凹版印刷机导向辊的挠曲变形研究

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凹印机冷却辊的故障分析与局部改造设计71

凹印机冷却辊的故障分析与局部改造设计摘要：本文对某台存在设计缺陷的凹印机进行了全面的分析，发现该设备的问题出现于冷却辊上，经过为期1年的使用后，冷却辊传动侧位稳定性下降，存在异常振动问题，陆续出现了一些故障停机事故。

本次研究对造成故障的原因进行了全面的分析，以加固改造的方式对局部进行调整，进而解决当前问题。

关键词：局部改造；冷却辊；凹印机某凹印机在经历1年使用的过程中，由于安全防护措施到位，设备总体运行稳定，切大张裁切精度高，印刷套印精度大，并且操作简易可靠。

该凹印机所使用的印刷纸张为卷筒纸，印版在每组印刷单元中会受到压印辊的压力作用，使油墨转移并附着在纸上，由于印刷油墨的干燥速度慢于印刷速度，需要在印刷下一色之前对其进行烘干处理，烘干箱温度能够在80~100℃之间。

[1]纸张在烘干的过程中会存在热胀冷缩效应，造成受热膨胀，若在完成烘干处理后立即进行印刷，将会出现图文变形以及套印不准等方面的问题。

因此，还需要对经过烘干处理纸张进行降温冷却处理，要求在下一色印刷之前恢复纸张至常温状态，而冷却辊就是负责对纸张进行温度处理的重要器件。

1.冷却辊概述冷却辊指的是通入冷却水的辊筒，是印刷单元最为重要的组成部分，该器件设置于印刷单元烘干箱后侧。

在经过1年的使用后，发现该凹印机存在以下三个方面的问题：（1）冷却辊传动侧位置异常甩动或振动的现象；（2）回水壳体与辊筒表面相互摩擦刮碰并发出异常响声；（3）冷却辊漏水稀释油墨并污染纸张表面。

[2]以上问题一方面会造成机器无预警停机，同时也会对产品的最终质量造成严重的影响。

2.冷却辊故障分析2.1冷却辊运行原理分析该凹印机采用如图1-1所示的冷却辊，由密封圈、排气孔、冷却辊筒支撑架、支撑轴颈、支撑轴承、回水管、回水壳体、轴承座、进水管、冷却辊筒等部件所组成。

该元件的运行原理具体如下：冷却水由进水口进入进水管，进水管无论处于停机或开机状态均维持静止。

[3]进水管上均匀分布着一排小孔，冷却水借由这些小孔进入冷却辊筒，进而实现针对冷却辊筒体的降低，冷却水在只收热量后经由回水口进行回水管，进入工艺水池后再进行制冷处理，形成一个完整的热交换循环。

凹印机印刷过程中张力控制的类型及应用

凹印机印刷过程中张力控制的类型及应用凹印机印刷过程中张力控制的类型及应用：一、影响凹印机张力控制的几个因素凹印机的张力控制系统实质上是一种输入量按某种可调节的衰减规律而变化的特殊的随动系统。

张力的控制可以说是整机控制的核心。

只要张力控制稳定，张力变化小，凹印机的套色精度和废品率就很容易控制。

因此，要想确保凹印质量和效率必须配备功能完善的张力控制系统。

然而，在印刷过程中，使凹印机张力产生波动和变化的因素往往比较复杂，其主要影响因素大致有如下几个方面：1.凹印机料卷在收、放卷过程中，收卷和放卷直径是不断变化的，直径的变化必须会引起料带张力的变化。

放卷在制动力矩不变的情况下，直径减少，张力将随之增大。

而收卷则相反，如果收卷力矩不变时，随着收卷直径增大，张力将减少。

这是凹印机的固有特性所决定的，也是引起料带张力变化的主要因素之一。

2.凹印机各主要构件如底座、墙板、导辊等的制造精度和装配精度存在偏差。

例如底座组装的平面度和直线度，墙板与底座组装的垂直度以及各版辊、导辊组装的水平度和它们相互之间的平行度，它们各自的跳动量偏差，质量动静平衡偏差等等，都要求十分严格。

