卷筒纸胶印机离合压机构设计【全套含有CAD图纸三维建模和说明书】
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科学生毕业设计 （论文）附件 附件 C：译文 件 C：译文 材料加工技术杂志 164 165 (2005) 1379 1387 数控机床编程 的发展 M. a, M. a, I. a, J. a, B. b a 智能制造系统实验室 , 马里博尔大学 ， 7, b 洛文尼亚工具和模具开发中心， 要 ： 本文提出了一种 全新的数控机床编程概念， 基于遗传算法的理 念 使在制造 环境 基础下 的 型 能 进行 数控程序优化。 在 模拟进化 之下 该 结构 成 为数控程序的 种群 部分。 数控程序 能 对 简单初级运动 的机器 进行控制 。 由于 机器运动和 加工环境 的 相互作用 既而 在优化的过程中机器的运行将会变得越来越复杂并且能逐步智能 化地 解决出现的问题 。 如今已经有了利用编写程序使 数控车床和数控铣床加工复杂程度不同的 毛坯 和产品 的实例。 这项所提及的概念 表现出 广泛 性， 高效率性 和 高程度 的 可靠性，它也可以 直 接适用于其他的数控机床 。 2005 爱思唯尔 关键词：制造系统，数控编程，数控机床，遗传算法 1， 引言 由于在过去的二十年中数控机床几乎存在于所有的制造系统中，并且数控 机床的自动编程已成为普遍 1,4,6,7 。因此，现在 出现了 众多 能 自动生成数控程序 的 商业编程解决方案。 该 方案 在 可靠性，效率，灵活性和普遍性 上存在着指导教师评定成绩 (五级制 )： 指导教师 签字： 科学生毕业设计 （论文）附件 附件 C：译文 异 。到目前为止，都 尚未能够 对数控机床编程提供一种 通用 的 解决方案 。在本文中，基于数控车床和铣床的编程方法我们使用了 遗传算法（简称 2。 这种观点也可适 用于其他数控机床，例如坐标测量机 5，焊接机，激光和等离子切割 机 4，机器人和机械手。 这个观点效仿了生物体的自然进化论，既在自然资源斗争中获得胜利的个体将会越来越占优势，并且适应他们所生存的环境，反之无法胜出的将会在下一代中逐渐 被 淘汰。 被 提出的数控程序 方案 可以看作为是不断进行改进的加权图。在模拟进行阶段，越来越多的优势生物（数控程序）将会基于生产环境所给定的数据上不断生成。研究人员已经证实，所提出的理念是具有普遍，灵活，可靠，高效四个特点。对于本文中所包含的车削和铣削加工的基本条款的规定将在第二节开头有 所 描述； 随后将说明所提出来的概念 ， 对独立数控程序编码（既生物的基因），生物体的评价，基 因操作的使用进行描述；第三节第四节将对所提及的系统功能进行介绍， 还 将会给出数控车床和数控铣床对不同 毛坯 和成品组合加工的编程实例； 第 5 节对研究的主要贡献进行了总结，并给出了进一步研究的指导方针。 2， 数控车床和数控铣床编程的 遗传算法 对车削和铣削加工过程的目标是确保刀具对工件的相对运动。相对运动的后果是工具参考点的移动从而加工形成该产品所需的形状， 刀具的运动由 主 运动和进给运动 组成。 通常只有一些很简单的产品会在已知 最 佳切 割 顺序的条件下对原料进行加工，每一次的切削加工都会切削掉一定数量的原料，因此会有切削废料产生 。 要算法 在这里 将 用简单的例子来 对 拟议概念的基本想法进行证实，图 1 和 2 分别显示 毛坯 ，成品和一些车削 ，铣削加工形成的 金属屑。刀具（刀片）可运动区域离散为可车削的 实心方格 和铣削的 空心 框。一个 实心方格 厚度的车刀在车削时可以向上，下，左，右四个方向进行加工，而它在进行开槽加工时只能向右或向下加工。铣削加工的刀具可以沿 X,Y,Z 的 正负轴进行 移动和加工 。加工中心 的 刀具参考点是在刀具 切削 的中底部（图 1，图 2）进行离 散化加工 的。 脱落 的材料被分为 几个 带有金属屑的开口槽 。 例如在图 1底部图中 成 ， 3 都分别由四个 金属切削层 组成， 两个 金属切削层 组成等等。科学生毕业设计 （论文）附件 附件 C：译文 2 毛坯，产品，废物和 铣削加工 方 式 图 1 右侧图表显示加工的类型。基于系统 的离散性机床可以选择水平切削，垂直切 削和综合性切削 图 3 显示了数控机床编程运用伪代码的主要算法，首先必须写入 毛坯 和成品的相关数据， 之前提及 的 方案 能直接从 毛坯 和成品的 型中 自动生成， 随后输入 所需的加工类型，然后系统 划分出实心方格（车削）和空心方格（铣削）两部分加工区间。最后输入定义刀具运动轨迹的起刀点和退刀点以及刀具参考坐标点的数据信息。 从现在开始， 以 生成和优化的数控程序 为基础的系统能够通过几次的更替进行自主 的 优化。 布尔变量 对已 知 的 数控程序 进行 是否 将 先前执行的加工解决方案用于初始群体 或者 随机初始化掉原始群体的判定。 在种群中每个染色体（有机生物） P（ T）代表了非 干涉 或 干涉 的数控程序。当然，在最初生成的方案中大多都是存在 干涉 的。 每一个数控程序都是从起刀点和初始切削位置开始到最 终切削位置和退刀点结束之间的进给运动和主运动组成 。当染色体已经被分析后， 该解决方案开始 优化 发展 。 将更多 参与不断选择和更改的遗传操作的有效分析分配到能更好的解决问题的方案当中。 这样的选择保证了种群中优秀的单元 的生存 和 在不 改 变 自身的 形式下进 入 到下一代。这种改变能 影响 一个或几个生物体并且从中生成他们的后科学生毕业设计 （论文）附件 附件 C：译文 。经过选择和改变，得到了已受 分析 评估后的新一代。这个过程反复进行，直至该进程的终止条件已得到满足。这就是 对 拥有足够 解决方案 能力 的 数量 群体的最好 描述 。 