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单张纸胶印机输纸机构分析 |
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作者：刘彩凤 卢乾坤 |
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输纸机构的作用是将飞达部分分离出来的纸张平稳、准确、无划良地输送到前规及侧规处进行定位。印刷速度越高，纸张规格或厚薄变化越多，对输纸机构的工作要求也越高。综合分析现在各品牌的单张纸胶印机，常用的输纸机构主要是两大类：一类是传送带式匀速输纸机构；另一类是真空吸气带式减速输纸机构。其结构特点和工作性能各有千秋。本文将对这两种机构进行比较分析。
一、工作原理
1．传送带式输纸匀速机构
如图1所示。在一块矩形的向定位部件倾斜的输纸平板1上，均匀地环绕4~8根传送线带2，有滚花的主动线带轴3通过摩擦力带动线带绕张紧轮4、从动带轮轴5，经输纸平板上方转过。输纸板框架6上均匀地安装着压纸轮7、毛刷轮8、挡纸毛刷9、压纸球10等机件，它们均与线带以一定的压力接触，在与线带间的摩擦力的作用下，随线带的移动而转动，夹住纸张平稳匀速地往前规12处输送，直至到达前规静止定位。压纸板11距输纸板有三张纸厚的间隙，防止纸边、纸角翘曲。
图1单张纸胶印机输纸机构分析
传送带式匀速输纸装置能在整个幅面上稳定纸张，使纸张平整地到达前规，而且，结构非常简单。但是，由于纸张表面有压纸轮、毛刷轮、毛刷等机件的摩擦，某种程度上会影响纸张表面的质量和已有的印变；纸张到达前规时有较大的冲击和回弹，且机器速度越快，冲击和回弹越厉害。
2．真空吸气带式减速输纸机构
如图2所示为真空吸气带式输纸方式。在同样的一块矩形输纸平板1上对称布置两根吸气带2，其传动也同样是由主动带轴3通过摩擦力带动吸气带绕张紧轮4、从动带轴5经输纸平板上方转过。纸张到达输纸平板时，吸气带在真空吸气室6的作用下，吸住纸张，缓缓地送向前规，直至到达前规处静止定位。
图2真空吸气带式输纸方式
如图3所示为减速机构的工作原理。
图3减速机场工作原理
主动轴1上装有偏心齿轮2，轴1的中心为B，偏心齿轮2的轴心固定在机架上，AB间的距离即为偏心齿轮2的偏心距“e”。偏心齿轮2与活动齿轮3啮合，齿轮3与固定在机架上的齿轮4啮合。同时，齿轮3的轴心C与轴1由杆5连接，与齿轮4的轴心D用杆6连接，链轮7与齿轮4同轴，链轮9与主动带轴10同轴，线带轴10上环绕着张紧的真空吸气带11。
当输纸机构工作时，减速机构的动力由主动轴1输入，带动偏心齿轮2绕轴A转动，通过连杆5使活动齿轮3与偏心齿轮2始终啮合转动，通过连杆6使活动齿轮3与固定齿轮4始终啮合转动，从而将动力依次传递给真空吸气带11进行输纸。由于齿轮2的偏心，其与齿轮3的啮合点E与轴心A的距离AE是呈周期性变化的。由于：
E点处的线速度V=齿轮2的转速n×AE的长度
因此，E点处的线速度V呈周期性变化。则齿轮3、齿轮4、链轮7、链条8、链轮9、主动带轴10及真空吸气带11的工作速度均呈周期性变化，从而使输纸台板上的纸张也以一个周期性变化的速度向前规处输送。通过设计，使纸张在输纸台板上高速往前规方向输送；在即将到达前规时，吸气带渐渐减速，与前规的冲击降到最小。
真空吸气带式减速输纸装置能适应纸张厚薄上、裁切上的细小误差；纸张与吸气带的接触稳定无滑移；纸张表面上无接触蹭脏；纸张到达前规时平缓、冲击小。但是，由于增加了气泵、气路系统及齿轮--连杆减速机构，结构复杂，噪音大，维护保养难度高。
二、工作要求
1．传送带式输纸机构
（1）六根线带的厚薄需均匀
输纸台板上纸张输送速度V1=线带移动速度V2=主动线带轴转速n×（轴半径R+线带厚度H）
若线带厚度H不等，输纸速度V也不等，纸张无规则地忽快忽慢，导致歪斜。因此，六根线带厚薄要均匀，尤其是线带的拉口处要对剖后再缝合，保证平整。
