автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Влияние скорости рулонной печати на оптическую плотность оттисков и неприводку красок

Введение.

ГЛАВА 1. Обзор и анализ литературы по теме.

1.1 Влияние скорости печати на оптическую плотность оттисков.

1.2 Влияние скорости печати на неприводку красок.

1.3 Выводы и постановка задачи теоретического исследования.

ГЛАВА 2. Теоретические предпосылки для экспериментального исследования.

2.1 Вывод основных уравнений для гидродинамического давления в дукторной группе с безракельным (валковым) механизмом.

2.2 Вывод основных уравнений для гидродинамического давления в дукторной группе с позитивным ракелем.

2.3 Основные уравнения для гидродинамического давления в дукторной группе с позитивным ракелем с учетом турбулентности движения.

2.4 Гидродинамическое давление в валковой дукторной группе печатных машин с учетом турбулентности движения.

2.5 Влияние скорости печати на оптическую плотность в краскоподающей группе со встречным ракелем.

2.6 Математическая модель зависимости неприводки красок от скорости печати.

2.7 Влияние случайных колебаний скорости печати при установившемся режиме на неприводку красок.

2.8 Влияние скорости печати на неприводку красок при переходных процессах.

Выводы по 2 главе.

ГЛАВА 3. Методика экспериментального исследования.

3.1 Влияние скорости печати на оптическую плотность.

3.2 Влияние скорости печати на неприводку красок.

ГЛАВА 4. Результаты эксперимента.

4.1 Влияние скорости печати на оптическую плотность.

4.2 Влияние скорости печати на неприводку красок.

Выводы по 4 главе.

Актуальность работы. Скорость печати является одним из важнейших факторов, влияющих на качество печатной продукции. В число критериев качества получаемого печатного оттиска, на которые оказывает влияние скорость печати, входят заданное значение оптической плотности оттиска (определяемое денситометрическими нормами печатания) и продольное совмещение (продольная приводка) красок на оттиске при использовании рулонных печатных машин.

В различных литературных источниках при анализе влияния скорости печати на оптическую плотность оттисков часто приводятся противоречивые, а порой и неверные объяснения этого явления, не дающие ответа на вопрос, почему, например, при использовании позитивного ракеля оптическая плотность растет с повышением скорости печати, а при использовании встречного ракеля, - падает. Гидродинамические явления, имеющие место в краско-подающих группах печатных машин, которые позволяют объяснить указанные закономерности, в ряде источников не связывают с изменением оптической плотности оттиска. Результаты исследований в области гидродинамики применительно к полиграфии, проводившиеся только для высокого и плоского офсетного способов печати, являются неточными с точки зрения геометрии и неприменимы для других способов печати.

Рулонные печатные машины являются самыми производительными вследствие рационального построения печатного аппарата и непрерывной подачи запечатываемого материала в виде ленты. Несмотря на то, что условия для приводки красок в машинах планетарного типа намного лучше, секционные машины, последовательно агрегатированные из однотипных печатных аппаратов, более просты в изготовлении, обладают относительной технологической универсальностью и удобством обслуживания. С совершенствованием конструкций рулонных печатных машин скорость печати постоянно возрастает. Соответственно, быстрое и точное регулирование продольной приводки красок при изменении скорости печати позволит снизить процент брака и, таким образом повысить эффективность производственного процесса.

Цель работы: совершенствование технологии и методик расчета процессов флексографской печати; создание математического описания процессов изменения оптической плотности оттисков и нарушения приводки красок (при работе на рулонных машинах), вызванных изменением скорости печатания, получение исходных материалов для расчета системы автоматического регулирования.

Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

- выявить физическую сущность процессов изменения оптической плотности оттисков и неприводки красок, вызываемых изменением скорости печатания;

- разработать математическое описание этих процессов (в том числе как объекта автоматизации);

- экспериментально проверить основные теоретические закономерности;

- разработать соответствующие данные для конструкторов печатного оборудования.

Научная новизна работы заключается:

- в установлении закономерностей изменения оптической плотности оттисков и неприводки красок при изменении скорости машины;

- в создании инженерных методик расчета этих процессов, в том числе с использованием теории случайных процессов;

- в создании научно обоснованных требований к электроприводу машины по критерию допускаемой точности приводки красок.