图 图 4 数控程序加权图 图 3 数控编 程中的伪代码算法 始结构：数控编码方案 随机产生的 干涉 和 非干涉 （即可行和不可行）数控程序可以由一个加权图（图4）表现。 该图的顶 部 是主运动 处（切割点）， 边缘带 处于 切割 点与进给运动之间 。每个顶点 与 图中所有其他顶点 连接 。在图中这些点和修正值得到了加权。 基因的排序（即切削）表示 了 切削之间刀具的运动，图中两个不变的基因（顶点处）是刀具运动的起始点和终止点，分别用字母 S 和 E 表示。 中间 的 顶点（如表 加工 的 切削 点 。 首先，从最初的进给运动点 S 到刀具 第一 次的动作，接着继续进给直 到下一次的切 削动作，如此反复，直到它完成所有的切削动作。 最后，切削加工到达最终点 E，随机生成的数控程序 在刀具步数和刀具与工件之间产生的碰撞数 方面 存在 着 不同 。在介绍之前先定义两个重要的概念：加工 一致性和 切 屑 的 相容 性。 如果 在 加工 中 至少 存有一块 切 屑粘附在工件上那么加工达到 一致，如果 切 屑 都 粘附在工件上那么 金属 屑相容 （即 切削 相容 ） 检查是非常重要的，因为环境（即工件）的快速变化，不断检查工件加工领域是否加工显得非常重要。 群 评价 该组合任务的目的是 寻找一种方式 链接加权图中 初始点 S 和 终止点 E， 使之包涵图中所有的点 以便使 加权的总和（ 边缘和顶点处 ） 以及 加权的冲突数量达到科学生毕业设计 （论文）附件 附件 C：译文 小值。换 而 言之，这意味着它必须找到最佳的无冲突数控程序。 例如， 如果连接图 4 中的线路则 等于 以下的列表 形式 ： 点 S， 点 E,， 则 在连接点 处 的 加 权总和如下： 1 1 1 2 2v a l S c u t c u 2 3 c u t - 3 3 4 4+ + + + c u t 4 5 5 5 6 6c u t c u t 6 7 7 7+ + , ( 1 )c u t E 其中 第 X 到数控程序，1S是进给运动起始点 S 一直到第一次加工点长度 ，1是工序 运动长度，工序 给运动的长度， 最后一道工序 i 到点 E 的主运动长度， f 是产生冲突系数， H 是冲突数 。 数控程序评价操作的大多数要求是对 刀具轨迹长度 ，加工、切屑一致性和冲突量 的确定 。 由于在加工过程中 工件形状 的不断变化 ，因此刀具路径的长度也在变化。当刀具进行进给运动和主运动时系统紧跟刀具的运动 而运动 ，并且连续不断的核查加工的一致性和可能出现的程序冲突。 图 5 显示了在车削和铣削 时 切割的非一致性 和产生的冲突。 图 6 描述了 过程的用途，其通过遗传算法 将 对车床，铣床走刀 程序 的复杂性有所帮助。 该程序包括四个最重要的功能： 一致性检查，冲突检查，移动和切削，可以有效核实工具与工件 之间不合理 的碰撞。一致性检查功能的作用是检查工件走刀间隙 从而核查加工的一致性； 移动和切削是预先对刀具的主运动和进给运动进行仿真。 图 5 加工一致性和切削碰撞 图 6 程序评价伪码 科学生毕业设计 （论文）附件 附件 C：译文 色体的评价是从功能检查一致性 和检查冲突开始的，它可以连续追踪走刀步骤以及对工件中的走刀间隙 进行 检查，查证 出 不允许 的 走刀位置。其次从最初（指定）刀具出发点 S 运动到走刀列表上的第一次加工位置。 加工继续进行，直到 列表上第一次走刀 匹配 。该程序则 继续 进行下一个切割 匹配 的 选择 。在最 后一次 走刀 匹配回 到切割顺序中的第一次 走刀 这段时间 再次执 行 进给运动。 只要 切割达到一致性个体切割就可以进行加工， 列表 上的切割条数已全 部走刀完成则 工件被最终 加工 完成 。切割 数取决于产品的形状和不同工件之间的差异。程序 评价 则反馈给 冲突量（ H），数控程序（即刀具路径）和 走刀 的步骤（数控程序的长度）。 图 7 从 i 到 j 刀具运动的两种情况 因操作 数控程序的原始群体初始化后，通过基因的操作 后 它对基因群体的评价将会改变。 我们使用复制操作（选择），在车削情况下 进行交叉和置换，并且 增加了在铣削过程中的突变操作 3。对于染色体我们 会进行选择比 较 。 在生殖操作过程中从种群 P(t)中随机的挑选出 第一条染色体 并且将 其 不做改变的转移给下一代基因。 在交叉操作中 种群 P(t)中 的 两条染色体进行随机的选取。交叉点的选择也是随机的。选定的染色体部分互换 ， 在交叉处必须保证两条后代包含了列表上的所有切削加工点。在第一次置换操作的染色体被挑选出来后，随后两条随机选择的基因（切削）则进行互换。在突变的操作中， 染色体中的基因（切割）随机的被选择并且刀具运动的方向也将改变。 如果随机选择的基因是 j（图 7） ， 则 从 i 到 j 的进给运动将会从两种情况下进行选择 ，即 刀具可以从左侧或右侧进行运动 （图 7）。 在随机选择的基因 j 突变时， 从 i 到 j 的进给运动进行了互换。 科学生毕业设计 （论文）附件 附件 C：译文 . 总结 在论文中我们提出的使用遗传算法使数控车床，铣床刀具加工能自动编程的概念。研究表明 优化的系统在搜寻最佳寻的数控程序时具有 有效性和广泛性，因此可以用于其他数控机床（如坐标测量机，焊接机，激光和等离子切割机，机器人，机器手等） 。 首先，提及到的智能系统 能 将产品的加工层次划分为三个子任务：修复，切割和钻屑。 然后，它预定了固定的序列，并智能为单个刀片和固定工件的数控程序做准备。依靠刀 具简单的运动规则系统为加工方案做好 了 准备。 由于 刀具和工件 之间相互作用 形成 动态环境，越来越多优 化的数控程序一代又一代的逐渐生成。特别值得强调的是加工方案的评估能力 。 由于问题的复杂性和方案的不一，在搜索空间上我们效仿有机生物体得进化论形成遗传算法。