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三面切书机
设计
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三面切书机设计,三面切书机,设计
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德鲁巴收获drupa专题772008/10 看印刷包装专 业 文 章 ， 看印刷包装专 业 文 章 ， 看印刷包装专 业 文 章 ， 看印刷包装专 业 文 章 ，DQS100三面切书机是上海紫宏机械有限公司最新开发的自带堆积装置、可直接与高速胶订联动线联线的全自动三面切书机。其设计车速为50刀/分钟，裁切高度为100mm，裁切开本适合110mm90mm到380mm300mm之间任意一种规格，堆积装置对书本厚度宽容性很大，即使单本厚度为mm也可堆积裁切。DQS100三面切书机工作原理是通过进本输送带将平装胶订书籍送至堆积书斗，经过堆积计数或光电测高后，书堆按一定堆积本数或一定堆积厚度由横进送书机构快速推入定位工位，然后闯齐、压紧，由送书小车送入裁切工作台，在千斤压紧装置压紧后，连续裁切三面，最后由出书装置推入出书台，经输送带送出。DQS100三面切书机在操作调整、控制功能上体现了很强的功能设计。主要表现为以下几个方面。(1)主机进书部分配备有光电计数装置。当单本书厚度小于10mm时，书本由输送带送到有避震挡板的堆书架下层机器台面处，达到光电计数装置设定的数目后(每堆最高可达100mm)，堆书架内上层托板关闭，书堆被送入定位工位，经闯齐后再送入裁切工作台，然后由千斤压紧装置压紧，最后进行三面裁切。当单本书厚度大于10mm时，关掉光电计数装置，打开上层托板，使用可调高度的推进器控制裁切书堆高度，然后将书堆送入定位工位，进行后续工序。主机自带堆积装置，不仅使机器使用场地更为紧凑，也减少了客户一次性设备费用的投入。(2)配备了整体刀台，可预先进行更换裁切幅面等准备工作，缩短了机器辅助时间，提高了机器的工作效率。(3)可在手动盘车、点动运行、连续运行、单次运行各操作模式下进行工作，其中手动盘车为一省力机构，可避免原有机器在盘车模式下劳动强度大的弊端。DQS100三面切书机的技术亮点上海紫宏机械有限公司 朱 联 (4)带有进本推书杆复位、堆积推书杆复位、推书小车复位、闯齐毛刷复位、千斤压紧复位、前刀侧刀复位六个特殊调整位置，分布在机器一个循环周期的不同位置，在调整时一键按下，机器即能自动快速地达到这一调整工位，调整书本裁切精度或更换版本非常方便快捷。(5)进本推书堆积高度调节装置能根据用户实际书本堆积高度，转动外部手轮直接调整推书器高度，从而替代了繁琐的手工调整，省时省力。(6)送书小车带有行程微调装置，可通过小车前后位置的微量调整来保证裁切精度。(7)在进本通道、裁切工作台、前刀侧刀处配有吹气嘴，能有效地托起书背，防止书封面拉花、减少裁切压痕，并能及时排除纸屑。其吹气量及吹气时间均可根据实际需要进行调整。(8)润滑系统采用自动供油系统，并具有供油压力不足自动报警功能。传动齿轮在密封的油箱内运行，前侧刀滑块和滚动组件则由配备的固定油嘴定时、定量地润滑。(9)整机操作性强、安全性高。电气方面，主、辅传动均采用可控变频调速控制；千斤压紧装置上，极限位置有机械限位装置及电气行程开关双重保险，整机各部分均有安全罩密封，机身前后都配有急停按钮，电气控制系统具有多种保护功能，操作和故障由人机界面显示。在机械领域设计理念越来越崇尚人机和谐的今天，DQS100三面切书机不失为一款为用户多重考虑的国内最先进的三面切书机，在拓展操作自动功能的同时，也兼顾了机器技术含量的提升。