови сучасного ОГТП, що

складається із верхнього друкувального шару 2, чотирьох шарів тканини 2,

тонких з'єднувальних гумових прошарків З і компресійного гумового шару 4

(завтовшки

0,3—0,5

лис),

що містить закриті бульбашки повітря. Випускають-

ся також ОГТП із двома компресійними шарами, з подвійним друкувальним

ОСНОВИ МЕХАНІКИ ДРУКАРСЬКОГО КОНТАКТУ

покриттям. Тканини виготовляються в певній пропорції з віскозного, високомо-

дульного

бавовняного волокон. Види тканин

порядок

їх

розташування

за

товщиною визначають деформаційні характеристики полотнища

цілому,

зокрема розподіл напруження

шарах після попереднього натягування.

При встановленні полотнища

на

поверхню циліндра відбувається

розтягування верхніх

стискання нижніх шарів відносно якоїсь нейтральної

площини,

що

знаходиться

на

відстані

від основи* (рис.

1.14).

Результати

експериментів свідчать,

що ця

відстань

по

відношенню

до

товщини може

змінюватись

межах

25—60 %.

При натягуванні штанга

повертається

на

кут

у,

внаслідок чого полотнище видовжується

по

нейтральній площині

на

величину

верхній

шар

додатково розтягнеться

(AL

нижній

—

стиснеться

(AL

c(n

= ( а+

у)(8-а)

ЛЬ

ст

= (а+ у)а.

Загальна різииця деформацій верхнього

нижнього шарів після

натягування становитиме:

(a+>)o\

(1.19)

Співвідношення деформацій верхнього

нижнього шарів

+(а+Г)(в-а)

Ш=

-ia,y)a • (»•«)

Експериментальна оцінка ряду ОГТП свідчить,

що

величина

т ~

2—З,

це

характеризує різний ступінь натягнення тканин полотнища,

що

може

навіть удвічі перевищувати деформацію натягнення по нейтральній площині.

У першому наближенні деформації шарів тканини можиа характе-

ризувати пружними елементами сталої жорсткості

, С

(рис.

1.14).

Тоді загальне погонне зусилля натягнення

я=я

+я

= (з

)С

+(*

)С

(л

)С

+ (л

)С

(1.21)

Знаючи віддаль

а, від

основи

до

шару тканини

співвідношення

т,,

можна

для

конкретної ОГТП оцінити деформацію

X, (X

, Х

, ...) і

напруження окремих тканий

= (а +

Ж*,

- а) -

<а

+ 0^ j. (1.22)

Можна розв'язувати

обернене завдання:

при

синтезуванні ОГТП

визначити необхідну жорсткість тканин

умови вирівнювання напружень.

При цьому

їх

жорсткість

міру розташування доверху полотнища повинна

* Положеная нейтральної площини визначається експериментально

із

порівняння розмірів

верхнього

нижнього шарів на площині

зігнутого полотнища, наприклад, иа півкрузі.

Глава

зменшуватись,

навпаки

—

надмірна жорсткість верхнього тканинного

шару може призвести

до

втрати компресійної здатності

руйнування

внутрішньої структури.

Розглянуте вище стосується початкового напруженого стану ОГТП.

Далі, внаслідок релаксації матеріалу,

що

супроводжується циклічними

навантаженнями, протягом певного періоду часу умови друкування

змінюються. А характер зміни напружень і деформацій залежить від методу

натягування полотнища.

Перший

—

традиційний,

при

якому полотнище натягується

необхід-

ним зусиллям,

при

цьому деформується

на

певну величину

і ця

деформація

в процесі друкування

не

змінюється.

При

другому навпаки, створені

по-

чаткові напруження

під час

друкування залишаються практично незмін-

ними,

початкова деформація розтягнення полотнища дещо збільшується.

Перший випадок характеризує умови релаксації матеріалу, внаслідок

чого напруження істотно спадають,

що

змінює початкову деформаційну

характеристику. Ідентичність відбитків

при

цьому

не

забезпечується.

Другий випадок характеризує умови повзучості,

що

забезпечують

незмінність напружень

початкових деформаційних властивостей

полотнища.

Для ілюстрації сказаного

на рис. 1.15

наведено експериментальні

залежності зниження попередньо створеного зусилля натягнення

=120 Н/см) для

чотирьох видів ОГТП

від

числа обтиснень

при

припра-

цюванні. Полотнища

1 і 2

мали тришарову гумо-тканиниу основу

і два

мікропористі шари. Полотнища

3 і 4,

відповідно, чотиришарову гумо-

тканинну основу

один мікропористий

шар.

