Расчет привода вращения цилиндра

Формные цилиндры глубокой печати имеют большую массу (около 500—600 кг), и, кроме того, в процессе обработки в отдельных установках им сообщается достаточно высокая ско­рость вращения (100—120 об/мин). Крутящий момент М_кр, необходимый для начала движения цилиндра, складывается из суммы момента сил сопротивления опорных устройств М_с и момента сил инерции М_и, который необходимо преодолеть для разгона цилиндра до требуемой скорости вращения п, об/мин.

Момент силы сопротивления опор М_с представляет собой момент сил трения в опорах и определяется по формуле

М_С-/>_Ц./С/?Т_Ц, (10.13)

где Р_ц — суммарное усилие на опорах; К — коэффициент тре­ния в опорах; R' — радиус опоры.

Момент сил инерции М_и определяется по формуле

АГ_и=/е, (10.14)

где / — момент инерции цилиндра; е — угловое ускорение ци­линдра, необходимое для его разгона за время т. После преобразований:

M_n^I*^-(R²+r²)_t (10.15)

Gx

где п — число оборотов цилиндра; R и г — соответственно на­ружный и внутренний радиусы цилиндра; g —ускорение сво­бодного падения; т —время разгона цилиндра. Таким образом,

M_KV^KR'P₄ +-ZUHL (fl»+r>). (10.16)

Мощность привода вращения цилиндра N определяется по формуле

N= ^{МкрЯшах} (10.17)

ц

где М_КР — крутящий момент; п_тгх — максимальное число оборо­тов цилиндра; г) — общий кпд привода.

"ц птах

Подставив в формулу (10.17) значение М_кр, получим

ЛГ =

(10.18)

KR'+— (/?² + r²)

Т

Расчет мощности привода мешалок

В работе мешалки существуют два периода: пусковой и ра­бочий. Рабочий — это период установившегося движения, в ко­тором энергия расходуется на преодоление сил трения лопастей мешалки о жидкость, т. е. на преодоление силы сопротивления среды. В пусковой период затрачивается дополнительная работа на преодоление сил инерции жидкости, для того чтобы вывести ее из состояния покоя. Таким образом, пусковая мощность N_n состоит из Nh + N_p.

Энергия N_Hy затрачиваемая на выведение из состояния по­коя элементарной объема жидкости, равна

dmN_n =^f, (10.19)

где dm — элементарная масса жидкости; v — скорость вращения лопасти.

После преобразований получим окончательно

N_n=Kd^bn²p_y (10.20)

где К — коэффициент, равный 3,87; d — диаметр лопастей ме­шалки; п — число оборотов мешалки; р — плотность жидкости. Рабочая мощность N_p определяется из сопротивления 5, которое оказывает среда движущемуся в ней телу:

S = gF-4^JL. (10.21)

G

где g — коэффициент сопротивления; F — проекция движущегося тела на плоскость, перпендикулярную к направлению скорости движения; v — скорость движения тела; у — уд. вес среды; £=9,81 м/с².

После преобразований рабочая мощность N_p равна:

K_pS_Md*n*p, (10.22)

где £_м — коэффициент сопротивления среды перемешиванию; d — диаметр лопасти; п — число оборотов лопасти; р — плотность жидкости.

Суммируя N_n и N_p, получим мощность, необходимую на за­пуск мешалки:

N_u = (K+t_M)d*n*p₉ (10.23)

где К и 1м — коэффициенты.

Коэффициент |_м определяют по формуле

6-=*-^-. (Ю.24)

где А — константа, определяемая опытным путем; Re_M — видо­измененный критерий Рейнольдса.

10.12. Изготовление форм глубокой печати

способом электромеханического и лазерного гравирования

Современные способы изготовления форм глубокой печати основаны на электронном гравировании и использовании лазер­ной техники. За последнее десятилетие эти способы получили распространение при изготовлении печатных форм для журналь­ной продукции и продукции с повторяющимися рисунками (упа­ковочные изделия, обои, печать на тканях, имитация ценных пород древесины, мрамора и т. д.). Формы изготовляют на ма­шинах «Гелиоклишограф» моделей К-193 и К-493 фирмы «Хелл» (ФРГ). На этих машинах гравирование выполняется алмазным резцом в масштабе 1: 1 при развертке изображения в отражен­ном свете и линиатуре растра 60 лин/см. Максимальная глубина гравирования — 40 мкм. Фирма-изготовитель постоянно совер­шенствует электрогравировальные автоматы. В модели К-200 имеется цифровая электронная схема с запоминающим устройством, позволяющая программировать работу автомата, гравировать непрерывные изображения без стыка и многократ­ные повторения рисунков но окружности, изменять линиатуру гравируемого изображения в пределах от 40 до 100 лин/см, его интервал и т. д.

