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毛刷辊清洗效果研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-01-10  来源:中国毛刷网  作者:[db:作者]  浏览次数:881

  北京印刷学院学报毛刷辊清洗效果研究吕传东,蔡吉飞,程超北京印刷学院信息与机电工程学院,北京102600皮滚筒摩擦,将黏附在橡皮滚筒表面的纸毛和油墨除去。

  毛刷辊对橡皮滚筒的压力分析和毛刷辊结构动力特性分析对提高橡皮布清洗装置的稳定性有重要作用。通过对毛刷辊与橡皮滚筒间的压力多次试验分析,得到了清洗时的最佳压力;通过对毛刷辊陀螺效应的动力学分析,得到毛刷辊中心偏移量与固定接头载荷的关系曲线,分析表明,偏心量的微量变化会引起固定接头载荷的成倍增加,为提高机器的稳定性、降低设备成本提供了理论依据。

  文献标志码:A橡皮布清洗工作一直是印刷机操作人员最为关心的一项重要工作。随着产品质量的不断提高,要求橡皮布上的纸毛越少越好,因此,理想的情况是能够让印刷机在工作阶段自动对橡皮布进行清洗,一可以节约时间,二可以避免停车和启动时所造成的墨色变化。目前,高速轮转机采用橡皮布自动清洗装置的比较多,主要原因一是机器速度高,不适合频繁停车,二是活件印刷时间短,也不能经常停车通常要在2h内完成印刷工作。随着平张纸印刷机速度越来越高,频繁停车会对生产效率和印品质量造成严重影响,因而,带有自动清洗装置的胶印机受到越来越多用户的欢迎。自动清洗装置的存在已经有20多年的历史,但没有得到特别广泛的应用。原因是多方面的,主要原因是清洗装置的清洗效果不理想,使用寿命短,成本高,如何解决这些问题是设计橡皮布自动清洗装置的关键所在。

  现在应用较为广泛的清洗装置的清洗模式是通过带有清洗剂的清洗布与滚筒表面的相对线速度差来擦洗清洗滚筒表面[1],该装置具有制造简单、容易操作、使用方便且不需要动力等优点,但该结构在回收布卷较大时,无纺布对橡皮滚筒的压力会减小;当墨层较厚时,清洗会比较困难,该机构适用于单张纸胶印机,但在卷筒纸胶印机上不太适合。还有一种清洗装置采用喷刷式结构,利用毛刷辊与橡皮滚筒的转速差来清洗[2],这种清洗装置结构简单,清洗液好回收,但是由于毛刷辊质量和与橡皮布滚筒间的压力对清洗效果有较大影响,加上制造精度不够、装配误差、使用过程中的磨损等,对清洗效果都会有影响。

  本文运用机械动力学分析方法对喷刷式清洗装置核心部分―――毛刷辊固定装置加工和安装误差以及毛刷辊的弯曲影响等方面进行了研究。

  1橡皮布清洗装置结构原理1. 1清洗结构橡皮布清洗装置由毛刷辊、驱动电机、腔体、喷嘴、刮刀、气囊等组成见图1.

  启动清洗程序后,电机驱动毛刷辊旋转,此时,气缸推动腔体向里移动,使毛刷辊与橡皮滚筒靠紧,通过毛刷辊与橡皮滚筒相对转动形成表面接触,将橡皮布上黏附的油墨和纸粉毛去除,再由刮刀刮下,达到清洗橡皮布的目的,清洗液和水经过喷嘴喷向毛刷辊。刮下来的物质中,液体部分经排污槽和管路流入废液箱,经废液箱沉淀和回收,再重新利用。

  1. 2毛刷辊固定装置毛刷辊中间采用不锈钢管,在其表面进行栽毛,两端采用铜块固定,并做密封,该结构不仅能实现良好的清洗效果,而且节省了材料,减轻了重量,节约了成本。毛刷辊与电机之间靠固定接头连接,驱动其转动。如图2所示。

  1. 3毛刷辊与橡皮滚筒间压力对清洗效果的影响毛刷辊与橡皮滚筒间的压力决定了橡皮滚筒清洗效果的好坏,若压力较小,则橡皮滚筒清洗不干净;而压力过大,又会影响橡皮布的使用寿命。

  我们以毛刷辊静止状态下在橡皮滚筒上形成的水痕为基础,研究毛刷辊与橡皮滚筒间的压力为多大时能达到最佳清洗效果。结果。

  经多次试验,结果表明,橡皮滚筒上水痕约为9mm时,清洗效果最佳,且对毛刷辊的磨损较小,此时,气缸压强为1. 95MPa.

