洞悉国产印刷机与进口机差距 明了改进方向
- 2015-07-21 10:07:286985
精度
胶印机是一个十分精密型的印刷工业装备，精度指标是胶印机的要素。在薄如蝉翼的纸上套准各种图文，实现图文的再现，必须把握好两个指标，一是墨层厚度均匀，二是网点位置和大小相对固定不变。墨层厚度不均，印品的墨色不匀．深浅不一；机器精度达不到一定要求，印刷网点大小变化和网点位置变化，终也表现为墨色不匀，浓淡不一，网点叠印后不能再现原稿色彩，图文视觉效果就是变色，美感丧失，而成为印刷的废次品。墨层总厚度一般不足2微米，其墨层厚度允许变化的范围更小，常规检测是采用密度计，通过检测其反射光线强弱来评判施墨量大小，同理网点大小和位置变化也将通过密度计测量印品反射光线强弱后计算密度值进行评判。由此可见，机器精度稍不合格墨色将会变化。
纸张是刚性极弱的图文载体，要在每秒钟内将纸从纸堆中一张张分离，输送到规矩部．进行前后左右定位，再递送进入印刷单元，印刷完毕整理码齐输出。多色机印刷时每张纸需交接十多次．每色图文之间误差套准印迹必须控制在0．03～0．05毫米以内．否则会因印迹位移出现重影、变色等印刷废次品。纸张传送系统零件多．传动链长，各个零件位置精度，运动速度及行程控制，机体之间运动的相互协调，节拍频率等要求都离不开零件加工，装配精度。
为达到理想色彩效果，一般印刷机采用酒精润版替代水润版．由于酒精表面张力远小于水表面张力，酒精润版水膜厚度比普通水润版水膜厚度薄得多，超薄水膜的酒精润版模式对机器回转精度要求相当高，当润版辊跳动超过0．008毫米，水膜即已破坏，就会出现印刷版面上脏．条杠等印刷故障将导致印品报废。
胶印机在印刷中不可避免需要改变零件运动速度和运动方向，由此会产生一些撞击和振动。如窜墨辊换向，叼纸牙摆臂开闭．滚筒离合，递纸臂往返等等，这些细微冲击振动都会引起印刷网点大小变化或网点印迹的位移．这些不可避免的动作所引起的振动只能靠机器无间隙运动来消除或减弱，例如主传动齿轮副齿廓之间间隙要减小，齿轮轮齿周节误差要减小，齿廓接触面要大，这样齿轮运动精度．传动平稳性有保障，才能有效排除外来振动源对齿轮传动精度的影响。同理共轭凸轮副滚子与凸轮廓线之间也须是几乎无间隙运行，一些转轴类零件，其支承轴向径向间隙、同轴度、孔轴配合的圆度等精度都必须达到精密量仪级水准，如轴承回转精度等级必须达到P4级以上．必须采用超精密加工工艺才符合设计要求。
强度
胶印机印刷速度越来越快，国产对开胶印机目前印刷速度在时速1万印张左右，而同规格的国外印机印刷时速没有在1万印张以下的，标定印速大多在时速1．5万印张．个别品牌甚至已达到时速1．8万印张。
印刷速度对胶印机来讲时速每上升1千印张就是一次挑战．提高印速不仅仅是对机器精度的严峻考验，对机器零部件强度也是一个严峻的考验。速度高零部件受力状况将迅速恶化，速度改变时加速度的改变产生的附加负荷给机器的冲击所造成的损害非常严重，不少机械零件在静止或低速状态下，强度问题不突出，几乎从不出现损坏，当速度提高后，惯性力、振动频率、冲击力等等成倍增加，甚至十几倍增加，原有的零件安全裕度根本不能保证零件正常使用，往往速度提高后，零件损坏频率大幅提高，导致停机维修现象增多，例如北人产品08机、05机的水辊电机轴头只有φ30毫米．且用普通碳钢制造，调质处理．电机功率也只有80W。正常使用未见损坏，但将该部件借用其他机型，速度稍有提高，损坏事故就频出。对比国外机器如日本三菱、德国海德堡，同样是对开幅面水辊电机轴头直径就达φ40毫米，增加近30％，且用合金钢，电机功率达400W，许用扭矩相差五倍，甚至还有一些其他品牌机器比三菱机，海德堡机选用电机更大，达1200W。类似还有调版电机、纸堆升降电机、墨斗辊单向轴承等功率或许用扭距都是成倍增加。所以在高速状态下这些零件强度必须予以足够保证。
