参考文献综述

单张纸胶印机递纸机构综述

摘要：递纸装置作为单张纸胶印机的关键部件, 直接影响着胶印机的印刷速度和印品质量。目前国内外胶印机所采用的递纸机构有摆动式递纸机构、旋转式递纸机构等。本文介绍了胶印机中各种类型的递纸机构的工作原理、特点、适用范围, 最后总结了它们的研究现状和发展趋势。

关键词：胶印机、递纸机构、摆动式递纸机构、旋转式递纸机构。

1 引言

印刷工业在国民经济乃至整个社会生活都占有重要地位, 而胶印机由于操作方便, 印刷速度快, 且印刷质量优良, 获得了广泛的使用。随着计算机控制、电子、光学技术的发展及其在胶印机上的广泛应用,胶印机得到了快速发展。目前胶印机已发展到八色机组以上,在某些领域 ( 如票据印刷行业) 十几色以上的胶印机已不难看到,印刷速度也已达到了15000张/小时以上。要保证在如此高速的印刷环境下印刷产品达到质量要求, 胶印机的递纸机构是重中之重。纸张在经由前规和侧规定位以后, 胶印机需要把在输纸台上静止定位的纸张加速到等同于压印滚筒表面的旋转线速度, 由压印滚筒的咬纸牙排咬住纸张并带其旋转进行印刷, 这一套把纸张从静止状态加速到压印滚筒表面线速度的机构称之为递纸机构。递纸机构的形式及其运动、动力性能, 对于准确平稳地传递纸张、保证套印精度和提高机器速度, 都起着极为重要的作用。

2 单张纸胶印机递纸机构的发展现状

递纸机构目前都是国内外印刷机研发机构的研究重点，也有专门的厂家进行设计和生产，最著名的是德国的马贝格公司设计生产的高速递纸机构。

由于这是印刷机的关键技术，很多研究资料都很难得到，国内生产印刷机的厂家很多都是直接购买该机构，也有部分较大的厂家通过仿制来进行生产，但是仿制的结果并不理想。国内对这种机构的理论研究非常少，对于新型机构的开发几乎是一片空白。虽然国内没有专门的机构进行印刷机的研发，但是很多研究人员和科研院所也做了大量的基础性研究工作。国内外对印刷机高速化的研究一直没有停止过，许多研究人员对机构的动态分析了大量工作：如冯志华等研究的凸轮系统的参激振动稳定性问题；赵从桂研究的运动规律最有效拟合问题；邱清盈进行的使用非线性设计和多项式描述运动曲线研究；J.H.Kim、Herman.J 和J.Perret-Liaudet 等采用最优控制理论对运动规律进行最优拟合；谢根全、潘毓学等分别采用了分离变量法、状态变量法、谐波分析数值计算法根据机构建立的动力学模型建立了从动件运动微分方程，等分法对系统的动态响应进行了分析；L-I Wu 对平面凸轮机构的误差做了分析，得出压力角和误差的累加对机构的误差结果影响最大，等等。这些研究主要集中在对具体机构或构件的研究方法和处理方法上，对递纸牙机构进行系统研究有着重要的指导作用。

3 单张纸胶印机递纸机构的分类及结构特点

根据纸张传递形式及递纸机构的结构特性，递纸机构又可分为直接递纸、间接递纸、超越式递纸3种。

（1）直接递纸机构

直接递纸方式是纸张在递纸台上直接由压印滚筒叼牙叼走，这种方式在

a 前规下摆定位位置

b 压印滚筒叼纸位置

图1 直接递纸方式

早期的低速胶印机上采用，如图1所示。这种递纸方式的缺点在于，纸张停在输纸板上的时候，速度为零，在一瞬间突然加速到与压印滚筒速度相同，其加速度无限大。这种递纸方式会对纸张造成很大的冲击，对印品质量非常不利，另外定位时间对应滚筒的空当部分，为了保证纸张的定位时间，空当部分应足够大，这就导致印刷机结构增大。

（2）间接递纸方式

间接递纸方式是在输纸板和压印滚筒之间加进了一个“协调人员”——递纸牙，递纸牙停在输纸板上，在基本静止的状态下叼住纸张，然后加速，再在等速状态下把纸张交给压印滚筒。其印刷速度和套印精度比直接递纸方式有了很大改观。其主要有定心摆动式（上摆式、下摆式）、动轴心摆动式（旋转偏心摆动式、往复转动偏心摆动式）、旋转滚筒式、间歇变速旋转式等几种递纸方式。

2.1 偏心上摆式递纸机构

偏心上摆式递纸机构由于递纸牙在回程时要避开压印滚筒上的纸张, 因此一般采用偏心式结构。图 2 所示为偏心上摆式递纸机构的递纸牙运动曲线, A 是从输纸板上取纸, B 是将纸张交给压印滚筒的交接点。由图可以看出偏心上摆式递纸机构的运动轨迹不是一段圆弧, 而是一条封闭的“水滴”形平面曲线, 它的进程与回程不在一条弧线上, 因此不会与压印滚筒相碰。其优越性在于: 滚筒直径小, 机器结构紧凑, 递纸牙不受滚筒

图2 偏心摆动式递纸机构图3 定心下摆式递纸机构

空档的限制可提前返回, 既可提高机器速度, 运转也平稳。当然, 这种机构也有很大的缺陷。为了实现“水滴”形运动轨迹, 递纸牙轴的旋转中心必须是偏置的。例如北人国产对开 08 型单色胶印机的递纸牙轴直径为 60～70mm, 其旋转中心偏心的直径就达 40mm。这个设计本身就决定了它在高速运行时机器会有较大的振颤, 当转速超过 6000 转/小时的时候, 机器便会出现明显的颤振、噪音, 机器的各项性能指标都会明显下降, 而且会加快机器的磨损所以该递纸机构一般不适用于高速运转的工作环境。

2.2 定心下摆式递纸机构

定心下摆式递纸机构 ( 见图 3) 是目前国内高速印刷设备广为采用的一种递纸机构, 其最大优点是递纸牙能够在纸张离开规矩板时就可以回到规矩板上等候取下一纸纸。把递纸牙设计在输纸板的下面, 这样递纸牙在回程时就不必避让滚筒。取消递纸牙轴旋转中心的偏心, 就一举解决了偏心上摆式递纸牙的振动效应和在输纸台前取纸时的蠕动问题, 使得递纸牙在取纸时处于绝对静止状态, 最大限度地降低了机器高速运行时的振动, 保证了套准精确度。相应地, 胶印机的实际印刷速度和使用寿命都得到了大幅度的提高。定心下摆式递纸机构与上摆式机构的区别在于: 取消了递纸牙轴旋转中心的偏置, 采用间接递纸方式, 即递纸牙先将纸张交给一个传纸滚筒, 再由递纸滚筒交给压印滚筒, 以适应压印滚筒的转动方向。定心下摆式递纸机构能适当提高挡纸时间, 从而使纸张得到精确的定位。目前国内外的胶印机, 如北人印刷集团的 740 大对开型胶印机、江苏昌异集团的YP1A1E 型胶印机、日本三菱 DAY—III 型高速胶印机都采用这种递纸机构。由于其结构简单、传动平稳、适合于高速胶印机, 是一种比较理想的递纸机构。

(3) 旋转式递纸机构

这种递纸牙也形成一个滚筒,跟其它滚筒一样作单方向的整周旋转。这样,它的转动惯量又大大地小于摆动递纸,因此形成的冲击振动就更小,更