Натягнення полотнища

на

циліндрі здійснювалось жорстким гвинтовим пристосуванням (аналогічно,

як

це

виконується

на

машинах) через кільце-динамометр

5 для

оцінки

величини зусилля. Припрацювання відбувалось

частотою

500

об/хе

при

максимальній деформації пластини

0,2 мм.

Графіки підтверджують,

що

найбільш інтенсивно напруження падають після

100—200

обтисків, хоча

продовжують знижуватись навіть після

10000

(наприклад,

для

полотнища

З воно зменшилось порівняно

початковим

шість разів).

Для

тих же

зразків полотнищ

на

рисі.16 наведено експериментальні

залежності видовження

(дЛ)

від

числа обтискань. Величина попереднього

натягнення становила

= 120 Н/см і

зберігалась приблизно

на

сталому

рівні завдяки відповідно підібраній пружині

5, а

деформація зростала.

Відносне видовження різних полотнищ після

10000

обтискань становить

від

0,31 до 0,65%.

На рис.

1.17 для

зразків

1 і 2

подано експериметальні графіки зміни

їх

товщини

по

колу облягання поверхні офсетного циліндра після

10000

обтиснень:

1 і 2 — при

жорсткій (див. рис.

1.15)

фіксації величини деформа-

ції,

Ґ і 2'— при

натягуванні через пружину (див.

рис.

1.16),

що

забезпе-

чувала стале зусилля.

ОСНОВИ МЕХАНІКИ ДРУКАРСЬКОГО КОНТАКТУ

100 250 500 1000 2000 5000 10000

обтисків

Рис.

1.15.

Експериментальні залежності релаксації чотирьох офсетних

полотнищ

від

кількості обтиснень

Порівнюючи представлені залежності відзначаємо:

а)

коливання

товщини більші

для

полотнищ, котрі натягуються механізмом

жорсткою

фіксацією деформації розтягнення

ніж для тих же

полотнищ,

але які

натягуються механізмом,

що

забезпечує незмінність зусилля;

б) при

односторонньому натягуванні внаслідок тертя

if)

між поверхнями пластини

і циліндра величина натягу

(q) зі

збільшення кута обхвату

(а)

зменшується

(Qi

€

')»

а її

товщина відповідно збільшується.

Наявність значного перепаду товщини полотнища (який досягав

0,095

мм) у

першому випадку призведе до неоднакового тиску

по

напрямку

швидкості друкування

внаслідок спаду напружень

— до

збільшення

випереджувальної хвилі (випучування).

Глава

• 1 1 1

1 1

500 1000 1500 2000 5000 10000

к-сть обтисків

Рис.

1.16.

Експериментальні залежності повзучості видовження

офсетних полотнищ

від

кількості обтиснень

Найвагомішою характеристикою полотнища

є її

діаграма стиснення.

Проте

для

одного

того

полотнища вона буде різною

залежності

від

умов

її

одержання.

Для

ілюстрації сказаного

на рис. 1.18

зображено

залежності

р = /(А), які

побудовані

на

основі експериментальних даних,

отриманих

наступних умовах:

— стискання на площині не натягненого і не припрацьованого полотнища;

—

стискання

на

площині

не

натягненого того

полотнища, тільки

попередньо припрацьованого

динамічних умовах (при

«=

500

об/хе) після

10000

обтисків,

при

погонному зусиллі натягнення

—

8 кН/м і

максималь-

ній деформації

= 0,12 мм;

3 — те ж, що і 2,

тільки

при &

= 0,2 мм;

4, 5, 6 —

відповідають умовам діаграм

1, 2, 3,

тільки заміряні безпо-

середньо

на

циліндрі

натягненим

(до q = 8 кН/м)

полотнищем.

Співставлений наведених діаграм показує,

що

найбільш істотно

на їх

характер впливає попереднє натягнення

на

циліндрі (криві

4, 5, 6).

Значно

менше впливає припрацювання полотнища (відповідно, криві

2 і 5). 1 ще

менше впливає величина деформації

період припрацювання (криві

5 і 6).

ОСНОВИ МЕХАНІКИ ДРУКАРСЬКОГО КОНТАКТУ

0,100

лб

(м)

0,076

0,050

0,025

1.,

V—

47" 94" 141

188

235"

Рис.

1.17.

Експеримевтальві графіки зміни товщини офсетних полотнищ

по колу циліндра після

10000

обтиснень

(МПа)

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

R 4 3 .2 1

і/

)

/А

Я (мм)

і г-шХ

0,01 0,03 0,05 0,07 0,09 0,11 0,13 0,15 0,17 0,19 0,21

Рис.

1.18.