Практическая ценность работы заключается в создании вышеназваных методик расчета, в открывшейся возможности оценки электропривода машины по критерию точности приводки красок.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Исходная математическая модель для гидродинамического давления в узком клиновом зазоре между двумя вращающимися валами.

2) Формулы для расчета гидродинамического давления в красочном аппарате флексографской печати (валкового и ракельного типов), учитывающие линиатуру и угол наклона стенок растровых элементов анилоксного вала.

3) Описание участка лентопроводящей системы многокрасочной печатной машины как объекта регулирования (канал «скорость печатания - не6 приводка красок»), ее переходная характеристика, передаточная функция и частотная характеристика.

4) Результаты экспериментального исследования, подтверждающие теоретические положения.

Общие выводы по работе

1) Установлена качественная связь гидродинамического давления в краскоподающих группах (КрГ) печатных машин с изменением оптической плотности оттисков при повышении или снижении скорости печати. На основании этой связи дано объяснение эмпирическим зависимостям Dott от V для основных случаев построения КрГ.

2) Получена формула зависимости дополнительной толщины слоя краски на растрированном (дукторном для плоского офсетного и высокого способов печатания) валу от скорости печати и технологических параметров краскоподающей группы с позитивным ракелем.

3) Получена формула зависимости дополнительной толщины слоя краски на растрированном валу от скорости печати и технологических параметров краскоподающей группы с безракельным (валковым) способом построения.

4) Показано, что при использовании встречного ракеля зависимость оптической плотности оттисков от скорости печати определяется краскопереносом, а гидродинамические явления, имеющие место в данной краскоподающей группе, не оказывают влияния на количество краски, передаваемой на растрированный вал.

5) Разработано описание процесса неприводки красок в зависимости от скорости печати, в том числе как объекта регулирования, которое позволяет оценивать получающуюся неприводку красок как для случайных колебаний скорости печати при стационарном процессе, так и при переходе от одного скоростного режима к другому. В рамках этого описания замечено, что: а) При установившемся режиме работы печатной машины на величину неприводки красок гораздо большее влияние оказывает амплитуда колебаний скорости печати, а также общая продольная деформация запечатываемого материала под действием натяжения в печатной машине, а не соотношение его упругих и эластических свойств.

6) При возрастании, начиная с определенного значения, длины пути L запечатываемого материала между соседними печатными секциями машины при установившемся режиме неприводка красок будет уменьшаться, если запечатываемый материал обладает ограниченной ползучестью.

106 в) При переходе от одного скоростного режима к другому (при переходных процессах) с увеличением доли упругих деформаций запечатываемого материала при возрастании или уменьшении скорости печати до некоторого конечного значения уменьшается время переходного процесса неприводки красок; при колебательном характере изменения скорости печати максимум кривой S.^t) достигается быстрее по времени, что облегчает возможности регулировки точности печати. г) В рабочем диапазоне скоростей печати неприводка красок при переходных процессах увеличивается с возрастанием времени т перемещения запечатываемого материала между двумя соседними секциями печатной машины.

1. Раскин А. Н., Ромейков И. В., Бирюкова Н. Д. и др. Технология печатных процессов М.: Книга, 1980. - 120 с.

2. Сорокин Б.А., Здан О.В. Флексографская печать М.: Издательство МГАП "Мир книги", 1996. - 82 с.

3. Проблемы высокоскоростной печати. Влияние давления и скорости печатания на качество оттисков. Под ред. Е. М. Медведева М.: Издательство "Мир", 1965

4. Загаринская J1. А., Шахкельдян Б. Н. Полиграфические материалы -М.: Книга, 1975

5. А. С. Зоттмейер и др. Влияние свойств краски на ее перенос в процессе печатания, Сб. "Вопросы оценки качества полиграфических оттисков", М.: Издательство иностранной литературы, 1961

6. JI. А. Козаровицкий Бумага и краска в процессе печатания М.: Книга, 1965

7. П. А. Попрядухин Технология печатных процессов М.: Книга, 1968

8. Ж. Фецко Сравнение измерений переноса краски на четырех лабораторных печатных устройствах, Сб. "Проблемы высокой печати", -М.: Мир, 1965

9. Б. Н. Шахкельдян Вязкостный механизм липкости и дуктильности красок, Полиграфия №9, 1971

10. Б. Н. Шахкельдян Реологические свойства красок и их значения в процессе печатания, Докторская диссертация, М.: МПИ, 1971