（2）六根线带的张紧程度需一致且适度
六根线带与主动线带轴的张紧程度决定了线带轴给予线带的摩擦力大小，也即决定了线带移动的速度，从而决定了线带上纸张的输送速度。若六根线带张紧不一，纸张势必歪斜；线带绷得过紧，带的张力过大，带易伸长，易老化。通过推动张紧臂来改变张紧轮的上下位置，绷紧线带。一般以能提起线带离输纸台板约20mm为佳。带在长期使用中，不可避免地会出现伸长，因此，要经常检查带的松紧，及时张紧。
（3）压纸轮在线带球撞人上的位置及与线带的压力要恰当
第一排压纸轮均匀地布置在主动线带轴上。最下面一排压纸轮的压纸点距离前规定位纸张的拖梢边约3~5mm，切不可压住定位纸张的拖梢，以免侧规拉纸时拖梢被压住而使纸张歪斜或拉不到位。
为防止输纸台上的纸张向中间拱起，可使左右压纸轮微微往外张开，使输纸力略往外偏斜，从而确保纸张平整挺刮。当然，若偏斜太大，则输不动纸，甚至擦破纸张。
各压纸轮与线带的压力要均匀一致，以能顺利地使纸张往前输送为目的。左右压纸轮压力不匀，太力重后侧输纸快，压力轻的一侧输纸慢，导致纸张歪斜。压纸轮压力太大，在纸张上留下压痕或擦伤纸张上原有的印迹。
（4）毛刷、毛刷轮、压纸球的位置要正确
毛刷、毛刷轮、压纸球都位于输纸板的前部，其作用都是防止纸张到达前规时的回弹和飘动，使纸张定位准确。毛刷的位置以压住正在定位的纸张后沿5~10mm为宜，使回弹的纸张受到刷毛的轻轻阻挡。毛刷轮的外圆与定位纸张后沿相切，既阻止纸张回弹，又通过轮子的转动使刷毛柔柔地推动纸张后沿往前规移动，使回弹的纸张继续送达前规。压纸球的重量较大，印厚纸时，置于纸张的前半部，其作用与毛刷轮回；印薄纸时抬起，将毛刷轮移前至离纸张拖梢25~30mm处。
毛刷、毛刷轮、压纸球与线带的压力要控制恰当，压力太小，不足以阻止纸张回弹并往前推送之；压力太大，侧规拉不动纸张，纸张歪斜、或拉不到位；而且，会在纸张表面留下擦痕，甚至使纸张咬口在前规处起皱。
（5）印刷不同厚度的纸张需校正压纸轮等的压力
若前后两批印件的纸张厚度不同，则各压纸轮、毛刷轮、毛刷、压纸球与线带的压力要一一予以校正。
（6）印刷不同规格的纸张需移动压纸轮等的位置
若前后两两批印件的纸张规格不同，则最后一排压纸轮及毛刷轮、毛刷、压纸球的位置要移动，以防止所印纸张进入前规时的回弹和飘动。
2．真空吸气带式输纸机构
（1）两根吸气带的张紧需均匀适度。吸气带与主动带轴间的摩擦力要能顺利地传递吸气带，不出现滑移。
（2）吸气室的真空压大小要合适。可以通过气尕上的吸气气压调节阀进行调节。若吸气室的真空压太小，吸气带吸住纸张进入前规；若吸气室的真空压太大，纸张表面易出现吸气带的痕迹，使背面的图文蹭脏，甚至使薄纸破损。
（3）如图4所示，为避免较大幅面的薄纸在输送时平整度不足，纸张在吸气带之外起皱，纸角翘曲抖动，目前，绝大部分的真空吸气带式减速输纸机构都在输纸台板上增加了2~4根输送线带，并在定位纸张的拖梢处均匀布置了数只毛刷轮，拖梢后沿5mm处布置数只压纸轮，其主要作用是控制整个幅面上纸张的平整度，并防止到达前规定位的纸张回弹和飘动。因此，压纸轮、毛刷轮与线带间的压力较小，只须稍稍地给纸张一个往前输送的趋势即可，对纸张及其表面的印迹无损。若压力太大，不仅操作纸张，而且，会影响真空吸气带的顺利送纸。
图4输纸台板上增加了输送线带
（4）气泵和吸气气路要经常清洗。经常清洗能防止纸粉、纸毛堵塞气泵和气路，影响吸气送纸的效果。
（5）印刷不同厚度的纸张需校正吸气气压及压纸轮等。
若前后两批印件的纸张厚度不同，则必须调节气泵上的吸气气压阀，改变吸气室的真空压，使吸气带吸住纸张的力量合适。同时，各压纸轮、毛刷轮与线带的压力也要一一予以校正。
（6）印刷不同规格的纸张需调整压纸轮等的位置。若前后两批印件纸张规格不同，则压纸轮与毛刷轮的位置也要相应移动。
三、输纸速度及输纸效果的比较
1．从送纸吸嘴到主动线带轴
