高速胶印机关键技术研究现状及进展

高速胶印机图文转移及印刷缺陷机理非常复杂。很多学者采用有限元方法分析了图文转移机理及起褶缺陷的成因。非线性振动测试实验研究表明,高速胶印机的非线性振动及印刷滚筒齿轮的传动误差导致了墨杠缺陷。通过印刷实验得到了材料的印刷适性及影响印刷品质量的因素。在对国内外研究现状分析的基础上,指出了胶印机有待解决的5个关键技术问题:非线性振动对印刷过程的影响、图文转移机理、印刷品质量在线检测、材料印刷适性、卷筒纸印刷机的张力控制。

基于无轴试验平台的张力控制系统数学建模与仿真研究

对卷筒纸印刷机在印刷过程中张力变化的一般规律进行了研究,建立了较符合实际情况的张力变化的一般规律数学模型,并用M atlab软件对模型进行仿真分析。仿真结果表明,所建立的数学模型基本符合实际工作状况。该仿真系统为实际控制系统的搭建,提供了理论依据。

胶印机输墨系统计算机控制与设计

对胶印机的输墨系统进行了分析,讨论了输墨系统自动控制的技术要求,针对该要求提出一种高速机输墨系统的计算机控制方法,并对此方法进行了初步设计。

胶印机齿轮传动系统动力学建模及优化设计

为了提高胶印机高速印刷条件下的动态特性,针对胶印机齿轮传动系统动力学问题,建立了多级平行轴齿轮传动系统动力学模型,并对其进行动态优化设计.首先,描述了齿轮传动系统的时变啮合刚度、静态传动误差、啮合阻尼、动态啮合力和滚动轴承刚度表达式,并利用集中参数法建立了多级平行轴齿轮传动系统动力学模型;然后,运用Runge-Kutta法对齿轮传动系统动力学方程进行数值求解;最后,采用序列二次规划法对齿轮系统进行参数优化,并对其进行齿廓修形.数值计算结果表明,优化后齿轮系统的动态特性在啮合刚度、单齿载荷、动态啮合力、动态传动误差和滚筒相对滑动速度方面都有提高,为解决胶印机高速印刷条件下动态特性不良问题开拓了一条新途径.

实现变速输纸功能的椭圆齿轮优化设计

研究了适合于高速胶印机的纸张输送机构———椭圆齿轮变速输纸机构的优化设计问题。通过理论分析 ,建立了以纸张到达前规时的速度作为目标函数的优化设计数学模型 ,探讨了求解方法。并针对实例进行了优化设计 ,可以在满足工艺要求的前提下获得最优方案 ,验证了本方法的正确性 。

基于虚拟样机的胶印机虚拟试验及串墨初始相位优化

针对胶印机结构复杂的特点,提出基于虚拟试验获得胶印机整机性能数据的方法.以SolidWorks,COSMOS/Motion和ADAMS为虚拟样机建模平台,构建了某型胶印机印刷色组的虚拟样机模型.在ADAMS中对胶印机虚拟样机进行虚拟试验,获得了胶印机整机的静力学、运动学和动力学仿真数据.通过对虚拟试验数据的分析,明确了该型胶印机振动的主要来源及激振力的时域、频域特征,为胶印机的动态优化提供了参考.为了进一步降低串墨机构给整机带来的振动,进行了以4个串墨辊串墨运动初始相位为因素的试验设计,优选出了一组最佳的串墨初始相位搭配方案,基本上消除了串墨运动对整机的影响,取得了较好的优化效果.

压印滚筒振动测试分析研究

对压印滚筒进行状态监测,了解其特征以提高机器性能和减小对印品质量的影响。从滚筒结构、功能的角度分析压印滚筒产生振动的原因;搭建压印滚筒振动测试系统,并进行试验;对实验数据进行了分析和处理;根据测试结果和理论分析提出降低压印滚筒振动的方法和措施。

高速胶印机递纸机构的设计与研究

根据下摆式递纸机构递纸牙的运动特性,采用五次多项式来模拟递纸牙的运动规律。建立了以递纸牙运动特性作为目标函数的优化设计数学模型,探讨了求解方法。并针对实例进行了优化设计,可以在满足递纸牙运动特性的前提下获得最优方案,验证了该方法的正确性。

胶版印刷机橡皮布蠕变行为及其对印刷的影响

在胶版印刷中,由于胶印橡皮布这种粘弹性材料参与接触过程,相关研究内容属于复杂接触力学问题,关于胶印机油墨精确传递机理的研究尚未取得突破。本文理论推导了胶印橡皮布的蠕变行为表达式,并用纳米压痕仪实验测试了橡皮布的压力-位移曲线,用推导得到的蠕变行为表达式拟合实验得到数据,从而确定了实验胶印橡皮布的蠕变函数。将该蠕变函数引入基于弹流润滑理论的胶印机油墨传递接触模型中,采用数值计算的方法研究了印刷橡皮布的粘弹性蠕变行为对胶印机油墨传递机理的影响。研究发现,在胶印机油墨传递精确机理的研究中,橡皮布的粘弹性蠕变行为不可忽视。

基于神经网络的智能油墨预置技术

针对当前油墨预置技术存在的预置精度低且易受印刷参数和印刷条件影响的问题,提出了基于人工神经元网络的智能油墨预置新技术.以实际合格印品为学习样本,将印刷条件参数和网点面积率参数作为输入特征量,实际的墨键开度值作为网络输出,选择3层BP网络构建印品图文数字信息与墨键控制参数间的映射关系,实现数字化印刷流程中快速、准确的油墨预置.多色胶印机印刷试验结果表明,该方法能有效缩短开机调整时间,提高印刷效率,降低生产成本.