11. К. X. Шиммер, И. Альбрехт Влияние реологических свойств печатных красок на расщепление красочного слоя, Сб. "Печатные краски и цвет", М.: Мир, 1964

12. А. Зеттмойер, В. Уолкер, Ж. Фецко, Р. Мейерс Процесс перехода печатной краски, Сб. "Исследования в области офсетной печати", М.: 1959

13. Е. Rupp Исследование печатных войств газетных бумаг при измерении скорости и давления печати, Из книги "Problems of High Speed Print", London, Pergam. Pr, 1962

14. Митрофанов В. П. Аналитическая статика печатного процесса, Известия вузов. Проблемы полиграфии и издательского дела №1,2 М., 2000

15. Вартанян С. П. Исследование и разработка системы автоматического управления подачей краски в процессе печатания, Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, М., 1972

16. Хведчин Ю. И. Исследование краскоподающей группы машин высокой и плоской печати, Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Львов, 1970

17. Толстой Г. Д., Хведчин Ю. И. Исследование гидродинамического давления в красочном ящике печатных маши, Полиграфия №11, 1969

18. Е. 3. Рабинович Гидравлика, М.: Недра, 1980

19. С. Mill Поведение краски на валиках печатной машины, Journal of the Oil and Colour Chemists Association №9, 1961

20. Сб. "Гидродинамическая теория смазки" под ред. JI. С. Лейбензона, -М.: ГТТИ, 1934

21. Коровчинский М. В. Теоретические основы работы подшипников скольжения, Машгиз, 1959

22. Гидродинамические опоры прокатных валков, под ред. И. А. Тодера, М.: Металлургия, 1968

23. Ardichvili G. An Attempt at a Rational Determination of the Cambering of Calender Rolls, Kautschuk, 1938

24. Gaskell R. E. The Calendering of Plastic Materials, J. Appl. Mechanics, 1957

25. Bergen J. Т., Scott G. W. Pressure Distribution in the Calendering of Plastic Materials, J. Appl. Mechanics, 1951

26. H. П. Петров Гидродинамическая теория смазки М.: Издательство АН СССР, 1948

27. Тюрин А. А. Печатные машины-автоматы М.: Книга, 1981

28. Казакевич В. В., Избицкий Э. И. Системы автоматического управления технологическими процессами М.: Книга, 1978

29. Толстой Г. Д. Автоматизация полиграфических производственных процессов М.: Книга, 1970

30. Захаров А. Г., Фуфаевский Д. А. Офсетные машины и работа на них -М., Книга, 1978

31. Либерман Н. И., Захаров А. Г., Фуфаевский Д. А. Офсетные печатные машины М.: Книга, 1978

32. Файнберг Ю. М. Условия постоянства натяжения при прокатке и режим скоростей, Сталь №5, 1947

33. Шустов В. Д. Динамика растяжения бумаги на машине, Бумажная промышленность №11, 1958

34. Kessler G. Das Zeitliche Verhalten einer Kontinuerlichen elastischen Bahn zwischen aufeinander folgenden Walzpaaren, Kegulungslechnik, 1960, 8/12; 1961, 9/14

35. Watanabe T. Tension and misregister in web rotary press, Asian Printer №1, 1962

36. Фельдман JI. В. Некоторые вопросы теории бумагопроводящих систем рулонных печатных машин, Труды, №27 (НИИПМ) М.: 1963

37. Избицкий Э. И. Импульсное регулирование движения ленточного материала М.: Энергия, 1970

38. Скичко П. Я., Лиепа И. И., Алтухов П. Д. Расчет натяжений в межклетевых промежутках непрерывно-заготовительного стана с групповым приводом валков, В кн.: "Динамика металлургических машин" М.: Металлургия, 1969

39. Sheuter К., Pfeifer G. Dinamische Untersuchungen an Papier, Druck Print №7, 1971

40. Митрофанов В. П. Основы теории движения бумажной ленты и совмещения красочных оттисков в рулонных печатных машинах, Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, М., 1980

41. Хавкин В. П. Динамика процессов вытягивания I рода, В кн.: Труды ЦНИИЛВ, т. 28,-М., 1971

42. Шустов В. Д. Процессы деформации бумажного полотна М.: Лесная промышленность, 1969

43. Хавкин В. П. Перематывание неоднородного вязкоупругого материала, В кн.: Научно-исследовательские труды ВНИИЛТекмаш, №18, -М., 1970

