卷筒纸印刷机的输料装置

卷筒纸印刷机的输料装置
姓名：王文明
学号：1102064227
卷筒纸印刷机的输料装置
在卷筒纸印刷设备中输纸装置的工作稳定性直接影响到产品的质量和生产速度。

目前，高档纸卷筒印刷机所配备的输纸装置虽然稳定性高，自动化程度高，单价格也高，一般用户难以接受，多数仍在使用手动操作，导致生产准备时间长，劳动强度大，而且设备稳定性差。

因此设计实用型输纸装置非常必要，而且长期以来输纸装置的核心技术长枪兵国外少数厂家所控制。

目前国内外已经有很多学者对卷筒纸输纸装置进行研究与探讨《机械动力学分析》对卷筒纸开卷部分的动力学进行了分析与研究，为了张力控制提供了理论研究，单在输纸部分机械稳定性方面每一张进一步讨论。

事实上，机械工作的不稳定是导致输纸装置不能可靠工作的主要因素。

《新型送纸架的设计与控制分析》对卷筒纸输纸部分进行了动力学分析，研究了纸卷固定架的承载能力，为进一步的动力学分析提供了帮助。

《转轮型印刷机的设计与计算》《自动印刷机》对输纸装置结构进行了详尽分析，为输纸装置结构设计计算提供了帮助。

《纸张特性对印刷品质量的影响》对高速切铣削系统稳定性进行了研究，其研究方法对输纸装置稳定性分析有一定的指导作用。

卷筒纸的给纸系统是用于向印刷机组供纸，控制纸带运动，保障纸带稳定的印刷所需的纸带张力在卷筒纸胶印机上，纸张是以纸带的形式从供纸机上展开并连续供给印刷装置。

为了提高生产效率，减少纸张浪费，大多数供纸机具有张力自动控制系统和自动换纸卷（自动接纸）装置。

目前我国引进的先进的卷筒纸胶印机配置的供纸机绝大多数都是MEGTEC公司的产品，下文以使用最多的MEG DLP型供纸机为例，介绍卷筒纸供纸装置的张力控制原理及工作过程。

张力自动控制系统
卷筒纸印刷时，纸带必须具有一定的张力，以便控制纸带的运动，保证纸带在印刷过程中张力大小恒定不变。

因为，张力太小会导致纸带松弛、皱褶、套印不准等弊病；张力过大，会增加机器的负荷和增加纸带的应力，且超过其强度极限就会断裂；张力不稳定，纸带会发生跳动，以致于会出现套印不准、重影等问题。

因而在印刷生产过程中，为保持印品的品质和生产效率，保持恒定的纸带张力是十分必要的。

对于供纸机来说，使纸带向前运动的拉力一般由印刷滚筒产生，由于纸卷不圆或纸张的不均匀，印刷滚筒的凹槽或其他因素都会引起纸带张力的波动。

纸卷制动器如果不能迅速及
时地调整制动力，就会造成进入印刷装置的纸带张力波动过大。

为了精确控制进入印刷装置的纸带张力，目前大多数进口印刷机是采用电动机驱动的送纸辊产生拉力，也称二次张力系统。

送纸辊安装在印刷装置与供纸机之间的纸路上，强制驱动纸带运行，使纸卷打开段，纸带张力的波动不致于直接影响送纸辊以后的纸带张力，保证进入印刷装置的纸带经过两次张力控制后具有较稳定的张力。

二次张力系统的制动原理是依靠纸带的速度与送纸辊的线速度之差，通过摩擦实现制动的；通常，送纸辊的线速度小于纸带的速度，通过从印刷机主控制台遥控调节送纸辊与印刷滚筒的转速比，即可使进入印刷装置的纸带获得大小适宜的张力，以达到精确控制进入印刷装置的纸带张力的目的。

为了使纸带张力保持恒定，纸卷制动器必须能够根据纸带张力波动的情况自动进行调整，以保证纸带匀速、平稳地进入印刷装置。

在机器稳定运转期间，应保证纸带张力稳定在给定值上，在启动和刹车期间防止纸带过载和随意松卷。

在生产过程中，随着纸卷尺寸的不断减小，为保持纸带的张力恒定，需对制动力矩进行相应地调整。

MEG DLP1000型供纸机纸卷的制动采用轴制动方式，在纸卷芯部轴端设置闸瓦，制动力的加载方式为气压式，即气动式张力控制系统。

当纸卷刚开始印刷时，纸卷直径较大，纸卷在打开过程中纸带速度保持不变。

但纸卷渐渐减小，纸卷角速度不断增大，也就是说纸卷以一个与角速度相同的方向的角加速度旋转，需要加上一个惯性力矩，同时由机械传动摩擦产生一个阻力矩。

在不考虑惯性力矩和阻力矩的条件下，为保证纸带张力稳定运行，应满足下式：
F×R = T×r
式中： F——纸带张力；
R——纸卷半径；
T——纸卷轴芯的制动力；
r——纸卷轴芯制动力矩半径。