否则料带在版辊和众多导辊上运行时，料带上的张力就会随之发生微小变化。

最终就会反映到整台机上，导致张力产生无规律变化。

另外，凹印机主传动系统中的各齿轮、减速箱应做到无间隙精密传动，确保各印刷单元的版辊同步运转，如果印刷过程中引起传动同步误差，也势必使各印刷单元的张力产生变化。

3.料带内在材质的不均匀性。

如材料弹性模量的波动，材料厚度沿宽度、长度方向变化等，料卷的质量偏心，以及生产环境温度、湿度变化，都会对整机的张力波动带来微妙的影响。

4.凹印机在不停机自动接换料过程中，接料和断料都会使整机原已稳定的张力突然产生干扰变化。

设备运行速度愈高，干扰就愈大。

此时，张力控制系统应当能迅速地根据料带张力干扰情况自动地随机进行调整，使张力及时地恢复原来的稳定状态。

凹印机冷却辊的故障分析与局部改造设计

１冷却辊故障分析
１．１凹印机冷却辊的工作原理某凹印机的冷却辊如图１所示，主要由冷却辊
收稿日期：２０１５—１２－２０作者简介：陈北荣（１９７１一），男，工程师。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒａｖｕｒｅｐｒｅｓｓ；ｃｏｏｌｉｎｇｒｏｌｌ；ｐａｒｔｉａｌｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ
某凹印机是由世界知名印刷机供应商制造的，目前在本公司已投入使用４年时间，设备总体运行稳定，安全防护措施好，印刷套印精度和切大张裁切精度高，且操作简易可靠。
陈北荣
（福建三华彩印有限公司，现冷却辊存在设计缺陷，运行超过１年以后，冷却辊传动侧位
置陆续出现异常的振动现象，造成机器故障停机。经过对冷却辊的解体与分析，找到故障产生的原
因，通过对局部结构的加固改造，使问题得到解决。
关键词：凹印机；冷却辊；局部改造
中图分类号：ＴＳ８０３
文献标志码：Ａ
文章编号：１６７１—０４３６（２０１６）０１—００３１—０３
ＦａｕｌｔＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＰａｒｔｉａｌＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＣｏｏｌｉｎｇＲｏｌｌｏｆＧｒａｖｕｒｅＰｒｅｓｓ
ＣＨＥＮＢｅｉｒｏｎｇ（ＳａｎｈｕａＣｏｌｏｕｒＰｒｉｎｔｉｎｇＣｏ．ＬｔｄＦｕｊｉａｎ，Ｌｏｎｇｙａｎ３６４０２１）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｄｅｓｉｇｎｆｌａｗｉｎｃｏｏｌｉｎｇｒｏｌｌｏｆｇｒａｖｕｒｅｐｒｅｓｓｗａｓｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄｉｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．Ａｆｔｅｒｒｕｎｎｉｎｇｆｏｒｍｏｒｅｔｈａｎａｙｅａｒ，ｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｒｏｌｌｗａｓｆｏｕｎｄｔｏｈａｖｅａｂｎｏｒｍａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎａｔｔｈｅｄｒｉｖｅｓｉｄｅ，ｗｈｉｃｈｃａｕｓｅｄｍａｃｈｉｎｅｄｏｗｎｔｉｍｅ．Ａｆｔｅｒｄｉｓａｓｓｅｍｂｌｉｎｇｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｒｏｌｌａｎｄｗｉｔｈｃａｒｅｆｕｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｃａｕｓｅｏｆｆａｉｌｕｒｅｗａｓｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄａｎｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｗａｓｓｏｌｖｅｄｂｙｌｏｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ．