刚度
强度是零件抵抗破坏的能力，刚度是零件在外力作用下抵抗变形的能力。胶印机即是高精度的印刷工业装备，在工作正常负荷作用下，其形变必须很小，由于加速度产生附加负荷的存在，胶印机已不再是轻型载荷类型设备，特别是高速运行的胶印机，其机器的刚度更值得关注。有些机器设备虽然工作负荷很大，但是它正常运行的前提只是零件不发生破坏，这类机器设计时零件只要进行必要强度校核就行，只要不发生破坏就行，而胶印机不但负荷较大，更重要的是它正常运行的前提是零件受力后的变形必须在许可范围内，而这个许可范围又是非常之小，他设计计算的重点不仅是强度，而更是刚度。我们知道满足零件刚度要求远比满足强度要求困难大得多，因为零件在变形突破极限后才可能破坏，胶印机关键部件刚度允许变化的量级只有几微米，否则机器不能印刷，所以为了保证胶印机零部件有足够的刚度，设计中必须大量使用超静定机构，大量采用过定位结构，这是印刷机区别于其他机械的一大特点。所谓超静电就是支反力的总数量多于理论力学范围内求解方程总数，所谓过定位．就是零件约束数多于自由度．在这种情况下，零部件要能按预定运动规律运动，约束之间就不能互相干涉，前提条件就是提高制造精度，不然零件附加内应力将增加机构运行的阻力，消耗功率、加快零件损坏，甚至零件不能运动，例如机架的XYZ三维联结、牙轴的多支点支承轴座，大法兰长轴承套，锥面端面同时接触的齿轮毂联结等等，这些过定位结构比比皆是，它们形成高精度、高强度、高刚度的有机结合。
硬度
国产机器与国外设备相比，不足之处除运行的稳定性外，还有精度的保持性低，精度保持性低是考量机器较长一段时期内的稳定性。比如2年、5年或更长一段时期机器的精度必须和出厂时一样。虽然它与零件制造精度有关，但更为关键的原因是零件材料的选用与热处理工艺方法的确定以及金属材料内部金相组织等因素有关，与零件运行中所受负荷大小，材料内应力分布有关。较长时间工作后．零件表面磨损，导致尺寸精度，形状位置的几何要素精度丧失。零件耐磨损与否是一门很深的学问，他不像零件的加工是外在的品质，比较直观，是由金属切削加工设备的机床精度和工装来保证，比较容易控制，检测也比较直观确切，设计中输出的技术要求还可以通过电脑演示、模拟、甚至实验确定，而零件的耐磨损则主要是由金属材料的内部组织决定的，并且不是材料越硬越好，越耐磨。
有些指标的数据要靠大量试验，要较长时间实际使用后才能确定。工艺操作也相对困难些，检验也相对困难些．抽象些。由于它的不直观性也往往被人们忽视。创新．走产学研相结合道路是攻破这一技术堡垒的有效途径。减小易损零件的接触应力，设计提高易损零件的承载能力是一条行之有效的捷径。
粗糙度
胶印机作为一种精密机械，零件加工尺寸精度，形位精度都很高，为了*保持这种精密度，零件表面质量必须得到保证。零件表面粗糙，运动阻力大，易发热，消耗功率，更严重的是易磨损，精度保持性下降，胶印机主关键件配合偶件尺寸精度，形位精度都是μm级的，一但机件因表面粗糙而提前进入快速磨损期，就意味着胶印机精度已丧失，其运动机件将处于微观失控状态，轻则网点扩大，产生水杠、墨杠、重影、变色、套印不准等，重则噪声增大．振动、渗漏油、紧固件松动、零件脱落打坏机件等严重设备事故也将发生。
精度、强度、刚度、硬度、粗糙度是保证印刷机械质量保证的根本，是印刷机设计制造的灵魂，它们互相关联、互相作用、互相影响，只有牢牢把握这五个度，胶印机稳定性及可靠性才有保证，胶印机品质才能跨上一个新的台阶。