从国内外切书机发展水平及迅速发展需求来看，DQS100三面切书机缩短了国内与国外先进水平的差距，满足了日益增长的行业需求。一系统展示一田太日占石目六口孟跃辉译下翩二欲侣旨尔夫型 胶订 机,一种完 美的组 合 机型。阵习高 尔 夫型胶订机是该系列产品中的一 种 类型,它是 一台适用 于冷 胶、热熔胶 以及胶 系列的万能胶订联动机。对于一台可独立操作 的 机器来说,这种理想的 胶订机可采用 手工续送书芯,或 配备自 动 输送装置,它完 全 能够 满足日益发展的需求,确保在 装 订 过 程 中 达到第一流的 质量 和效能,在 这种性能 范围以内的机器中,具有 紧凑 结构的 高 尔夫是 一种最实用的。作为一条完整 的 生产线,应 包 括配页 机,书 芯续送装置,高尔夫沁川川型胶订 机,皮 带 传送装置和三 面切书 机,具 备有以助本小时 的生产能力和 精确的 同 步 操作技 术,它在 书籍装订 技术方面,树立 了新的尺度。随着装订领 域日益增 长 的 需 求,导 致出现了下 述的一 些最佳 分解 方法与夹板同 步输送 的进 给装置。能 自 动 适应 书芯 厚 度 变化的个夹板。书背加工采用两 台 电 机,由万能工具 完 成 铣 背、打毛掸净的工序。沃伦堡二,万能上胶系 统适用 于冶胶、热熔 胶和胶的操 作。可根据需要 选用旋 转 式给 封面装 置 或连 续给 封面装置。封面定 位 和 加压装置,运转同步,。交叉堆积收 本 机连 在三 面 切书机之后。小册子 和书 芯生产工作 场地的最佳布局,成 功 的 秘诀 在于高 尔夫型胶 订 机 的结构 紧凑,节省 场地。硬城淤价装口孟跃辉译、,曰刀二理想的 装订机 一一“城 市生产 线”,紧凑 的 操作 性能该 机 是在“儿。、,”无线胶订机基础上简化 设 计而成适 合于短 版体 积小 的需 求,同时适用与沃伦堡。,。配 页机最大工位联 机操作。主要优 点参照高 尔 夫 二型 无线 胶订 机原 理的“积 木式”组件设 计坚固的机架具有双重控制的 夹板小车 装置可在任意位 置 打开夹板中 心夹板调 节量为“皱 纸”控制在 给纸 部分书脊加工选用大 功 率电 机驱动采用 双辊上胶和旋转涂布技术口孟跃辉译备尉自刀篇日门礴宁小三”巨亩三面切书机,可以人工给本切书。三面切书机没有自 动给 本 设 备,采用 手 工直接位,随 后,抓本压书 器轻压书本使它 不会 倾 斜,然后操纵两个手柄安 全 调节自动 循环以下操作过 程预压紧、书堆进给 到位主 压紧,最后通 过传送带上的 抓本器收本。调 整 时间短捷利 用机械 化 自动定 位“”,对版台 的 调整 在分钟内就可完成,刀具转换装置 可以 在分钟 之内完 成了把裁切刀的转换。技术明 细机 架结构是 一整体 铸件,以增强 稳 定 性。经过磨 削 加工,表面淬硬 的 齿轮浸 于油浴中。由计算 机设 计的凸轮 机 构 实现 机 器 完全同步,无 噪音的运作。两种速度进退,缓慢进 给,快速退回。于裁切前,准 确定位,无机 械构件阻 碍 纸边排出。由凸轮 控制的双簧夹板缓慢加压。三把裁 切 刀都具有较好的剪切力。权叹,。犷乞。艺云,到月月叶把书本放到进 给台 上,这 种 机型适用 于 小批量 或中批量的 书本、小册子、杂志、单张 纸 等产品的裁 切加工,对于一些 加工有困难的产品,如幅面很大 或很小,很厚或很薄 的产品加工都适用。操 作方 法手 工直 接 把产品放到进给 台上,通过光电管实现 准确定例如,贴纱布机 就紧埃在该 机之后。具有中心调 节量为一的夹板装置,是靠带棘轮驱动轮脱装置 的双滚珠 轴承实现运转,且易 于在任意 选 择 位置 上 打 开夹板小车,书本超 出 的长 度能有一、的变化已取 得专利 的预熔技 术预熔 锅具有每小时熔化的能力,设 置 在上胶装 置以下的 胶锅,易 于重 新 添 胶,热 熔 胶 通 过齿轮泵实现 自 动 循环使用,传 热 装置于 上胶装置和预熔锅 间,缓慢对 胶块加热。