凹印工艺的故障分析与检修

凹印工艺的故障分析与检修在凹印过程中，我们经常会遇到一些工艺故障。

这些故障不仅是发生在印刷过程中，在印前制作以及后加工领域都会出现。

这些故障的发生，往往会造成：加工费用、修理费、原材料费用的损失；印刷操作顺序出现混乱；高效的生产受到阻碍，成本上涨；不能提供有价值的印刷制品，导致市场竞争力下降。

在凹印中，出现的工艺故障问题主要表现在以下几个方面：印前领域：商品规划不完备；印刷物构成不良；设计不完全；制版不良；印刷材料不良等等。

印刷领域：印刷效果不良；色相不符；尺寸不准；印刷适应性不良；印刷条件不良；印刷精密度不准；印刷机装备不完全；印刷机操作不良、印刷车间环境不良等等。

印后加工领域：分层叠片不良；制袋的适应性不好；充填适应性不好；后加工性能不良（沸煮、蒸汽杀菌）；耐光性能不好；保存适应性能不良；流通性能不良；方便性能不良等等。

下面是凹印中常见的几个故障实例。

版污，也称非图文现象，是指漏过刮刀的油墨向印刷用纸转移的现象，是凹版印刷中特有的一种故障。

产生版污的不利因素主要有：1、印刷速度过快；2、印刷油墨粘度硬；3、稀释剂用量少；4、大量使用2#（标准）、3#（慢干）干燥剂以外的溶剂；5、油墨的干燥性缓慢6、刮刀呈波浪状态，刀刃探出过多，刮刀压力过大，刮刀角度不准；7、版辊周围太细。

出现版污，我们应分析并采用相应的解决办法。

1、降低印刷的速度，降低油墨的粘度，以减小剪断应力；2、加大稀释剂树脂量，以提高润滑性；3、终止特速干燥、缓慢干燥剂的使用，力图提高再溶解性；4、改善干燥性能上述解决办法中，第一种是最为有效的策略。

除此之外，我们还应该注意以下事项：1、版辊周长要小；2、刮刀的给定、研磨角度等的准确性；3、过大施加于刮刀的压力。

总之，一种因素不可能导致故障的发生，要考虑到多方面的综合因素，总结全面的对策。

静电故障，这在大多数印刷故障中最难以阐述清楚的现象，特别是最近多种印刷纸的出现以及印刷追求高速化，更易出现这种现象。

如何解决凹版印刷中套印不准的问题

如何解决凹版印刷中套印不准的问题随着印刷技术日新月异的发展，彩色印刷产品的质量也越来越受到重视，也可以说是一直是广大印刷产品生产企业及印刷机械生产厂家关注着的一个大问题。

而套色印刷（套印）不准是凹版印刷中经常遇到的问题之一，是件比较头疼的事情，有时问题很难找到。

我们认为影响套印不准的主要因素有：印刷材料、印刷材料的物理性能、张力不稳定、印刷机性能、使用者操作方法、印刷环境、凹版适应性等。

套印不准是凹版印刷中经常遇到的问题之一，影响的主要因素有：印刷材料、印刷机性能、操作方法、印刷环境、凹版适性等，出现问题后要在各有关因素中进行排查，分别予以协调解决。

1. 印刷材料对套印不准的影响，由于印刷环境温度、湿度的差异，必然引起承印材料的变形，所以建议在印刷前三天将承印材料放到车间，以提高其温湿适性，防止料卷出汗现象的产生；及时总结不同材料、不同品牌承印物和油墨的印刷适性；承印物本身的不平整、内部张力不均匀、边缘受潮(尤其是光电信号套色端)等，都会造成套印偏差。

2. 张力不稳定是影响套印不准的主要因素，也是最复杂的。

众所周知张力不稳定肯定会导致套印精度的下降。

但张力的不稳定又分为以下几种：（a）在放卷的过程中，放卷的直径是不断变化的，卷径检测的不准确，必然引起料带张力的变化。

（b）张力检测单元，检测到的信号失真，引起张力不稳。

如摆辊检测装置，若由于涨紧套的松动，导致检测失真，必然给PLC一个错误的信号，这样它也会发出来一个错误的指令，最终导致套印不准。

（c）凹印机各主要构件制造精度和装配精度超差，也是引起张力浮动的重要因素。

假如凹印机中导向辊加工精度差，就不能保证料的张力稳定，进而影响印刷效果，对导向辊的整体要求是：①导向辊之间要互相平行，平行度不超过0.05mm，在加工时要求导向辊圆跳动不能大于0.02mm。