该系统能自己进行加工工艺的设计，检测出已加工和未加工的区域，生成和优化刀具的进给运动和主运动， 对 碰撞 的 检查 和验证产品是否在某一加工过程中不能被完全加工。 系统的一个 缺点 是加工领域的离散化 对 时间上搜索最优解很苛求。因此，在未来的研究道路上将会朝着更加明确的方向前进， 即 构思一种新的 可用于不同加工形态 (粗加工，精加工 )和 不同 的 刀具形状 的改良系统。该系统也将得到改善以便未来能 应用于 不同的刀具切削参数 情况 （ 几何形状，切削深度，进给参数 ） 。 参考文献： 1 G. An C D 11 (1/2) (1998) 5365. 2 J. 1992. 3 M. R. 1997. 4 M. J. a J. 22 (1/2) (2002) 118124. 5 M. M. 2003, 2003, 30. 科学生毕业设计 （论文）附件 附件 C：译文 6 S. C. of 7) (1999) 583596. 7 Y. An 31 (4) (1999) 237247. 译文 原文 出处 ： M. M. I. J. B. NC 64 165 (2005) 1379 1387 64165 (2005) 13791387,4,6,7NC M. , I. J. B. a NC on C on AD of is C C as a of of NC NC of a of it be to NC NC NC in C as C on in C in So it a we 2NC be , , of in to In +386 2 220 7592; +386 2 220 M. 2005 on is to be on in of of of C( of of NC NC of of of is to of to of is of 2. of in at 1 of to of it is or 3 of in it is on In is of of of of of is in a of it of be 1 in of in of in of in to to it or In of in of y z. to of is in of 1 )to be is in 1 of of of 1. of in 65(2005)13791387of of At of it is of on is C or 3. NC in 4. NC as a be at in (t) a C Of of C of of of in is to of of in a is to be is of be of of NC be a 4). of of to of of to In of ed , to up to it to it it so it it . C 65(2005)13791387 1381of in us of of A is in to A if it to to of is it is or of is to a in so at of be In it is to 4 S, , of at (1)C of up to of of of of of of i up to , f of of of of of of of up it of 5 of 6 to of of by of 5. of of by up of of of on of is 6. in 65(2005)137913877. of i to of to of is as is of in of in on ), C NC of C of by We of( in of in . of we of (t) is In (t) of is of it is to of In is In in is j (7), it is i to j to on or on 7). of j of on an of of a a is of of of of a a of 65(2005)13791387 of a we in to of of to to to of to of 0, of of .6 of of to a a 8 8a a at of of as as it is at of we of of (1) by to to (2) to (3)to 4)be by of of in of is in 8. 2. 8b of of 6 C in 8c of of of of 2 is 1 we to of in is We by we by of 9 C Of of NC in is in 4 is = 3. of us C in 06 = 11 to or 9. C in 0. In 5 C of 8 is in be or If of of or be it 3. of it in of of 10a is 4 a is so is of 14b). C of 2 80C of 4(14d). it be by or be 10. 65(2005)13791387be by a a workp1 北京印刷学院 毕业设计（论文）任务书 课 题 名 称： 卷筒纸胶印机离合压机构设计 专 业 班 级： 机 学 生 姓 名： 王金鹏 学 生 学 号： 100110213 起迄日期： 2013 年 11 月 20 日 2014 年 6 月 1 日 指导教师： 程常现 职称： 副教授 发任务书日期： 2013 年 11 月 20 日 2 任务书填写要求 1、毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经教研室主任审查签字后生效。