可 利 用的 设 备手动输 本装置直线 联 接配 页机,。的输送带左转。与配页机卜飞联接,右转。与配页 机一。一。川联接 的输送带自动 书芯 给本装置闯齐装 置和书背 磨 铣装置电机一系统展示一铣 背、打 毛、掸净 的工具带刮刀控 制的热熔 胶上胶装置预熔 锅,熔化 能 力带刮刀控制抽 取的冶胶上胶装置热熔 胶边 胶上胶 装置冷 胶边胶上胶 装 置给 封 面装置,可选择 旋 转或连续进 给 方 式可完 成一道 压痕 的压 痕装置供。川应用 的 特 殊工 具封面调整定位 和 加压装置贴钞 布装 置昭第二次 压紧装 置板 链传送带交 叉 堆积收本 装置输送机 与沃伦堡,。 。三 面切书机 的联接底预熔 胶锅 置于上胶槽底座高堆叠量的旋转式上封面机在 夹板上设 置 封面定位机 构可调整书芯压平时间采用高效的书脊竖立式收 本 机内 置 于机 器的控制电箱控制机 器组合或任 选 设备人工给本机从。一配页机到,无线 胶订 机的直线输送装置铣脊 电机内 置 预熔 锅 的热熔上胶 机,熔 胶量为采用喷 嘴或 小轮上边 胶装置刮刀控制旋转式 给封面机,压痕 装置,带有至把 压折痕刀具封面定 位 装置封面预压装置板 链输送装置书 脊 竖立交 叉堆 放 式 收本 机,具有同后续设 备联 接功能联 接后续设 备一一工,。三面切书机可编程 计算裁切数量。整 机 采用 全自动中央 润滑系统,无人工润滑 点。对 操 作者和机器本身 来说均是安全的。选 购设 备裁 切 双联 书本 装置为把厚 度 约至二,英 寸的双联书本分切 和最终裁切为成品,操作程序为通过 进 给台 把双联 书 本输送到裁切台,当左面的一半书本准 备 好裁 切时,右面的一半书 本已被分切好,并自 动 退回到操作 者 处,然后 右面一 半书 本再单 独进给裁切,左面书本天头裁切误 差是通过 一个基 准仪来 校正。双联书 本幅面尺 寸最 大,裁切前双联 书本 尺 寸最小,单 本裁切尺 寸、李、牛英寸斗裁 出纸边选购 设 备一英寸气一裁切 双联 书 本 装置带压缩 机的气 动吹 风装置含 硅喷粉 装置气动式前规书脊压紧和 加工装置小规格 尺 寸装置可根 据需 要增补一 些 设备以上为和达谦 信 洋 行供稿译者单位广东省印 刷技术 研究 所一一一一一一澡广东印刷火,、李、冬英寸八最 大,单本裁切尺 寸是南习湘互交流 的、毕义粤英寸件塑丝蟾。壮终。广 东印刷三面切书机振动分析的阶次跟踪方法文章编号一一一三面切书机振动分析的阶次跟踪方法易立新,王民北京工业大学先进制造技术 实验室,北京摘要旋转机械的固有特性导致其在运行过程中会产生振动,当振动过于强烈时,会导致机器工作异常,甚至产生生产事故。如何有效地控制振动,成为工程技术人员的一个重要研究课题。采用阶次分析方法对三面切书机振动进行测试分析,确定振动产生的原因。为进一步的控制和降低三面切书机的振动提供参考和依据。关键词振动与波三面切书机阶次跟踪 振动测试中圈分类号珊文献标识码一环姓刀召材艺盯盯,而,沈一一一一对于印后加工的装订生产线,当其中的三面切书机的转速达到一定值的时候,其振动急剧增大,导致工作异常,致使整条生产线的生产效率无法提高。为了提高生产线的工作效率,必须分析三面切书机振动异常产生的原因,为降低三面切书机的振动及结构改进提供参考和依据。阶次跟踪方法旋转机械的振动与机械的转速有着密切的关系,如机械转轴的质量不平衡、轴线不对中、齿轮制造精度较低等都会引起机械系统振动。一个单轴或多轴组成的旋转机械,其激励主要是周期性激励,根据傅立叶变换,周期性信号是 由基波信号和一 系列频率为基波整数倍的谐波信号组成。