跳动太大，料的张力会随着导向辊的转动而发生无规则的变化。

②导向辊平衡，如果不平衡，导向辊在一周内的转速时刻发生变化。

凹版印刷机的应力分析与结构优化设计

凹版印刷机的应力分析与结构优化设计凹版印刷是一种常见的印刷工艺，其中凹版印刷机作为关键设备，其性能和结构设计对印刷质量至关重要。

本文将对凹版印刷机的应力分析与结构优化设计进行探讨。

凹版印刷机主要由机架、印版辊、压版辊、刮墨辊等组成，其中机架是支撑和稳定整个印刷机的关键部件。

在运行过程中，机架承受着来自印刷力、惯性力以及操作误差带来的外力，因此机架的应力分析对于保证印刷机的稳定性和印刷质量至关重要。

首先，我们对凹版印刷机的机架进行应力分析。

在凹版印刷机工作时，印刷力作用在压版辊上，压板辊通过滚轴传递给机架。

机架应受到的力包括纵向力、横向力和扭矩力。

纵向力是由印刷力引起的，横向力主要来自惯性力，而扭矩力则是由于刮墨辊和印版辊之间的相对运动引起的。

在进行应力分析时，我们需要考虑到这些不同作用力的综合影响。

其次，根据应力分析的结果，我们可以进行机架结构的优化设计。

优化设计的目标是使机架在工作条件下能够承受最大的力，同时保证机架的刚度和稳定性。

在设计过程中，我们可以采用一些先进的工程分析方法，如有限元分析等，以获取机架的应力和变形情况。

在机架结构的优化设计中，有几个关键的因素需要考虑。

首先是材料的选择，机架的材料应具有足够的强度和刚度，同时要具有耐热、耐磨和抗腐蚀等性能。

其次是结构的设计，要保证机架的刚度和稳定性，避免产生过大的位移和变形。

此外，还要考虑组件之间的连接方式和精度要求，以确保整个机架能够正常工作。

为了进一步提高凹版印刷机的性能，我们还可以对其他部件进行应力分析和结构优化设计。

例如，印版辊、压版辊和刮墨辊等关键部件，它们的应力分析结果可以为我们提供指导，从而优化其结构设计和选材。

此外，在整个印刷过程中，喷墨系统、温控系统和传动系统等部件也是需要进行应力分析和结构优化设计的。

综上所述，凹版印刷机的应力分析与结构优化设计对于提高印刷机的性能和印刷质量至关重要。

通过对机架和其他关键部件的应力分析，我们可以了解其受力情况，进而进行结构优化设计，以优化机架的刚度和稳定性。

板_带_轧辊挠曲变形与轧辊凸度的理论分析_周志岳

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四结束语
上述弹性辊系变形分析可以得到辊系变形的量解虽然计算较繁难但当今具有高速
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第三届全国结构工程学术会议论文集
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《工程力学》增刊
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胶印机压印滚筒挠曲变形分析及主动补偿方法研究

西安理工大学硕士学位论文图２．４滚筒挠曲变形计算程序Ｆｉｇｕｒｅ２－４ＰｒｏｇｒａｍＯｎｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｏｆｃｙｌｉｎｄｅｒ在右侧中点相应按钮可以分别得到滚筒弯矩曲线、转角曲线、挠度曲线及最大挠度位置。