44. Bonrath Н. Bahnspannung, Bahndehnung und Bahntransport in Rollen-druckmascninen, т. 2, Albert D. T. Z., 1972

45. Мильман А. Я., Хавкин В. П. Некоторые вопросы сматывания нитей со сновального станка, Технология текстильной промышленности №14,1963

46. Куртинайтис А. К., Рагульскис К. М. Динамические характеристикивращаемых узлов лентопротяжных механизмов, Вибротехника №4, 1970

47. Навицкас А. И., Курклетис Р. А., Вайчайтис И. И. Некоторые вопросы исследования по снижению паразитной модуляции в лентопротяжных механизмах, Вибротехника №2(4), 1968

48. Донцу 3. Т, Рагульскис К. М., Чекулкаускас А. А. Экспериментальное исследование амплитудно-частотных характеристик магнитной ленты в лентопротяжном механизме, Вибротехника №3(8), 1969

49. Навицкас А. И., Рагульскис К. М. Случайные колебания в прецезионных лентопротяжных механизмах, Вибротехника №2(4), 1968

50. Навицкас А. И. Измерение натяжения в движущейся ленте, Вибротехника №2(2), 1967

51. Андрюшкевичус А. И. Оптимальный синтез лентопротяжных механизмов по частотным спектрам, Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Каунасский политехнический ин-т, 1973

52. Китра С. П. Вопросы динамики лентопротяжного механизма видеомагнитофона с диагональным методом записи, Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Каунасский политехнический ин-т, 1971

53. Митрофанов В. П. О несовмещении красок при печатании на рулонных ротационных машинах, Тезисы докладов на XXIV научно-технической конференции МПИ, ч. 1, М., 1970

54. Митрофанов В. П. Математическая модель продольного движения ленточного материала в аппаратах ротационного типа, Тезисы докладов всесоюзного совещания по методам расчета механизмов машин-автоматов, Львов, 1979

55. Митрофанов В. П. Элементы механики движущейся ленты, Учебное пособие М.: МПИ, 1975

56. Митрофанов В. П. Элементы теории лентопроводящих систем рулонных печатных машин, Отчет МПИ №Б 123486, гос. per. №1040623, -М., 1970

57. Митрофанов В. П. Теоретическое исследование процессов нарушения регистра в рулонных печатных машинах, Отчет МПИ №Б 387924, гос. per. №75011354,1974

58. Митрофанов В. П. Причины нарушения приводки красок при печати на секционных рулонных агрегатах, Флексо Плюс №3, 1998

59. Митрофанов В. П. Механика движущейся ленты в ротационной системе с транспортным запаздыванием, Труды НИИПМ, 1980

60. Митрофанов В. П. Математическая модель продольного движения вязкоупругой ленты в аппаратах ротационного типа, Известия ВУЗов СССР, 1980

61. Малинин Н. Н. Прикладная теория пластичности и ползучести М.: Машиностроение, 1975

62. Филин А. П. Прикладная механика твердого деформируемого тела, т. 1, -М.: Наука, 1975

63. Митрофанов В. П., Заяц Н. П. и др. Исследование вязкоупругих свойств движущейся бумажной ленты, Научные труды, 1980

64. Дронкина И. В. Регресионная модель параметра ползучести увлажняемой бумажной ленты, Технология и оборудование полиграфического производства №2, 1996

65. Митрофанов В. П. Влияние изрезанности формы и липкости красок на приводку при многокрасочной рулонной печати, Технология и оборудование полиграфического производства №2,1996

66. Митрофанов В. П., Дронкина И.В. Влияние увлажняющего раствора на ползучесть бумажной ленты при рулонной офсетной печати, Вопросы полиграфического производства/Омский гос. техн. ун-т, Омск, 1995

67. Митрофанов В. П. Математическая модель продольного движения вязкоупругой ленты в аппаратах ротационного типа, Известия ВУзов СССР №2, Машиностроение, 1982

68. Митрофанов В. П. Статистический анализ стационарного движения ленты в печатных секциях рулонных машин, В кн.: "Печатные машины. Межвузовский сборник научных работ", М.: МПИ, 1982

69. Митрофанов В. П. О натяжении бумажного полотна и рассогласовании красок в ролевых печатных машинах, Вступительный аспирантский реферат, МПИ, 1965