此任务书应在毕业设计（论文）开始前两周内（不含寒假）填好发给学生，要求指导教师、学生签字确认。 2、任务书的内容必须用黑墨水笔工整填写或用计算机打印，不得随意涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴。 3、“二级学院”、“专业班级”等名称，应写中文全称，不能用数字代码。学生的“学号”应写完整。 4、有关年月日等日期的填写，应按照 7408据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律 用阿拉伯数字书，如“ 2007 年 11 月 16 日”或“ 2007 5、任务书要求统一用 打印。 3 一、本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等） 原始数据与技术要求 ： 1. 卷筒纸最大幅宽 :880 2. 纸张定量 : 40 180 克 /平方米 3. 设计目标 ： 设计速度： 12 米 /秒 工作要求： 1. 通过调研，查阅资料，理解设计课题内容及要求； 2. 通过对比现有不同机构，确定毕设机 构方案； 3. 对主要传动机构设计计算； 4. 对主要机构进行二维和三维设计； 5. 总结 二、对本毕业设计（论文）课题成果的要求（包括毕业论文或毕业设计说明书、外文翻译、图表、作品、实物样品等） 1. 设计图纸约 2 张 0#图； 2. 外文参考资料翻译约 2500 字； 3. 设计说明书约 字。 三、主要参考资料 2. 上网查找有关材料； 3. 有关印刷机的操作及维护说明书； 4. 机械设计的参考书及手册等 4 四、本毕业设计（论文）课题工作进度安排 序号 毕业设计（论文）各阶段内容 起迄日期 备注 下达毕业设计任务书 2013 年 11 月 20 日前 调研与开题阶段 13年 11月 21日 13年 12月 8 日 方案确定及设计计算 13 年 12 月 9 日 14 年 1 月 5 日 总装图 14 年 1 月 6 日 14 年 3 月 16 日 零部件图纸、编写说明书 14 年 3 月 17 日 14 年 4 月 13 日 整理说明书，出图 14 年 4 月 14 日 14 年 5 月 11 日 准备答辩 14 年 5 月 12 日 14 年 6 月 1 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 年 月 日 所在专业审查意见： 教研室主任签字： 年 月 日 指导教师签字： 年 月 日 学生签字： 年 月 日 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 1 毕业设计（论文）说明书 课题名称 卷筒纸胶印机离合压机构设计 学院 (部 ) 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 (签字 ) 教学院长 (签字 ) 2014 年 4 月 17 日 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 2 摘要 离合压机构是印刷机的一个重要部件，当印刷机发生双张、超张等故障的时候，印刷机要及时离压；而当故障解除开始印刷时，印刷机要及时的合压。当前胶印 机的离合压机构大部分是采用凸轮连杆式的离合压机构，这种机械式的离合压机构随着印刷速度的提高，由凸轮产生的振动和冲击也越来越大，且传递到印刷滚筒上，在一定的程度上影响印刷质量 离合压的方式有两种，一种是同时离合压；另一种是顺序离合压。根据滚筒的排列可以看出：同时离合压，即橡皮滚筒同压印滚筒和印版滚筒同时接触和分离，滚筒的缺口必须和滚筒的排列角一样大，防止第一张纸一半印上，一半印不上。滚筒的排列角一般占滚筒的三分之一以上，这样大大地降低了滚筒表面的利用率。要完成大幅面的印刷，必须增大滚筒的直径。滚筒的直径越大，带 来的问题就越多，这种结构现已被淘汰。顺序合压，即橡皮滚筒先同印版滚筒合压，后同压印滚筒合压；离压时，先同压印滚筒离压，后同印版滚筒离压。 关键词： 离合压机构；印刷机； 滚筒 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 3 he is an of as to of a by is on to in a on in at a is of to be a as of is , of To of of is of a a 含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 4 目 录 摘要 . 2 . 3 第 1章 绪论 . 5 题研究的目的和意义 . 5 筒纸印刷机的发展趋势 . 6 筒纸印刷机的发展趋势 . 7 内外卷筒纸印刷机的特点 . 8 . 10 第 2章 卷筒胶印机离合压机构设计 . 12 . 12 . 13 . 14 构设计及运动分析 . 14 第 3章 滚筒纸胶印机离合压机零部件设计 . 17 缸支座的设计校核 . 17 的设计及强度校核 . 18 强度计算 . 19 的疲劳强度校核 . 20 的接触应力校核 . 22 柱销的设计与校核 . 23 缸拨叉的校核 . 25 缸的设计计算 . 26 缸的校核 . 30 . 31 致谢 . 33 参考文献 . 34 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 5 第 1 章 绪论 题研究的目的和意义 印刷在国民经济占 有重要的地位，它是人们进行信息交流、文化和科学技术传播的手段，它是一个重要的宣传工具。它与人们的日常生活密切相关，任何人都离不开印刷，印刷工业是永不衰落的工业。