在印刷过程中，纸卷半径会越来越小，如果不改变制动力大小，则纸带张力会越来越大，并最终使纸带断裂。

为了使纸带张力恒定不变，随着印刷的进行，纸卷半径的减小，制动力必须以一定的规律随之减小。

纸带张力传感器是安装在浮动辊支架轴端处的电位式角位移测量装置，纸带张力大小可以在供纸机的操作面板上设定，也可以在印刷机的中央控制台上设定。

张力值设定后，控制电路将电压信号通过电/气转换器（电/气比例阀）转换为气压信号来控制浮动辊气缸的气压大小，
使浮动辊上升。

张力传感器为绕式滑动电阻，当浮动辊摆动时滑动触点的电压会相应地变化。

这个电压变化信号进入控制电路并经放大变换后，通过电/气转换器转换为气压信号即可控制纸卷轴芯处的气动摩擦片气缸的气压大小，从而改变纸卷制动力的大小，以保持系统所需的张力值。

浮动辊气缸压力使浮动辊向上升，纸带张力使浮动辊下降，当纸带张力等于设定张力时，浮动辊处于中间平衡位置，当纸带张力小于设定张力时，浮动辊上升，当纸带张力大于设定张力时，浮动辊下降。

当因某种原因引起纸带张力改变时，浮动辊会绕其支点摆动一个角度，角位移电位式测量装置即发出相应的电压信号，反馈至控制电路，控制器经过计算，自动向制动控制电/气转换器输出控制信号，使气动摩擦片气缸的气压大小改变，制动力距相应变化，纸带张力恢复到设定值，浮动辊再回到中间平衡位置，从而实现纸带张力的自动控制。

浮动辊除了具有检测纸带张力大小的作用外，还具有减震作用，浮动辊可以吸收或缓冲张力跳动对系统的影响，同时也能减弱由于纸卷的圆度误差、速度变化或其他因素造成的张力不稳。

但在纸卷的圆度误差较大或纸带张力波动较大，浮动辊也不能根本解决问题。

自动换纸卷装置
采用自动换纸卷装置可以不停机连续进行印刷，这不仅减少了许多停机时间，而且避免了重新调整输墨量、润版液、纸带张力以及套准调整，提高了印刷效率，节约了生产成本。

自动换纸卷装置的工作原理是，印刷过程中，当纸卷小到一定直径时，检测装置会发出信号，控制电路使纸卷回转支架开始回转，转到自动接纸的位置。

由测速辊轴一侧的脉冲信号触发器（测速器）测量出印刷纸带的速度大小，旧纸卷轴端的接近开关测得纸卷的转速信号，经过内部控制电器的运算处理，得出旧纸卷的直径大小。

纸卷支架回转的角度应保证新纸卷与旧纸卷的距离适当，这个距离由光电系统控制。

在供纸机的两侧墙板上安装有光源和光传感器，当准备接纸的新纸卷转到电光管和传感器之间时，遮住光束，中间继电器开始动作，使纸卷回转支架的驱动电机断电，纸卷回转支架停止回转，自动接纸位置确定。

新纸卷到达预定位置后，接合臂的接合辊和裁刀立即摆到接纸位置。

气缸控制加速臂下降使摩擦皮带与新纸带表面接触，加速皮带驱动电机带动摩擦皮带，利用摩擦带与新纸卷表面的摩擦力带动新纸卷加速转动。

在供纸机上有2个脉冲信号触发器，一个安装在测速辊轴端，用于测量正在印刷纸带的速度;一个安装在加速皮带驱动电机轴端，用于测量加速皮带驱动电机的转速，从而得出新纸卷的线速度。

之后，两个脉冲信号在控制电路内反复进行比较，直到新纸卷的线速度与正在印刷纸带的线速度相等，并将其速度进行锁定，为自动接纸
做好准备。

当旧纸卷直径减小到与设定的接纸直径相等时，控制电路发出接纸信号。

这时，光电检测器检测到新纸卷接头位置，即黑色贴标，确定刀架的起落时间。

在检测的同时，接合臂与裁刀摆到接纸位置进行接纸，裁刀裁断旧纸带。

连接后旧纸带应立即制动，以防止散乱而影响正常供纸。

同时，加速臂抬起，接合臂抬起，新纸卷开始供纸，纸卷回转支架转动使新纸卷达到工作位置，旧纸卷到达装卸纸卷位置，自动接纸完毕。

卷筒纸胶印机要求自动接纸装置必须准确可靠，因为自动接纸失败势必要重新穿纸和擦洗橡皮滚筒等，这样所损失的时间比几次人工接纸的时间还要长。

因此在接纸操作中，应在指定的位置粘贴用于检测接纸位置的黑色标记;贴双面胶带时要留出加速皮带占用的位置，纸卷外层要绷紧贴实，中间不能有空气，以防止在皮带加速时接头脱落。

卷筒纸不圆时要适当降低印刷速度接纸，以免高速运转时，因接纸而使纸卷跳动，从而影响印刷工作的正常进行。