  2清洗装置毛刷辊动力学分析清洗装置的动力学定性分析主要包括毛刷辊回转动力分析、弯曲产生离心力分析。理想状态下,可将毛刷辊视为圆柱体,运动稳定,但在实际生产过程中,两侧墙板加工过程中不可能完全同心,而从机械动力学角度分析,当高速旋转的刚体在做规则进动时所产生的陀螺压力远远大于理想运动时所产生的压力。因此,需要分别从墙板偏心量和弯曲变形的角度出发,研究单一因素对毛刷辊的机械性能的影响。

  2. 1毛刷辊回转力分析在实际生产中,由于加工精度的要求,两侧固定毛刷辊的墙板孔不可能完全同心,墙板孔间微小的偏心量使高速旋转的毛刷辊产生较高的陀螺压力。我们先对毛刷辊回转模型进行简化,如图3所示,将毛刷辊简化成一个圆筒,设两墙板孔偏心角为α,圆盘中心在转轴上,毛刷辊重量P = 300N,毛刷辊内部是一外径R为50mm、厚度为4mm的空心圆柱,毛刷辊长度h = AB = 1016mm,转速为n =气缸压强/MPa水痕/mm清洗效果清洗效果不明显,较大的油墨颗粒清洗不干净,必须人工再次清洗油墨清洗效果较好,较大纸毛清洗不干净,清洗时间较长清洗效果较好,油墨粒子和纸毛均能清洗干净,清洗时间较长清洗效果好,但毛刷辊与橡皮滚筒间的摩擦声音较大,清洗速度快清洗效果好,清洗同时橡皮滚筒上有明显压痕,且较难恢复,摩擦声音较大3个月后,橡皮布的使用情况橡皮布无明显变化橡皮布有轻微磨损橡皮布有明显磨损,应考虑更换橡皮布北京印刷学院学报毛刷辊可视为规则进动,它绕对称轴Z的自转角度ω=0,进动角速度ω就是Z轴绕AB的转动角速度按规则进动的回转力矩公式,则有?

  式中:J为绕Z轴的转动惯量,J为绕AB轴的转动惯量,?ω为Z轴上的单位矢量,?ω为AB轴的单位矢量,此回转力矩的大小为因为α很小,所以上式可近似等于其中:J式中:R为圆柱外径,r为圆柱内径,于是L=该回转力矩作用于两边固定接头的一对力2.可得出每边所承受的附加压力N由于偏心量a与偏移角度α之间的关系带入得由此得出图4所示的偏心量a与附加压力N的关系图。

  从公式3和图4可以看出,附加压力随偏心量的变化而变化,偏心量的微小变化会引起附加压力的很大变化。

  2. 2弯曲回转力及挠度分析毛刷辊中轴可简化为如图5所示的简支梁。

  设毛刷辊中心的弯曲角度为θ,则毛刷辊转动过程中产生的离心力为离当偏移部分转动到最下方时,对两边的固定接头压力最大。

  则离此时,毛刷辊中轴的挠度为:端截面转角θ所以,最大挠度已知其弹性模量为2. 1×10 2,带入得由式5可以看出,微量的弯曲对毛刷辊中轴挠度的影响并不是很明显,该轴刚度能够正常工作。

  3结论本研究对喷刷式橡皮布清洗装置中的毛刷辊固定装置加工和安装误差以及毛刷辊的弯曲影响等进行了分析,得出毛刷辊与橡皮滚筒之间的压力为1. 95MPa,即毛刷辊静止状态下在橡皮滚筒上的压痕为9mm时,清洗效果最佳;两墙板孔中心偏移下转第24页吕传东,蔡吉飞,程超:毛刷辊清洗效果研究送时,其角加速度曲线的待定系数K也随之变化,因此,每一个速度值均对应一个特定的翻转角变化曲线。在已知速度的前提下得到转角的变化曲线,有助于设计合理的犁形导轨曲面,实现裹背条的平稳、整齐折叠。

  4结论将上水单元改为裹背条刷胶装置,可实现普通纸带的在线涂胶裹背,代替价格昂贵的预涂胶裹背条,大大降低了裹背成本,所选择的刮刀经校核发现其最大变形角小于5°,满足刷胶均匀性的要求。

  对裹背条折叠过程进行力学分析,得知在裹背速度为4000本/小时时,折边转角θ与折边上一点距离犁形导轨的距离s有关。通过两者之间的关系曲线,对犁形导轨的曲面进行优化,保证裹背条的平稳整齐折叠,提高了纸带的折叠成型精度。

 

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