在世界范围内，印刷机械行业已是世人普遍关注的技术领域之一，成为各国经济发展中新的经济增长点。不少发达国家把印刷工业的发展水平看成是一个国家经济发展程度的标志。近十几年来，印刷工业得到飞速发展，其产品集机、电、光于一体，产品的质量不断提高。目前，不仅印刷机的工作性能和技术水平有了显著的提高，而且使用范围和引用领域也得到了扩大。 例如：首先，它可以储存大量 纸张，减少换纸和停机次数，提高其利用率；其次，卷筒纸比单张纸便宜，可降低 5% 25%的纸张成本，若是涂覆的纸板或薄膜，用卷材还可获得更高的经济效益；第三，纸张裁切长度可无级调整，使用方便，不会产生单张纸印刷前天头等原因造成的纸张浪费；第四，可以使用单张纸胶印机不能使用的薄纸、薄塑料进行印刷；第五，彻底解决双张或多张进纸故障；第六，操作人员无需堆纸，降低劳动强度。但是单张纸胶印机如今增添了在机直接制版技术、墨色预置和闭环检测反馈控制、套准棱测反馈控制、纸张尺寸自动预置、流线型的造型设计等功能技术，使得印刷的辅 助时间明显减少，机器的可操作性明显提高。对环境和操作人员的能力要求大幅度降低，一系列的改变使之变得更加功能化、人性化了。然而这对于卷筒纸胶印机形成了一定的威胁。想要改变这种局面 ,我们只有对卷筒纸胶印印刷机中不完善的部分加以完善 ,通过阅读大量文献 ,对卷筒纸印刷机进行充分的了解 ,发现卷筒纸的走纸张力是影响卷筒纸印刷机性能的一项重要指标 ,因此本次课题对卷筒纸胶印机走纸张力进行研究 ,主要是针对卷筒纸印刷机走纸张力进行理论的计算 ,考虑在实际生产中的影响因素 ,得出实际生产中 ,从进纸到出纸的过程中走纸张力的改变规律。 胶 印印刷过程是一个非常复杂的过程，是由相互联系又相互作用的多个要素及印刷机各部分系统组成的。离合压机构是胶印印刷机的一个重要组成部分。根据印刷工艺过程及印刷机操作程序的要求，胶印机的三个滚筒应能互相离合，即包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 6 必须有离压和合压两个工作状态。当纸张进入印刷部件进行正常印刷时，三滚筒合上 处于合压状态，相互滚压，完成图文转移得到印张；而当输纸系统发生如出现双张、空张、歪张、纸晚到等故障或当调机或其他需要时，滚筒应及时脱开，使其处于离压状态。否则橡皮滚筒上的墨迹就会印到压印滚筒的表面，待以后正常印刷时又转印到印张背面造 成废品。所以在单张纸胶印机上都装有用于控制滚筒离合的离合压机构，通过改变滚筒中心距来实现滚筒的离合压。单张纸胶印机的橡皮滚筒进行离合时，要求橡皮滚筒离合压动作平稳，无冲击现象，两端位移始终保持一致。并且要求离合压机构能够自锁，保证印刷压力稳定。 筒纸印刷机的发展趋势 目前，在中国印刷机市场上，高端的印刷机可以说仍被国外企业垄断着（例如海德堡，罗兰，高斯，小森，三菱等），当然国内外的差距是多方面的，金属材料、加工工艺、制造水平、生产管理、机械设计等等方面都制约着我国的印刷机的生产水平。不过经过多年的 努力，国内的一些企业在各方面都取得了很大的进步，缩小了与国外企业的差距。随着科学技术的全面进步，人们对生产的效率要求越来越高，推动生产设备向轻量化、高速化、精密化、智能化方向发展。在印刷领域也毫不例外，单张纸印刷机的印速从原来的 5000 8000转 /小时，发展到现在的每小时最高速度 15000转 /小时甚至 18000 转 /小时，而国产的胶印机的速度还很难突破 10000 转 /小时，关键是国产胶印机在高速印刷时，套印精度较差和故障率比较高。影响印刷机精度的原因有很多，但是胶印机中机构的振动是主要因素之一。首届中国 (广东 )国际印刷技术展览会 (007)于 2007年 4 月 10 14 日在广东现代国际展览中心举办。其中数国际印刷设备制造三巨头的产品最引人注目。他们都带来了各自的新产品、新技术和适合不同客户、不同印刷的解决方案。显而易见，单张纸胶印机正向着高速度、高度自动化、高精度印刷质量、高水平的维护性的方向发展。然而卷筒纸胶印机印刷技术也正处在高速发展的阶段，相对于单张纸胶印机，卷筒纸之所以能快速的发展，在市场上有着很多的占有率，主要原因是卷筒纸胶印机有着自己独特的优势。 据有关史料记载， 1905 年美国人威 廉罗倍尔 (W 他的助手操作一台直接印刷的平版印刷机，为了提高印刷质量，他们在压印滚筒上包了一块橡皮布。在一次印包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 7 刷中，他的助手没有把纸续进印刷机，机器空转了一转，印版上的图文直接印在了橡皮布上。此时，他接着又续了一张纸，于是这张纸的两面全都印上了图文。结果，罗倍尔发现从橡皮布上间接印刷的图文比直接从印版上印刷的图文质量好。根据这一无意发现，罗倍尔把机器进行改装，在直接印刷的两个滚筒之间增加了一个包橡皮布的滚筒。最初的胶印机就这样发明了。罗倍尔发明胶印机及胶印工艺后，当时在美国哈里斯公司工作的德 籍美国人卡斯帕赫尔曼(这个重要发明带回德国。于 1906在德国制造成功了第一台 3 滚筒的胶印机。又于 1907 年设计生产了第一台卷筒纸胶印机并在 1908年获得了专利权。 筒纸印刷机的发展趋势 虽然卷筒纸胶印机与单张纸胶印机几乎同时发明，但由于卷筒纸胶印机涉及更多的技术问题一直发展缓慢。至到上世纪 60 年代后才有了突飞猛进的发展，其印刷质量与单张纸胶印机并驾齐驱。这主要是技术的进步和社会发展的结果 。制版工艺不断改进和完善。上世纪 60 年代后，制版工艺由热排向冷排转 变。自动照排机和电子分色机的发明和推广应用，不但提高了胶印制版的质量，更重要的是大大缩短了胶印制版周期。使胶印制版简单、便捷、成本低。制版工艺的变革，由“铅与火”向“光与电”的发展和推广，促使印刷方式向胶印方向发展，胶印市场迅速扩大。