旋转机械的激励信号也是由基波和谐波信号组成。机械系统会对激励产生同频率的响应。当机械系统 的转速改变时,激励的频率和幅值会随着机械转速的改变产生变化,机械系统的响应也会产生相应的变化,当激励频率与机械结构的固有频率接近或相等时,机械系统的振动会急剧增加,导致机械工作异常。阶次分析方法是识别旋转机械振动与旋转速度关系的重要方法之一。当旋转机械升降速 时,激励收稿日期刀一作者简介易立新一,男,湖北人,硕士研究生。力频率以及振动信号的频率随转速改变而变化。在这种情况下,不满足傅立叶变换对信号 的平稳性要求。因此不能用常规的频谱分析法进行分析。为了解决这一问题,在阶次分析中,对振动信号不再是等时间采样,而是采用等角度采样,即转轴每转过一定的角度对振动信号采样一次。采样频率随转速变化而变化,转速越高,采样频率越高,转速越慢,采样频率越低。在角域 内,振动信号变成了平稳信号。在角域内对振动信号进行谱分析得到的谱图称为阶次谱。谱图中横坐标反应旋转机械振动频率与转速的比值,即阶次,纵坐标反应振动信号的幅值。阶次分析的主要方法有阶次谱图、三维谱阵图和阶次谱阵图三种形式。阶次谱图是二维谱图,它显示 的是某一转速下振动幅值随转速阶次的分布。即横坐标是转速的阶次,纵坐标是振动的幅值。三维谱阵图又称瀑布图是旋转机械升、降速时振动信号分析的一种常用方法,以转速、频率和幅值构成三维坐标,三维谱阵图显示了振动信号频谱随转速的变化。由固有频率引起的振动频率不随转速的变化而变化,由转轴旋转产生的振动频率随转速变化而变化,三维谱阵图可识别机械 的固有频率。阶次谱阵图分别是以转速、阶次、阶次幅值谱为坐标,按等速间隔排列的一组阶次谱图。它比三维谱阵图更能精确地识别旋转机械与转速有关的振动特性。年月噪声与振动控制第期实验装置及测点和参考转速的选取实验仪器的选择本次实验采用 的仪器设备是丹麦公司的巧多分析系统软件,配有刃分析软件,阶 次分析软 件,加速度传感 器、红外线测速计。实验目的本次实验的目的是确定三面切书机高速运转时振动异常产生的原因,为降低振动提供参考依据。机不能长时间正常工作。书书书书书书书书助助、尹尹尸户户比比亡图三面切书机机构示意图图三面切书机的传动图测点安 排,如图所示,三 面切书机运动主要由两部 分组成,一是供纸轮将纸传送到切 纸 的位置,当切 纸完成后,供纸轮又将纸送离切纸的位置。二是偏心凸轮驱动刀架上下运动,切刀随刀架上下运动完成切纸 过 程。当供纸导轨振动过大时,导致纸张定位不准,切纸精度降低。刀架质量较大,其重力作用在凸轮上,是导致三面切书机振动最主要的激励源。因此测点选择在供纸导轨和刀架导轨上。由于切书机的机架是箱体结构,并且结构比较大,是整个机器的薄弱环节,在机架上也选择几个测点。参考转速的选择。图是三 面切书机驱动凸轮运动的传动系统,为了测量的方便,选择齿轮的传动轴转速作为参考转速。齿轮与齿轮的转速比。齿轮与凸轮同轴,参考转速与凸轮转速比也是。实验结果及分析三面切书机在空载下加速,一直加速到空载允许的最高转速,即本 小时。当切书机工作速度接近本 小时,振动开始急剧增加。当转速达到本小时,切书机振动变得十分剧烈,切书图三面切书机前阶阶次谱阵云图由于所有测点振动信号的谱图比较类似,选择机架导轨振动信号做分析。图、图分别是三 面切书机机架导轨振动信号的三维谱阵云图、阶次谱阵云图。从图可以看出,在处,当转速超过,三面切书机振动十分强烈。当转速超过,在处,三面切 书机同样振 动十分剧烈。而且振动频率没有随转速增加而增加。因此三面切书机在和附近存在固有频率。从图可以看出,在转速阶处,当参考转速接近,即本每小 时,振 动开始剧烈增加。当转速达到左右时,振动达到最大值。随后,振动随转速增加开始逐渐减小。当转速超过时,在转速阶处振动非常小,但在转速阶次,振动开始加剧,当转速达到时,振动幅值达到最大值。