胶印机整机有限元建模与综合分析

为了从整体上获取胶印机的性能数据,以某型单张纸四色胶印机的印刷单元为研究对象,综合运用多种有限元建模技术,建立了胶印机单色组整机有限元模型。在整体建模的基础上,对胶印机有限元模型进行了静力分析、模态分析和谐响应分析,获得了胶印机的静态、动态综合性能数据。分析结果表明,该型胶印机整体动态性能欠佳,有必要进行胶印机结构的动态优化。

胶印机墨辊受力及运动分析

为了分析胶印机匀墨系统中墨辊的运动特性,建立匀墨系统中串墨辊和匀墨辊之间含有墨层的模型,用ANSYS软件进行有限元仿真分析,在对墨层建模时把其等效为低硬度的薄橡胶层.仿真后提取匀墨辊接触区的受力、变形和两墨辊的转速,分析串墨辊转速和墨辊中心距,以及等效橡胶硬度对墨辊运动的影响关系.结果表明:两墨辊相对滑动随串墨辊转速的增大而增大,随墨辊中心距和等效橡胶硬度的增大而减小.与两墨辊之间无墨层情况下的运动仿真结果进行对比,在相同转速下有油墨时的相对滑动大于无油墨时的相对滑动.通过油墨传递实验平台测得的结果与仿真分析得出的规律相一致.

胶印机输墨系统着墨率计算软件的编程研究

阐述了一种以绘制胶印机输墨系统排列图为输入模式,计算机自动计算着墨率的软件开发思想。介绍了软件的总体设计,具体编程实现,以及软件测试过程。

凸轮连杆齿轮变速输纸机构优化设计

研究了适合于高速胶印机的纸张输送机构——凸轮连杆齿轮变速输纸机构的优化设计问题。通过理论分析,建立了以纸张到达前规的输纸距离为目标函数的优化设计数学模型,并针对实例进行了设计,可以在满足工艺要求的前提下获得优化方案,有一定的实用价值。

基于图文分布的卷筒纸胶印机着墨率的研究

针对印版图文覆盖率对墨层厚度及着墨率的影响进行了研究。建立了油墨转移模型、印版图文覆盖率与墨层厚度及着墨率关系的数学模型。在油墨转移率等于0.5的条件下,通过对输墨系统的离散化处理,实现了连续的输墨系统的计算机仿真分析。计算结果表明,同一输墨系统的墨层厚度与着墨率在稳定状态下并不是固定不变的,它们与印版图文覆盖率密切相关。同时,墨辊上墨层厚度及着墨率的变化与输墨系统的墨辊数量及排列方式均存在一定关系。

单张纸胶印机学习系统故障模块的研发

针对单张纸胶印机故障种类多、产生原因复杂、鉴别排除困难的现状,研究和开发了单张纸胶印机学习系统的故障查询与管理模块。在科学分类印刷故障的基础上,利用Access软件建立了故障查询数据库,设计并开发了基于VB的学习系统人机界面。该研发模块支持的单张纸胶印机学习系统,具备依据故障图进行故障分类判断、原因描述及解决方案分析的功能,能够在虚拟环境下,进行印刷故障信息的检索和学习,从而为在校学生、一线工人的技术培训和工程技术人员的工艺、设备研究提供平台。

卷筒纸印刷机折页机构运动学方程直接积分解法

针对运动副间隙和轴承滚子变形引起的折页机构非线性动态响应问题,提出刚性杆与弹簧组合假设,建立了折页机构间隙动力学模型.对含二阶偏微分方程组的含间隙折页机构动力学模型,采用非线性系统直接积分法进行求解.非线性系统分析的核心归结为系统状态方程的求解问题,对于一般非线性控制系统,通过引入由状态量、控制量与自变量时间t为坐标构成的"广义状态空间",在广义状态空间处将方程的右端展开为关于时间的Taylor级数,进一步直接积分获得非线性控制系统状态方程关于自变量时间的级数解.以卷筒纸印刷机折页机构这种存在耦合的非线性系统为例,利用本文提出的解法得出了输入量与输出量的解析解,并仿真验证了方法的正确性.

小型双面胶印机离合压凸轮-连杆机构设计

研究了离合压机构中凸轮 -连杆机构设计的数学模型建立、凸轮的实际廓线方程及其求解方法 ,并以实例求解结果 。

结点偏置曲柄滑块机构的运动特征

分析了结点偏置曲柄滑块机构的运动特征,特别分析了偏置后的速度变化以及由此可以应用的机床。

基于试验模态方法的递纸机构优化设计

目的分析单张纸胶印的递纸机构,寻求当最高印刷速度提高时需要改进的设计环节。方法采用实验模态法对单张纸胶印机的递纸机构进行分析,将实验模态分析技术引入递纸机构动态响应的求解过程,并通过求解结果指导并改进设计。结果在有样机可提供测试的情况下,用试验模态分析方法建模的精度会高于常用的单自由度集中质量法,对系统进行测试分析能够达到更准确的结果。运用该方法将一款单张纸胶印机的最高速度由13 000张/h提高到了16 500张/h。结论试验模态方法能为胶印机的改进设计提供依据,既是结构设计和动力学设计的有效补充,也是校核的工具。其他关键机构如输纸头、前规和咬牙开闭机构等凸轮连杆机构也可以使用此方法进行分析研究。