到了上世纪 90年代，胶印印版的计算机直接制版 (发明，更巩固了胶印印刷的地位。研制成功了耐印力高的多层合金版、予涂感光版(及为计算机直接制版配套的专用 的 高速印刷和进一步改进、发展制版工艺，提高效率创造了条件。数字 印刷的发展，在机制版的有版数字印刷机，首推的也是数字胶印机。无版的数字印刷机中采用胶印方式间接印刷也是重要发展方向之一。研制成功了各种各样的适应高速印刷的油墨。胶印水性油墨、无水印刷油墨、胶印用 墨等的研制和逐步推广，都将进一步促进胶印的发展。造纸工，艺的改进，提高了纸张质量。纸张的抗拉强度和印刷适性的不断提高，为胶印高速印刷，特别是卷筒纸胶印机的发展创造了条件。高新技术的应用使胶印机逐步尽善尽美。计算机技术、微电子技术、光纤通信技术、互联网技术、现代制造技术等高新技术的发展及在卷筒包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 8 纸胶印机上的应用，大 大地提高了卷筒纸胶印机的精度、质量和自动化、智能化水平。技术问题的解决为胶印机特别是卷筒纸胶印机的迅速发展创造了客观条件。社会的发展，人们日益增长的物质、文化需求，彩色电视、互联网、多媒体出版的出现和发展，对传统印刷提出了严峻的挑战。不仅要求印刷多色化、高质量的印品，而且要求周期短、价格低，有很强的时效性。卷筒纸胶印机的发展恰恰可以满足这些要求。所以得到了快速发展。 商业卷筒纸印刷机市场需求呈增长趋势已经成为现实。该种机型市场需求不断增长有三种原因：首先是商业卷筒纸印刷机有高的生产率，因为是双面印刷，印刷速 度是单张纸四色印刷机的 2 3 倍，生产效率是单张纸四色印刷机 4 6倍以上，从缩短高档印刷品的印刷周期，降低印刷品的加工成本的角度，受到印刷企业的垂青。其次是由于商业卷筒纸印刷机在技术上已经取得突破，铜板纸的印刷质量已经接近单张纸印刷机的印刷质量。商业卷筒纸印刷机的印刷质量和高速度的技术保障，诸如零速自动接纸、高速自动接纸、二次张力控制、烘干装置、冷却系统、上光装置等机构已经成为成功技术。最后是印刷市场的需求增长，如彩色杂志印品的不断增加，报纸彩色铜板纸插页的增加，彩色商品广告及彩色课本、图书、电话簿类书籍的增 加，使商业卷筒纸印刷机市场不断扩展，从而形成商业卷筒纸印刷机进口的高峰 2。 内外卷筒纸印刷机的特点 卷筒纸胶印机是以纸带的形式连续供纸，连续不断的高速完成印刷、折页、收帖等过程的印刷机。它是现代新闻出版、商业印刷、书刊杂志印刷最重要的高效印刷设备。生产效率特别高是卷筒纸胶印机的一个突出优点。仅仅这一点，就使卷筒纸胶印机在与其他印刷机的竞争中占据了优势。随着现代技术的发展，高新技术在卷筒纸胶印机上的广泛应用，如数字技术、无轴传动、自动套印、水墨自动控制、闭环色彩控制系统、在线印刷质量自动检测和控 制等，使得卷筒纸胶印机的印刷质量完全可以达到单张纸胶印机的质量水平。卷筒纸胶印机使用的纸张范围较宽，可用新闻纸、胶版纸、凸版纸、字典纸灯，许多纸张都可以印刷出符合要求的印刷品。各种批量的印件均可适应。由于卷筒纸胶印机效率高、换版快及其他自动化、智能化控制的应用，卷筒纸胶印机印刷辅助时间大大缩短，废包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 9 品率大大降低。可变尺寸印刷。无轴传动技术的应用，无缝滚筒的出现，为解决卷筒纸胶印机印刷尺寸不能变化这一问题创造了条件。折页开本多样化。由于卷筒纸胶印机效益高、质量好、适应性强，而且有折页机构，在印刷的同时，将印刷品 按要求折好，打大大缩短了印刷周期，满足了用户周期短、高质量的要求；由于印刷周期缩短，资金周转快，减少了资金的占用，提高了资金利用率；由于卷筒纸胶印机印刷折页一体化，减少了单张纸折页机的数量和投资；由于效率高，减少了印刷设备的台数，效益好。 随着科技的高速发展，很多科技成果已经在卷筒纸印刷机中进行了应用，应用的主要科技成果有以下四个方面：无轴技术商业卷筒纸印刷机高科技含量体现在各功能机组采用独立传动技术，使印刷机的传动结构大大简化，使操作脱离传统的手工作业，使设备智能化。无水胶印为解决水墨平衡问题，采用网纹辊 定量输墨技术，可以使输墨系统简化。这种印刷起源于柔性版印刷技术，应用前景较好。无缝滚筒胶版印刷机由于滚筒存在上版版口，在印刷过程中容易产生振动影响印刷质量。采用没有版口的无缝滚筒，就要求版的形状是圆筒状，印刷机的结构可以实现直接从一端将圆筒状的印版轴向装入。无扎针折页：卷筒纸印刷机经过多组印刷以后进入三角板进行对折，折叠以后再进入滚筒进行裁切、一折、二折。为减少印刷外的辅助操作时间，排除人为因素对质量的影响，必须提高印刷机自动化水平，通常采用的新技术有以下几种：自动上版、自动洗橡皮布、自动换开本、自动穿纸、 自动接纸、自动套准、自动供墨。 印刷机成为名副其实的印刷生产线。主要联机功能有：联机装订、联机堆积打捆、联机加硅上光、联机复卷、联机烫金。零速自动接纸机：全球市场占有率高达 90%，对于中低速接纸机印刷速度可以达到 7m/s，高速自动接纸机最高线速度可以达到 s。张力控制系统 (我国使用日本三菱的技术 )。大型烘干箱 (我国企业采用 。环保废气处理装置 (我国尚没有应用此项技术， 经向美国提供这种产品 )。商业卷筒纸印刷机在新技术应用方面还包括变频调速技术、调偏技术、可编程序控制器 技术、墨色遥控技术、墨辊控温技术等。 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 10 筒纸印刷机的分类 国内卷筒纸胶印机纸带“幅”品种少，一般只有双幅纸、单幅纸、半幅纸 6。国外的规格比较多。目前国内卷筒纸胶印机按纸带宽度可以分为以下三种：双幅卷筒纸胶印机纸带宽为两个标准纸幅宽。