然后振动逐渐减弱。旋转机械升降速的过程 中,当转轴旋转产生的激励力基波及其谐波频率接近或等于机械结构的固有频率时,在基频或谐波频率处激起的振动较剧烈,当激励力基频或谐波频率离固有频率较远时,激起的振动越小。当参考转速达到时,参考转速的阶频率和凸轮转速的第八阶频率与固有频率最接近,在转速 的阶处,三 面切 书机 的振动较大。从图可以看出,三 面切 书机的固有频率是。在阶次处,当转速为时,凸轮轴激 励力 的次谐波频率也 与固有频率接近,振 动也较大。同样的道理,在参考转三面切书机振动分析的阶次跟踪方法速的阶处,当参考转速达到时,凸轮转速的次谐波频率与三 面切书机的固有频率接近。此时三面切书机 固有频率是。同志加湘、二待七一口目,“,二七二翻七瀚 瀚。二目一侧尸一认日以一巾川川呷一图切书机阶次谱图参考转速司回加妇 九二甲“二比白二湘“心,一,二肠肠”么热卜俨八犷牙幼声。,诸、一图切书机阶次谱图参考转速管激励力较大,在参考转速的阶次处和阶次处,振动仍小于时阶次处的振动。从上面的分析可知,导致切书机振动异常最主要的原因是参考转速转轴产生激励力的基次频率及凸轮轴产生激励力的八次谐波频率与三面切书机的固有频率接近或重合。要提高三面切书机的工作转速,一种方法是改进三面切书机的结构,尽可能提高三面切书机的固有频率。三面切书机采用的是偏心凸轮结构驱动刀架上下往复运动。刀架的重量作用在偏心凸轮,刀架越重,激励力越大 同样转速条件下,结构振动 的响应也越大。因此,减轻刀架质量也能够降低三面切书机的振动,提高工作转速。可 以通过采用轻质的铸铝件代替铸铁件做为刀架的材料。结语三面切书机的振动异常主要原因是参考转速转轴产生激励力的基次频率及凸轮轴产生激励力的八次谐波频率与三面切书机的 固有频率重合,导致三面切书机产生剧烈的振动。要提高三 面切书机的工作转速,必须尽可能的提高三面切书机的固有频率,让三面切书机的固有频率避开阶转速的频率。刀架的重 量是 三面切书机最主要的激励力。减小激励力,有助于降低三面切书机的振动,应尽量减轻三面切书机刀架的重量。参考文献, ,几,飞厂一一匕取出转速分别为的阶次图图和的阶次图图,当转速为时,在转速阶处,测点振动速度达到而,当转速为时,转速阶处振动很小,而阶处和阶处振动速度分别为而和。但都比转速为时转速阶处振动小。当转速为时,参考转速轴产生的激励力的基波和凸轮轴产生激励力的八次谐波都与固有频率接近,当转速为犯时,只有凸轮轴产生激励力的谐波频率与固有频率接近,参考转速的基波频率与固有频率相隔较远,尽巧,一,服,即,仁郭瑜,秦树人旋转机械非稳定信号的伪转速跟踪阶比分析振动与冲击,上接第页差分格式计算值吻合得很好。本文的研究对于声传输元件的设计具有一定 的参考价值,同时对于丰富和发展声学理论也具有一定的学术价值。参考文献马大酞,沈壕声学手册北 京科学出版社,兀 岭 仁 ,助,厂 ,一仁仁,一李太宝计算声学【二北京科学出版社,昭,“一,ICS 37. 100. 10J 87JB/T 91101999 三 面 切 书 机Threeknife trimmer1999- 07- 12 发布2000- 01- 01 实施国 家 机 械 工 业 局 发 布I前 言本标准是对 ZB J87 00388三面切书机的修订。本标准与 ZB J87 00388 相比，主要技术差异为：对原标准中的基本参数、裁切精度、试验方法等指标进行了适当调整，并对电气安全要求作了必要的补充。本标准自实施之日起代替 ZB J87 00388。本标准的附录 A 是标准的附录。本标准由全国印刷机械标准化技术委员会提出并归口。本标准负责起草单位：山东省荷泽生建机械厂。本标准参加起草单位：上海紫光机械有限公司、上海紫明机械有限公司。