如图２－５、２－６、２－７分别为参考５２１０８祝压印滚筒结构计算得到的滚筒弯矩曲线、转角曲线和挠度曲线，左侧为其结构参数。

从图可知，由于滚筒截面惯性矩发生变化，滚筒挠曲变形的转角在滚筒体两端位置发生明显突变。

滚筒的最大挠度为５．４９ｐｍ，出现在滚筒体中间位置。

印制萝己滚苘挠赫变形计算～’‘’％Ｍ一………一，ｆ…；ｔ…一ｏ…㈨●＃ｎｍ●＾＿Ｈ１●一２＾…’１……ｊ一一图２－５滚筒弯矩曲线Ｆｉｇｕｒｅ２－５ＢｅｎｄｉｎｇｍｏｍｅｎｔＣｕｒｖｅｏｆｃｙｌｉｎｄｅｒ西安理工大学硕士学位论文根据滚筒结构特点及分析精度需要，在网格大小滑条中选择３０％为网格划分精度，按“网格模型”按钮对滚筒进行有限元网格划分拭划分单元７１９２４个，网格尺寸１４．００６２ｍｍ。

网格划分后的滚筒有限元模型如图３—２所示。

围３－１Ｊ２１０５机压印滚箭三维模型Ｆｉｇｕｒｅ３－１３ＤｍｏｄａｌｏｆｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎｃｙｌｉｎｄｅｒｏｆＪ２ｔ０８０ｆｆｓｅｔｐｒｅｓｓ图３－２压印滚筒有限元模型Ｆｉｇｕｒｅ３－２Ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｍｍｏｄｅｌｏｆｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎｃｙｌｉｎｄｅｒ滚筒挠曲变形有限元分析３．３设置分析类型及分析参数创建网格并选定分析类型后，在ＦＥＡ编辑器中设置分析类型及分析参数。

ＡＬＧＯＲ可以进行线性、非线性、流体、热、电磁场等多种物理类型的分析，在滚筒静态挠曲变形分析中，假定滚筒变形在弹性范围内。

滚筒材料也是线性的，不考虑载荷作用时间，因此选择分析类型为采用线性材料模型的静态应力分析。

３．３．１滚筒工况定义在单位系统定义中，继承在Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ２００６中采用的单位．定义力：牛顿（Ｎ＝ｋｇ＊ｒａ／ｓ‘２），长度：毫米（ｍｍ），其余采用默认。

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凹版印刷机导向辊的挠曲变形研究
马利娥，邵明月，吴志勇，武吉梅，刘定强
（西安理工大学印刷包装与数字媒体学院，陕西西安７１００４８）
摘要：以凹版印刷机导向辊为研究对象，将其简化为变截面简支梁模型，利用简支梁理论的数值计
ｒｏｌｌｅｒｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｔｕｄｉｅｄｂｙｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｓｉｍｐｌｙｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｂｅａｍ．Ｆｌｅｘ —
算方法对导向辊的挠度进行了分析与研究。分析了在薄膜压力和自身重力的作用下，不同轴肩长
度、不同薄膜张力和三种不同壁厚的导向辊的挠曲变形情况，对导向辊的挠曲变形进行了ＡＮＳＹＳ仿真和实验测试。研究结果表明Байду номын сангаас：当导向辊的壁厚一定时，随着薄膜张力的增加，导向辊的挠度也随着增加；薄膜张力一定时，随着轴肩长度的增大，导向辊的挠度减小Ｉ导向辊轴肩越长，导向辊的
ｆｅｒｅｎｔｗａｌ１ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｅｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｅｂｔｅｎｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｏｌｌｅｒｇｒａｖｉｔｙ．Ｔｈｅｒｅ —
西安理工大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ ’ ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（２０１５）Ｖｏ１．３１Ｎｏ．２
１５９
文章编号：１００６ — ４７１０（２０１５）０２ — ０１５９－０５
挠度随张力增加而增加的趋势变得缓慢。关键词：导向辊；挠度；简支梁中图分类号：Ｔ￥８０３．６文献标志码：Ａ
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇｕｉｄｅｒｏｌｌｅｒｉｎｇｒａｖｕｒｅｐｒｉｎｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ
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