假设印刷机的设计时速是15000张/时，定速在13000张/时。纸张在纸堆上的速度是0，送纸吸嘴吸起纸张往前输送时，纸张加速，经送纸辊至主动线带轴时，真空吸气带式减速输纸机构只要求纸张输送速度与约8000张的印刷时速相匹配；传送带式匀速输纸机构要求纸张输送速度与约13000张的印刷时速相匹配；如图5所示。纸张输送速度突变大，加速度大，分纸、送纸稳定性要求高。
图5两种不同输纸机构的输纸速度
2．从主动线带轴到前规定位前
纸张在线带的带动下，在输纸台板上输送。传送带式匀速输纸机构始终要求纸张输送速度与约13000张的印刷时速相匹配，平稳无波动；真空吸气带式减速输纸机构的纸张输送速度则从相应的8000张/时逐渐加速至最高时的18000张/时，然后逐渐减速至8000张/时，接着，再加速至18000张/时，然后减速回到8000张/时。这之中，纸张经历了多次较大幅度的变速，输送稳定性受到了挑战。
3．到达前规时
纸张到达前夫时，速度为0，静止定位，侧规平稳拉纸。对于传送带式匀速输纸机构，纸张速度从相应的13000张/时瞬间降为零速。受强大惯性的作用，一方面，纸张咬口起皱，尤其是薄纸，受损更严重，如图6所示；另一方面，纸张回弹，拖梢撞击毛刷、毛刷轮等，导致划伤，如图7所示。回弹的纸张虽在毛刷轮、压纸球的推动下，继续送达前规，但容易走不到位，以致定位精度不良。对于真空吸气带式减速输纸机构，纸张速度是从相应的8000张/时降为零速，惯性要小很多，在防止咬口起皱、拖梢划伤，提高定位精度方面效果明显，如图8所示。  
图6变形 图7反弹 图8正常
四、辅助机构
1．前规处的吹气装置代替压纸板
输纸铁板的端口处安装了压纸板，如图9所示。上摆式前规将该压纸板与前规安装成一体，下摆式前规将压纸板单独安装在输纸台的上方，以防止纸张到达前规处时咬口部分翘曲或拱起。压纸板与输纸台板的高度约为三张纸厚。太高，起不到压纸的作用，导致纸张走过位；太低，影响纸张顺利进入前规，导致纸张走不到位，并可能划伤纸张表面或已有的印迹。因此，所印纸张厚度改变，压纸板高度也要相应的予以调节。
图9输纸铁版的端口安装了压纸版
前规处的吹气装置如图10所示。当纸张即将到达前规时，由吹气装置在纸张咬口下面吹气，形成一层气垫，托住纸张进入前规，缓和前规对纸张的冲击，通过气体的流动防止纸张过有，并且不操作纸张的表面及印迹。
图10前规处安装了吹气装置
这种装置目前已在三菱、小森、海德堡等多种胶印机上安装。
2．纸张规格预置系统
目前，众多品牌的胶印机上都已装配了纸张规格预置系统，在中央控制台输入待印的纸张规格，如纸张类型、厚度、尺寸等数据，印刷机的各部分将自动予以调节，如：飞达位置、吸气量、吹气量、压纸轮、毛刷轮、压纸板的压力和位置等，减少了人工调节的时间及不确定性，大大缩短印刷的准备时间。
3．纸张走势监测器
进入前规定位的纸张的偏移不仅会导致纸张定位不准，还会由于多次停机而使生产效率大幅降低。通常操作人员是通过调节输纸装置中的各控制单元来保证纸张准确到达前规定位的。现在许多品牌胶印机上都使用了纸张走势监测器，操作人员通过屏幕查看前规处纸张对齐的情况，并通过按钮轻松地校正纸张走势位置，省却了人工调节的时间，缩短了作业准备时间，提高了生产效率。
4．吸气毛刷辊装置
对开海德堡胶印机在输纸台上方安装了一根吸气毛刷辊。随着纸张的输送，吸气毛刷辊将纸张表面的纸粉纸毛吸走，减少机器的停机时间，提高印刷质量。
5．静电消除装置
纸张输送过程中会因为摩擦而引起静电干扰，纸张的粘连将影响纸张顺利地分离和传送。许多单张纸胶印机输纸机构都增加了静电消除的工能。如输纸台板不是平整光洁的，而是被加工成了鱼鳞形，减少纸张产生静电；或者通过压脚吹嘴或侧吹风装置吹出带负电离子的风，以中和纸张上所带的正电荷；也有如图11所示的静电消除杆。
图11输纸台板上的静电消除杆
(end)
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(1/21/2006) |
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