本标准主要起草人：付正林、郑文力。本标准于 1988 年 6 月 12 日首次发布。JB/T 9110199911 范围本标准规定了三面切书机的分类、要求、试验方法、检验规则、标志和包装。本标准适用于裁切书籍的三面切书机。2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB 1911990包装储运图示标志GB/T 5226.11996工业机械电气设备 第一部分：通用技术条件GB/T 9969.11998工业产品使用说明书 总则GB/T 133061991标牌GB/T 133841992机电产品包装通用技术条件GB/T 144361993工业产品保证文件 总则JB/T 30901999印刷机械产品型号编制方法3 分类3. 1 型式a）自动型待裁切品自动输入；b）半自动型待裁切品手工输入。3. 2 基本参数按表 1 规定。表 1 基本参数max：260380裁 切 幅 面mmmin：92126自 动 型70最大裁切高度mm半自动型100自 动 型50最高裁切速度次/min半自动型25工作台面高度mm750960压书器压力kN10国家机械工业局 1999- 07- 12 批准中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准三 面 切 书 机Threeknife trimmerJB/T 91101999 代替 ZB J87 003882000- 01- 01 实施JB/T 9110199923. 3 产品型号和名称应符合 JB/T 3090 的规定。4 要求4. 1 三面切书机应符合本标准的规定，并按经规定程序批准的图样和技术文件制造。4. 2 裁切精度4. 2. 1 各裁切边尺寸偏差不大于 0.50 mm。4. 2. 2 相对裁切边的平行度公差为 0.15/100 mm。4. 2. 3 相邻裁切边的垂直度公差为 0.10/100 mm。4. 2. 4 各裁切面应平整、光滑。4. 3 机器应运转平衡、转动正常，操纵机构动作准确，无卡阻和自发性移动。4. 4 噪声半自动型应不高于 82 dB（A） ，自动型应不高于 85 dB（A） 。4. 5 轴承工作温升不大于 30。4. 6 润滑系统油路畅通，工作可靠，无漏油现象。4. 7 机器启动、制动、电器控制系统工作灵敏、安全可靠。4. 8 操作部位防护罩必须有联锁装置，各安全保护、保险装置必须保证在机器运转中安全、可靠。4. 9 电气安全性能4. 9. 1 外部保护导线端子与电气设备任何裸露导体零件和机身外壳之间电阻值不大于 0.1。4. 9. 2 短接的动力电路与保护电路（包括机座）导线之间的绝缘电阻值不得小于 1 M。4. 9. 3 电气设备必须经受 1 s 耐压试验，试验电压为 1500 V（50 Hz） ，应无击穿或闪络现象。4. 10 外观质量4. 10. 1 外露加工表面不得有锈蚀、磕碰、划痕等缺陷。4. 10. 2 外露加工表面不应有气孔、凸瘤，凹陷等有损美观的缺陷。4. 10. 3 电气线路、气路及油路管道应排列整齐。4. 10. 4 涂漆层应平整、光滑，颜色、光泽要均匀一致，无明显突出颗粒、粘附物和砂纸道痕。漆膜不允许有流挂、起泡、失光及明显桔皮等现象。4. 11 产品成套供应范围：a）三面切书机主机；b）必配的辅机；c）操作和维修工具；d）必需的附件和易损备件。5 试验方法5. 1 空运转试验空运转试验由低速达到额定速度连续运转不少于 120 min，以额定裁切速度连续运转不少于 30 min。目视检查空运转情况，应符合 4.3、4.64.8 的规定。5. 2 电气安全性能试验5. 2. 1 按 GB/T 5226.11996 中 20.2 的规定，测得结果应符合 4.9.1 的规定。