70. Митрофанов В. П. Некоторые элементы математической теории лентопроводящих систем рулонных машин, Научные труды по полиграфическим машинам №21, М.: МПИ, 1974

71. Митрофанов В. П. Электрическое моделирование процессов смещения красок в секционных рулонных печатных машинах, В кн.: Научные труды по полиграфическим машинам, Вып. 21, М., МПИ, 1974

72. Поздняков А. М. Деформация бумажного полотна в процессе ролевой офсетной печати, В кн.: "Вопросы техники и технологии полиграфического производства", Омск, Омский политехи, ин-т, 1975

73. Фельдман JI. В. Теоретическое и экспериментальное исследование бумагопроводящих систем рулонных печатных машин, Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, МПИ, 1968

74. Митрофанов В. П. К задаче о натяжении ленты в рулонной машине и несовмещении красок при печатании на ней, Научн. тр., 1980

75. Митрофанов В. П. Процессы нарушения приводки красок на рулонных машинах, Флексо Плюс №2, 1999

76. Митрофанов В. П. Математическое исследование процессов нарушения регистра при скачкообразном изменении свойств ленты, РЖ "ТОЦБПП" №12, 1974

77. Митрофанов В. П. Дополнения к задаче о натяжении и продольных деформациях движущейся ленты в ротационных машинах, РЖ "ТОЦБПП" №10,1976

78. Митрофанов В. П. Увлажнение ленты в процессе печати на рулонных ротационных машинах и статическая ошибка продольного регистра, РЖ "ТОЦБПП" №9, 1975

79. Митрофанов В. П. Математическое описание продольного движения ленты в ротационных печатных аппаратах с учетом ее вязкоупругих свойств, В кн.: Печатные машины. Межвузовский сборник научных работ, Вып. 1, -М.: МПИ, 1977

80. Митрофанов В. П. Влияние некоторых параметров технологического процесса на статическую ошибку продольного регистра при печатании на рулонных ротационных машинах, Научные труды по печатным процессам №22,ч. 2,-М.: МПИ, 1975

81. Солонец И. П., Солонец Б. П. Некоторые вопросы динамического анализа и синтеза приводов ротационных печатных машин, Полиграфические машины-автоматы, Омский политехнический институт, Омск, 1990

82. Файнберг Ю. М. Теоретические основы скоростной прокатки с натяжением, Сталь №6, 1948

83. Файнберг Ю. М. Авторегулирование при холодной прокатке М.: Машиностроение, 1960

84. Казакевич В. В. Изменение схемы проводки бумаги, Полиграфия №6, 1966

85. Wick Franz Wellenloser Antrieb nun auch im Akzidentzrollenoffset, Druck Ind. №5, 1997

86. Wellenlose Antriebe nun Standart bei alien KBA Zeitungstrotationen, Druckspiegel №10, 1996

87. Тюрин А. А., Митрофанов В. П. Основные направления развития средств приводки красок в рулонных ротационных печатных машинах. Обзор, Серия "Машиностроение для полиграфической промышленности" М.: ЦНИИТЭИЛегпищемаш, 1974

88. Митрофанов В. П."Процессы нарушения приводки красок на рулонных машинах, Флексо Плюс №2, 1999

89. Солонец В. И., Солонец И. П. Исследование динамического процесса проводки бумажной ленты между двумя печатными секциями, Омский гос. техн. ун-т, Омск, 1999

90. Ткачук Ю. Н. Продольная приводка в "многокрасочных рулонных машинах и разработка способа ее измерения и контроля, Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, М., 1974

91. Справочник металлиста, Том 1, М.: Машиностроение, 1976

92. Rakeleinrichtig fur ein Kurzfarbwerk einer Rotationsdruckmaschine, Заявка 4438262, Германия, Koenig&BauerAlbert AG. №4438262; Заявл. 26.10.94, Опубл. 15.05.96

93. А. А. Ерофеев Теория автоматического управления, Санкт-Петербург: Политехника, 1998114

94. Technick des Flexodrucks, DFTA, 1993

95. ГОСТ 8420-74 (CT СЭВ 1443-78) "Материалы лакокрасочные. Методы определения условной вязкости", М., Государственный Комитет СССР по Стандартам,1981

96. Отчет ВНИИКПП и МПИ "Исследование процессов нарушения регистра в рулонных печатных машинах с учетом технологических воздействий на ленту бумажного полотна", Научные рук. Каган Б. и Митрофанов В. П., 1975