目前，我国常用的有 1575两个787要用于报纸印刷。单幅卷筒纸胶印机纸带宽为一个标准纸幅宽。这是使用最多的卷筒纸胶印机。我国新闻用卷筒纸胶印机和书刊两用机采用的标准宽为 787刊卷筒纸胶印机和商业卷筒纸胶印机采用的标准宽为880 890幅卷筒纸胶印机这种机器使用的比较少。半幅小卷筒机又叫4 开卷筒纸胶印机。报纸机和书报两用机采用的标准宽度是 394刊、商业卷筒纸胶印机采用的标准宽是 44045卷筒纸主要应用领域有报纸印刷、包装印刷、书刊杂志印刷、画册、宣传广告产品。四色印刷已经被看成是报纸印刷的一般趋势，特别是在印刷半商业印品以填补生产能力的印刷机数量不断增加的情况下。这是相当有关系的，因为报纸印刷机每天只操作大约 6个小时。除此之外，更灵活的印刷机领域需要有可变卷筒纸宽度和幅面的更高自动化程度的印刷机，处理也必须 更加灵活。如果安装了更多的热固型干燥装置，则从一开始就能与热固型的杂志印刷机进行竞争。从已经推出的这些印刷机所显示出的概念来看是可行的，在经济上也是有意义的。 （ 1） 报纸卷筒纸胶印机主要用途是印刷报纸。目前，报纸卷筒纸胶印机，大部分是采用非热固型油墨，油墨干燥主要是靠纸张吸收，因此，不需要配备烘干装置。但是由于近年来报纸商业广告的增长，特别是高档商业广告，需要用热固性油墨印刷，因此对报纸卷筒纸胶印机进行部分改进，配备烘干装置，形成用于报纸的商业用卷筒纸胶印机。报纸卷筒纸胶印机的主要特点是：大型、高速，只有 8开折页 ，对印刷速度和可靠性要求高。 （ 2） 商业卷筒纸胶印机主要印刷彩色期刊杂志、各种商业广告、画报、商品目录、宣传画、挂历和部分包装等。商业卷筒纸胶印机，一般采用热固性油墨，因此，需要配备烘干装置、冷却装置、加硅装置等。 （ 3） 书刊卷筒纸胶印机。这是一种介于报纸卷筒纸胶印机和商业卷筒纸胶印机之间的一种机型。报纸卷筒纸胶印机主要保证高速、高效及时效性。印刷质量相对来说是第二位的。商业卷筒纸胶印机对效率的要求相对来说是处于第二包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 11 位。书刊卷筒纸胶印机，其质量要求比报纸印刷高，而比商业印刷要求低。在速度和效率上不像报纸卷筒纸要求那样高 。在机器精度上又没必要像商业卷筒纸胶印机那样要求严格。书刊卷筒纸胶印机的市场需求量又比较大，从经济和使用的角度出发，便出现了这种介于报纸卷筒纸胶印机和商业卷筒纸胶印机之间的书刊卷筒纸胶印机。 （ 4） 书报两用机。由于我国的小开本书刊的印刷幅面和报纸相同，为了一机多用，便出现了书刊和报纸两用的卷筒纸胶印机。这种机器主要是折页部分配备综合折页机，以便适应书刊印刷。 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 12 第 2 章 卷筒胶印机离合压机构设计 合压机构的工作原理 离合压的方式有两种，一种是同时离合压；另一种是顺序离合压。根据滚筒的排 列可以看出：同时离合压，即橡皮滚筒同压印滚筒和印版滚筒同时接触和分离，滚筒的缺口必须和滚筒的排列角一样大，防止第一张纸一半印上，一半印不上。滚筒的排列角一般占滚筒的三分之一以上，这样大大地降低了滚筒表面的利用率。要完成大幅面的印刷，必须增大滚筒的直径。滚筒的直径越大，带来的问题就越多，此处不详叙，这种结构现已被淘汰。顺序合压，即橡皮滚筒先同印版滚筒合压，后同压印滚筒合压；离压时，先同压印滚筒离压，后同印版滚筒离压。总括一句话，不管合压还是离压，其动作都是按顺序进行的。以顺序合压为例，当橡皮滚筒与印版滚筒合压 时，橡皮滚筒的缺口刚好与印版滚筒的缺口相对，如图 2 图 2 顺序离合压 示意图 把这个合压也叫做第一次合压。第一次合压完后，橡皮滚筒继续向前转，当其缺口与压印滚筒的缺口相对时，橡皮滚筒与压印滚筒合压，把这个合压通常也叫做第二次合压。离压过程相反，把橡皮滚筒与压印滚筒的离压叫做第一次离压，而橡皮滚筒与印版滚筒的离压叫做第二次离压。这样滚筒上的缺口与滚筒的排列角没有任何关系，因此其缺口可以做得尽可能小，从而可以缩小滚筒的直径。缩小滚筒的直径会带来很多益处，所以目前几乎所有的印刷机采用的都是 顺序离合包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 13 压。 离合压时，为了使其滚筒迅速能进入稳定状态开始印刷，一般情况下，离合压时都有一个提前角，这个角度基本上都在 10左右。控制橡皮滚筒同印版滚筒和压印滚筒之间的离合，合压机构动作使橡皮滚筒同压印滚筒和印版滚筒接触，完成油墨到纸张上的转移过程；不印刷时，离压机构动作，使橡皮滚筒与压印滚筒和印版滚筒离开，防止油墨转移到压印滚筒背面，使纸张背面蹭脏。当机器出现故障时，离压机构自动工作，从而避免非正常输入的纸张或其它异物进入滚筒之间，硌坏橡皮布。 压机构 调压机构的作用就是改变滚筒的中心距，即橡皮 滚筒与印版滚筒的中心距，橡皮滚筒与压印滚筒的中心距。调压机构的动作都是单独进行的，即每一套机构只负责调节一处的中心距。调压机构有的机器上一套，有的机器上两套；有的机器上两边一起调，有的两边单独调。带有一套调压机构的机器，只能调节橡皮滚筒和压印滚筒之间的中心距，另一处的中心距都能调。从机器设计的角度来看，带有两套调压机构的意义并不大，因为橡皮滚筒与印版滚筒之间只有油墨传递，一般情况下一次调好后，可很长时间不需要调整。橡皮滚筒和压印滚筒之间的调压机构是必须的，改变衬垫很麻烦，而动一下中心距则很方便。 一边单调的 调压机构 (即在一边调节，两边的调压机构同时工作 )，只要机器的精度保证，调压时就能够始终保持滚筒轴线平行，但在墙板间需要一个传动轴把两边的调压机构连在一起。两边单独调的调压机构，即两边的调压机构单独进行调节，互不影响。