JB/T 9110199935. 2. 2 按 GB/T 5226.11996 中 20.3 的规定，测得绝缘电阻应符合 4.9.2 的规定。5. 2. 3 按 GB/T 5226.11996 中 20.4 的规定，其耐压强度应符合 4.9.3 的规定。5. 3 裁切试验5. 3. 1 试验条件按表 2 规定。表 2 试验条件待裁切品要求 用 52 g/m2纸印刷、装订后的成书应书背平整、书芯实、不发泡，单册书厚度 820 mm裁切幅面mm147208（32 开）自 动 型56裁切高度mm半自动型100裁切速度次/min85%的额定裁切速度5. 3. 2 按 5.3.1 的规定进行裁切，并按附录 A（标准的附录）的方法检查裁切成品质量，随机抽查 10次，各次裁切精度应符合 4.2 的规定，若制造厂不具备条件，允许在用户单位进行。5. 4 做裁切试验时，用普通声级计测量机器噪声。测点高度为（机器高度+1）/2m，四个测点位于机器对称中心线距机器外轮廓 1 m，机器噪声为四个测点噪声值的算术平均值，应符合 4.4 的规定。5. 5 空运转试验后，用点温计测量轴承温度，并计算其温升应符合 4.5 的规定。5. 6 在静态下，用压力测量装置测量压书器压力，应符合表 1 的有关规定。5. 7 目视检查机器外观质量，应符合 4.10 的规定。5. 8 目视检查产品成套供应范围，应符合 4.11 的规定。6 检验规则6. 1 出厂检验6. 1. 1 每台产品须经制造厂质量检验部门检验合格并附有产品合格证方能出厂。6. 1. 2 每台产品应按 5.1、5.7、5.8 规定进行检验，若有一项不合格，该产品为不合格产品。6. 1. 3 每批产品抽 10%（不少于二台）按 5.3 规定进行检验，如抽检的产品有一项或一项以上不合格，应加倍检查，仍有不合格，则应对该产品逐台进行检验。6. 2 型式试验6. 2. 1 有下列情况之一时，应做型式试验：a）新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；b）正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；c）产品停产 3 年以上又恢复生产时。6. 2. 2 型式试验应按本标准所有项目检验。7 标志、包装7. 1 每台产品应在明显部位固定标牌，标牌尺寸应符合 GB/T 13306 的规定。内容包括：a）制造厂名称；JB/T 911019994b）产品型号、名称，产品执行标准编号；c）主要参数；d）出厂编号或日期。7. 2 产品包装前，机件、备件、附件的外露加工表面应涂防锈剂。7. 3 产品包装应符合 GB/T 13384 的规定。7. 4 包装箱外壁应标明制造厂的名称、收货单位、地址、产品型号、名称、包装箱序号、体积、重量、起重线、重心、向上、不准倒置字样。图示标志符合 GB 191 规定。文字和标记应清楚整齐，保证不因雨水冲刷或历时较久而模糊不清。7. 5 每台产品出厂时，必须提供下列文件：a）产品合格证 产品合格证的编写应符合 GB/T 14436 的规定。b）产品使用说明书 产品使用说明书内容应符合 GB/T 9969.1 的规定。c）装箱单。JB/T 911019995附 录 AA1 裁切成品检测方法见表 A1。表 A1项 目检 测 方 法示 意 图量 具各裁切边尺寸误差 取上、中、下三本书，检查实测尺寸与基本尺寸之差为尺寸误差游标卡尺相对裁切边的平行度误差 取上、中、下三本，按图示测量，并按下式计算每本平行度误差 pipi=caa)(10021式中：i=1，2n。游标卡尺相邻裁切边的垂直度误差 取上、中、下三本，按图示测出 h 值，并按下式计算每本垂直度误差 ViVi=ah100式中：i=1，2n。