Примером современного решения проблемы изготовления форм глубокой печати, предназначенных для печатания журна­лов, является поточная линия фирмы «Хелл». Она состоит из телевизионного приемного устройства ТМ-832, скомплекто­ванного с цветокорректором «Хромограф ЦН-320». Откорректи­рованный электрический сигнал передается на электрогравиро­вальный автомат «Гелиоклишограф К-200», который гравирует формы на цилиндрах с длиной образующей до 1775 мм и окруж­ностью до 1400 мм.

Английская фирма «Кросфилд Электронике Лтд» разрабо­тала модель системы гравирования форм глубокой печати с при­менением лазера — «Лазергравюр-700».

Формный цилиндр с копией растра глубокой печати под­вергают травлению для получения на его поверхности ячеек глубиной 60—70 мкм. Затем^растровые ячейки заполняют смоло-образным веществом, которое после отверждения под действием лазерного излучения обладает способностью разлагаться или испаряться. В качестве такого вещества фирма предлагает при­менять полиэтилен, эпоксидную смолу, стекло, сурьму. Запись изображения производят с диапозитива. Сигнал от фотоумно­жителя поступает в вычислительно-корректирующее устройство, где осуществляется градационная и цветовая корректура. При сканировании лазерного излучения материал, находящийся в ячейках, разлагается или испаряется на глубину, зависящую от энергии луча, определяемой плотностью диапозитива. Так на цилиндре получают печатающие элементы разной глубины.

В новой модели лазерного гравировального автомата фирмы «Кросфилд Электронике Лтд» предусмотрена его работа в систе­ме с цветоделителем-цветокорректором «Магнаскэн-550». В этой модели система гравирования упрощена. Полимерный цилиндр покрывают листовым синтетическим материалом. Пластину сва­ривают в стыке. При обдуве теплым воздухом пластина плотно прилегает к поверхности цилиндра. Затем цилиндр протачивают до требуемого диаметра алмазным резцом, шов зашлифовы­вают. Лазерный луч выжигает пластину на участках изображе­ния в виде непрерывных линий различной глубины и ширины. Скорость вращения цилиндра—1000 об/мин, лазерная головка перемещается со скоростью 0,0125 м/с. Цилиндр с длиной обра­зующей 1,6 м гравируется за 30 мин. После гравирования форма может быть подвергнута электролитическому никелированию или хромированию. Стоимость формного цилиндра, гравирован­ного лазерным лучом, в 2—3 раза ниже стоимости формы, изготовленной диффузионным травлением.

Исследования, выполненные Киевским филиалом ВНИИ полиграфии совместно с Московским полиграфическим институ-

 

том, показали, что лазерное гравирование формных цилиндров с полимерным покрытием является более перспективным, чем гравирование заранее вытравленных ячеек, заполненных поли­мерным материалом. Были получены формы с различной глу­биной печатающих элементов вполне удовлетворительного ка­чества.

Фирмы «Бурда» и «Штангервальд» (ФРГ) провели иссле­дования по гравированию форм глубокой печати электронным лучом. Принцип нового способа состоит в том, что из потока электронов, излучаемых электронной пушкой, формируется направленный луч, который, концентрируясь на поверхности формного материала, вызывает его испарение, образуя еди­ничный печатающий элемент. Регулируя интенсивность луча, изменяют глубину ячеек. Гравирование электронным лучом позволяет получать печатающие элементы с переменной пло­щадью и глубиной.

Очевидно, в ближайшем будущем в глубокой печати найдут широкое применение системы преобразования иллюстрационной и текстовой информации в цифровую форму и введения этой информации в электронно-вычислительную машину, которая будет управлять работой гравировального автомата. Такая система разработана фирмой «Хелл» и «Сименс» (ФРГ) и успешно эксплуатируется. При использовании промежуточного носителя для записи цифровой информации об изображении появится возможность производить считывание материала и за­пись его в издательстве, а гравирование формы и печатание тиража — в типографии.

Перспективными направлениями совершенствования техни­ки, технологии и материалов при изготовлении форм глубокой печати являются следующие: внедрение в производство способа изготовления печатных форм с применением электромеханиче­ского, лазерного гравирования, обеспечивающего требуемую градацию, профиль и глубину печатающих элементов; совершен­ствование оборудования в комплексно-механизированных и авто­матизированных линиях; создание систем, преобразующих иллю­страционную и текстовую информацию в цифровую и работаю­щих в комплексе с электронно-вычислительной машиной и гра­вировальным автоматом; разработка и применение фотополи­мерных материалов в качестве копировальных слоев, а также полимерных и полупроводниковых материалов для изготовления печатных форм лазерным гравированием; расширение сферы и объема использования глубокой автотипии, совершенствование ее технологии; применение химического или электролитического травления печатных форм; внедрение новых материалов в формном производстве.