Експериментальні діаграми стиснення офсетного полотнища,

отримані

при

різних умовах випробуванвя

Глава 1

У таблиці 1.2 наведено значення п і Е

для семи зразків ОГТП, знятих

після припрацювання в динамічних умовах (в натягненому стані) безпосе-

редньо на циліндрі. У складі перших шести зразків наявний компресійний

шар,

в останньому—відсутній. Товщина кожного з полотнищ — близько 2 мм.

Таблиця 1.2

№ п/п 1

5 6

1,34

1,21 1,35 1.31

1,28

1,30 1,38

Е ,МПа 47,9

34,7

87,2

65,1 56,5 45,8

123,4

Відсутність компресійного шару в полотнищі обумовлює крутий харак-

тер діаграми стискання, внаслідок чого створюється великий перепад тисків

при друкуванні із-за різної деформації, що породжується неточностями

компонентів друкарського контакту. З цієї точки зору найбільш сприятли-

вою є характеристика декеля №2. І загалом бажано, аби фізичні сталі

знаходились в межах п =

1,2—1,3,

а £

35—50

(МПа). Однак ці сталі

повинні бути визначені на основі експериментальних діаграм стиснення,

що отримані в умовах, які максимально наближені до умов технологічного

процесу (у натягненому стані на циліндрі).

1.5. ТИСК ПРИ ДРУКУВАННІ

(ЙОГО ЗАВДАННЯ І ДОПУСТИМІ ІНТЕРВАЛИ)

У друкарському апараті передавання фарби з однієї поверхні на іншу

може бути реалізоване при забезпеченні щільного контакту між ними, при

якому проявляється міжмолекулярна взаємодія шару фарби і паперу

з мікронерівностями поверхні. За рахунок стиснення відбувається «припа-

совування» поверхні більш податливого тіла до мікронерівностей поверхні

менш податливого тіла. Величину мінімального тиску, при якому забезпе-

чується максимальний перехід фарби (Ф), називають технологічно

необхідним

(р

тн

як це представлено на діаграмі друкарського процесу на

рис.

1.19, а. Величина цього тиску залежатиме від мікрогеометрії контактую-

чих поверхонь і деформаційних властивостей таких податливих матеріалів,

як папір і декель. Вона залежатиме від друкарських властивостей фарби

(зокрема в'язкості) і паперу, а також характеру друкарської форми.

При плоскому способі друку величина тиску дорівнюватиме напружен-

ню в матеріалі декеля (р = о). При друкуванні з форми високого друку

(рис.

1.19, б) внаслідок часткової деформації декеля по периметру елементів

форми створюється концентрація тиску на краї, в результаті чого тиск

більший ніж напруження в декелі иад елементами форми

ОСНОВИ МЕХАНІКИ ДРУКАРСЬКОГО КОНТАКТУ

р=о-(і+/?)

Е,£

(1 + Р),

(1.24)

де Р

—

коефіцієнт, що враховує порізаність друкарської форми

(р

0,5—

1,0

для текстової форми

і Р = 0

—

для

плашки).

Рис.

1.19.

Роль тиску при друкуванні (а)

розподіл напружень

у матеріалі декеля над елементами друкарської форми

Збільшення величини тиску до допустимого (р

доп

) не змінює коефіцієн-

та переходу фарби,

але

призводить

до

збільшення технологічного наван-

таження,

а при

друкуванні способом високого друку

— ще й до

утворення

зворотного рельєфу

на

відбитках.

цієї точки зору діапазон зміни тисків

при друкуванні бажано скорочувати (заштрихована частина діаграми), чого

можна досягти зменшенням впливу згаданих вище чинників (підвищення

точності форми, товщини декеля

паперу, гладкості контактуючих

поверхонь, жорсткості друкарського апарата тощо). Орієнтовні значення

тисків при друкуванні різними способами друку наведені

таблиці

1.3.

Таблиця

1.3

Спосіб

друку

Високий

Флексо-

грфічний

Офсетний

Глибокий

Спосіб

друку

характер форми

Флексо-

грфічний

Офсетний

машини

Спосіб

друку

текст кліше

плашка

Флексо-

грфічний

Офсетний

аркушеві

рулонні

Величина

тиску,

PjMTTa)

2—3 4—5

5—6

0,4-0,5

0,8—1,2 4—5 2—3

Глава 1

1.5.1.

ШИРИНА СМУЖКИ КОНТАКТУ

Внаслідок деформації декеля контакт між циліндрами відбувається по

смужці шириною Ь

(рис.

1.20, а), яка може бути визначена із прямокутних

трикутників

OjAB

АВ

звідки А, =~г~- Аналогічно: ^ =~zr-

0Н2

oitj

Рис.

1.20. Схема визначення ширини смужки контакту

Максимальна деформація декеля