浅谈凹版印刷中对张力控制原理的理解和运用

浅谈凹版印刷中对张力控制原理的理解和运用2005-4-226:03:00来源：中国自动化网浏览：710网友评论0条点击查看食品、药品、服装、衣料、香烟等的包装所使用的纸、玻璃纸、塑料薄膜、铝箔等，由于其自身的特点，多使用凹版轮转印刷机印刷。近年来由于印刷的多样化及印刷的高速化，特别是下道工序设备对尺寸精度的要求，以及为节约材料，提高成品率等。张力控制方法被广泛利用。当前国外对张力控制的利用上已趋于成熟，使用非常普遍。现在试分析一下张力控制原理和特性。一、凹印的特点目前，印刷主要应用的版式有凸版、平版和凹版三种，凹版的特点是图文部分凹下，把版面全部浸入墨盘，然后用刮刀将多余油墨刮掉，将残留在凹下部分的油墨转移到被印刷物上的方法，就是凹版印刷。凹版印刷的特点主要是：积在版面凹部的油墨能够转移出充足的油墨，得到有层次的印刷品，印刷品的浓淡是由版的深浅表示的，所以印刷物具有立体感，细小的线条也能清晰地印出来，能够自由广泛地选择和使用各种版材。二、关于凹版的张力控制叙述这一问题之前，应对何为张力控制有所了解。目前，使用的凹印机需要适用张力控制原理的主要有两个部分：第一部分是从给料到给料牵引辊。套印误差，即多色印刷的各色间的套印精度差。如果印刷机机构位置关系正确，误差是由于材料的伸长或缩短引起的，在容许范围内控制一定的伸长量，张力控制是最有效的。第二部分是从收料牵引辊到收料后各部，应注意对收料卷松紧、齐整、可靠等因素进行张力控制。下面详说一下从给料轴到给料牵引辊之间的张力控制作法。由于牵引辊的动作把印刷材料以一定的速度、张力从给料轴拉出并送入印刷部，这部分的张力要大于印刷部的张力，通常用连在给纸轴上的制动器来控制张力。众所周知，作业的同时卷径逐渐变小。近年来由于高速化，使用材料的多样化，卷径变化大。因此过去所使用的手动式机械式制动器不可能得到高品质印品。所以选用自动控制方式，特别是使用张力测量表用数据管理成为必要的做法。其检测方法有弹簧摇动辊式和微变位式检测。机械式制动器从很早就被使用，价格便宜，但把握力矩值不准确。所以逐渐有其它形式出现。磁粉制动器是利用磁粉作为摩擦介质通过电流产生制动力，由于其转矩---电流特性的直线性好。因此被广泛使用。气压制动器，虽然有的印刷机械使用较多，但由于力矩特性的非线性及磨损大的因素。也逐渐被大容量磁粉制动器所取代。再说给料的张力控制问题，给料的张力由以下因素决定：由于厚度不均引起的拉伸变化；材料的打滑和偶被挂住变慢；料卷未装好，材料及轴偏心；翻转装置在旋转中产生的周速变化；接纸时压辊和裁刀的反作用力；各个辊的圆度不够。以上大部分变化部分都是在短时间内发生的，作为张力变化全部被传到印刷部。从机械结构角度，必须注意到处于给料轴与牵引辊之间的导向辊的惯性和制造误差都是引起张力增加的原因，特别是几公斤以下的低张力决不能忽视。再说一下牵引辊到版辊间(牵引部)张力的变化和控制。凹印机中牵引辊与第一版辊相邻通常设有周速同步机构。这与给料情况不同，直径是不变化的，所以用其它原理控制张力大小。印刷材料与一般的物体一样具有弹性和塑性，印刷加工要在弹性界限内进行。因此控制张力要根据弹性定律。这就是要对不同材料的特性有所了解。使用中为了得到同样的伸长度可按材料的宽度与厚度的各种比例决定张力。有下面两种方法可以得到适合的张力：①使压紧辊直径稍有变化；②修正压紧辊的转数。使印刷材料工作中从无张力状态达到设定的张力所需时间是把压辊间距离、速度降低值作为时间常数的一次延迟响应，这种形式通常叫拉伸控制。对于凹印机的基本形式给纸牵引与版辊之间，版辊之间、版辊与收料牵引之间都是根据这个原理产生张力。另外还有摆辊式控制张力的方法，原理是张力随重量的变更和配重位置的变更而变化，不论在什么情况下，摆辊有吸收张力变化的效果，摆辊一般采用制造误差小惯性小重量轻且直径大的辊子(如中空铝管)，通常用这个方法把在给料与牵引辊之间产生的短时间同期的张力变动除去，使微小的张力变化稳定下来。这个方法还可减少接纸时的损失。再叙述一下收料牵引部，从版辊到收料牵引之间为了干燥，通常把距离加大，由于干燥加热，延伸车发生变化，引起材料伸缩变化，这些都是引起套印不准的原因。所以同给料牵引部一样需要较好较准的张力控制。再有极薄纸低张力的材料也有被干燥器的风吹动容易受到静电的附着，而产生微小变化，这些也必须予以考虑。卷取部(从收料牵引辊到收料轴之间)这部位的张力控制也是一个重要课题。这部分是把被印刷的材料作为最终制品，送到复合、分切、制袋等下道工序。同时要注意使均匀卷取的制品避免刮伤、起皱。值得注意的是在塑料薄膜和铝箔中，要注意防止厚度的变化。这不仅仅是用多大的张力卷取的问题，重要的是在卷径增大的同时调整张力，是用定张力进行调整，还是用维度张力进行调整。在卷取部驱动方式样一般有两种：(一)表面驱动；(二)中心驱动。一般中心驱动式虽使用较多，但表面卷取式也具有良好的性质，在辊周速度一定时情况良好。所以在有些行业使用较多。收料部和给料部相比，收料部要更注意锥度张力，惯性补偿误差。中心驱动是在纸管上直接卷取材料，过去使用摩擦式控制方法而现在采用的是高度，自动，高性能的电气控制方法，收料卷取手段如下：①使用磁粉离合器；②使用力矩电机；③使用直流电机。磁粉离合器以便宜的价格便可获得优异的性能；力矩电机在卷径变化大时不好用；大容量和自动接纸多使用直流电机。三、锥度张力一般情况下采用定张力卷取收料，随着料卷的增大相对于内侧材料的力矩变大，产生打滑即卷取收缩。再有由于材料的收缩及空气的放出指向中心的压力加大材料被挤坏或被横向挤出，产生所谓竹笋现象。靠近卷芯的地方产生绉纹，使表面凹凸不平。解决这些问题，就是卷径逐渐变大时张力应逐渐减小，即采用锥度张力。卷取时的初始张力决定了卷取终了时的张力。其减少的程度叫锥度。一般使用10％-50％的锥度。例如用30％锥度；即以10kg张力开始，则从7kg张力结束，这时的变化比率根据材料和机构的性能是不同的，厂家应经试验做出各种类型的试验曲线，以便生产中对照调整。四、惯性补偿所谓惯性补偿就是为了吸收机器起动时，作业当中，速度改变时或者由静止达到所定速度时，由于料卷的惯性引起的张力变化而进行的补偿。实践中惯性矩与直径成非线性关系与材料密度和材料宽度之间成比例，印刷厂家应用公式计算求出平均值，精确计算补偿曲线指导生产。目前，我国印刷机行业对先进的张力控制装置的应用还不广泛，随着改革开放形势的发展，，各种印刷机械，包装机械将会更多的采用张力控制这一方法来提高产品质量。