由于人为因素的存在，有时两边不能调的完全一样，这对机器的工作很不利，所以这种结构在新的机器上已逐步开始淘汰。调压机构和离合压机构一样，也是通过改变凸套或偏心套的位置来实现调节滚筒中心距的。三个滚筒中压印滚筒的轴心线是不动的，因此能调的只能是橡皮滚筒和印版滚筒，印版滚筒的轴心位置的变化只影响其和橡 皮滚筒之间的中心距，而橡皮滚筒的位置变化时对两滚筒的中心距都可能有影响，因此在设计时，总是想办法使调节橡皮滚筒和压印滚筒的中心距对另一中心距影响最小或无任何影响。调压机构上安装的限位装置就决定了凸套或偏心套所移动的最大幅度。一旦超出这个范围，两个中心距之间的相互影响就会显著增大。 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 14 合压机构的限位装置 离合压机构的限位装置是保证离合压机构始终工作在有效的范围内的一个重要装置。没有此装置，合压时，由于机构的惯性，就有可能超过最大的合压位置；离压时，同样因机构的惯性存在，就有可能起过最大的离压位置。速度 过高时，限位装置有可能造成离合压机构的反弹，从而造成离合压机构到不了位。如何消除离合压机构的惯性成了设计中心必须考虑的一个问题，目前有的设备上采用了摩擦制动装置。这样能使离合压机构达到最大的位置时速度减为零，从而不产生任何冲击，也没有反弹的现象存在。采用摩擦制动装置可不必安装限位装置，事实上有的厂家已经开始这样做了。离合压机构和调压机构都引起中心距的变化，因此必须尽可能消除它们之间的相互影响。也就是说，无论调压量多大，离压合机构的两个工作状态不应改变。这就是要求调压时，连杆只能以和主动杆的连拉点为支点摆动， 设计时必须满足这个条件。离合压机构的限位靠塞必须正确安装，即在最大离合压量时，使主动杆与靠塞的距离为 了起不到限位的作用，小了有可能使离合压机构不到位。 构设计及运动分析 离合压的传动机构一般采用凸轮 它要满足在离合压过程中印刷滚筒平移、无冲击现象和离压或合压位置的定位稳定可靠两个基本要求 ,这就有赖于正确设计离合压机构的各个部件 面机构的运动学分析则包括机构的位移、速度和加速度的分析。 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 15 (a) 离合压机构简图 (b)等 效离合压机构简图 图 离合压机构和等效离合压机构简图 图 2.4(a)为三点悬浮式离合压机构简图 ,凸轮套被支撑在三个滚子央 ,其中两个滚子固定 ,另外一个滚子受到撑力弹簧作用。为便于分析 , 将离合压机构等效成一个曲柄滑块机构 ,一个四杆机构和一个凸轮滚子从动件机构。 等效后的结构简图可知 ,首先要通过 分析凸轮的运动规律来计算从动件的运动 ，然后在对与从动件相连的四杆机构紧系分析，从而获得合压和离压过程中 点的位移、速度和加速度分析结果。机构运动分析的方法可分为图解法和解析法两大类。图解法比较直观，但结果不够精确，解析法可获得精确的结果，还可用于计算机的运算。 设从橡皮滚筒与印版滚筒合压到橡皮滚筒与压印滚筒合压所经过的时间相当于滚筒转角 ,橡皮滚筒与印版滚筒的合压提前角为。如橡皮滚筒与印版滚筒的咬口边在到达压印点 A 之前合压 ,为了保证橡皮滚筒与压印滚筒是在图文的托梢边通过压印点 B 之后才 开始合压 ,则应有 : + - 其中 , 为滚筒排列角 ;为滚筒空档角 . 值取得大一些有利于保证橡皮滚筒与压印滚筒在图文托梢边通过压印点但若过大 ,可能会使橡皮滚筒与压印滚筒的咬口边经过 仍然不能满足要求 . 所以为了保证橡皮滚筒与压印滚筒的咬口边在 B 点前合压 ,则 4 P 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 16 20 可取 A=(未找到引用源。 1.0)d。 所以 A=25 4） 气缸筒的壁厚的确定 由液压气动技术手册可查气缸筒的壁厚 错误 !未找到引用源。 可根据薄避筒计算公式进行计算： 式中 错误 !未找到引用源。 缸筒壁厚（ m）； D 缸筒内径（ m）； P 缸筒承受的最大工作压力（ 错误 !未找到引用源。 缸筒材料的许用应力（ 实际缸筒壁厚的取值：对于一般用途气缸约取计算值的 7倍；重型气缸约取计算值的 20倍，再圆整到标准管材尺码。 参考液压与气压传动缸筒壁厚强度计算及校核 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 28 错误 !未找到引用源。 ,我们的缸体的材料选择 45钢， 错误 !未找到引用源。=600 =错误 !未找到引用源。 =120 一般取 n=5； 错误 !未找到引用源。 缸筒材料的抗拉强度 (P 缸筒承受的最大工作压力 工作压力 p 16 ， P=工作压力 p 16 ， P=此可知工作压力 6 P= 5） 气缸耗气量的计算 Q= =s （ 6） 气缸进排气口直径 空气流经排气口的速度（可取 V=10 15）取 V=12m/s 由公式 ： 工作压力下输入气缸的空气流量（ m3/s） V 空气流经排气口的速度 (7)活塞杆的校核 由于所选活塞杆的长度 L=10d，所以不但要校核强度校核，还要进行稳定性校核。综合考虑活塞杆的材料选择 45钢。 参考机械设计手册单行本 由 液压气动技术手册 稳定性校核： 由公式 活塞杆承受的最大轴向压力（ N）； 633N 纵向弯曲极限力（ N）； 稳定性安全系数，一般取 误 !未找到引用源。 4。综合考虑选取 2 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 筒纸胶印机离合压机构设计 毕业论文 29 K 活塞
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