直角尺塞尺（标准的附录）裁切成品检测方法JB/T 91101999中 华 人 民 共 和 国机 械 行 业 标 准三 面 切 书 机JB/T 91101999*机 械 科 学 研 究 院 出版 发 行机 械 科 学 研 究 院 印刷（北京首体南路 2 号 邮编 100044）*开本 8801230 1/16 印张 1/2 字数 12,0002000 年 3 月第一版 2000 年 3 月第一次印刷印数 1500 定价 5.00 元编号 991136机械工业标准服务网：http:/www.JB. 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 现代制造工程2006年第8期设备设计/诊断维修/再制造切书机基础件的有限元分析3易立新,王民,李俊勤,李小富,费仁元(北京工业大学北京市先进制造技术重点实验室,北京100022)摘要 国产切书机在设计过程中,很少考虑切书机基础件的动态性能。当国产切书机在高速运转时,振动急剧加大,严重影响加工质量和工作效率。利用ANSYS有限元分析软件,对切书机基础件进行模态分析,根据基础件的振型,对基础件结构进行改进,并对改进前后的结构进行谐响应分析,证明改进效果比较明显。关键词:切书机 基础件 ANSYS 模态分析 谐响应分析中图分类号:O242; TH16 文献标识码:A 文章编号: 16713133(2006) 08009203Fin ite element analysis of basic structure of cutting2book machineYiLixin,WangMin,Li Junqin,Li Xiaofu, Fei Renyuan(Beijing University of Technology,Beijing 100022, CHN)AbstractDuring the process of designing, dynamic feature of basic structure of cutting2book machine designed in China is lesstaken consider . When itworks in high2speed, its vibration grows greatly,which results in productsof bad quality . Based onANSYSsoftware, the model analysis of cutting2book machine is done. The natural frequencies and the modes of basic structure of cutting2book machine are analyzed. According to figure of structure in vibration, its structure ismended. And harmonic response analysisof structure of both original basic structure and basic structure mended is respectively done and the result is satisfactory .Key words:Cutting2book machineBasic structureANSYSModel analysisHar monic response analysis 国产切书机在低速运转时稳定性好,切书质量良好,但若要提高主机运转速度,机器将因高速而引起系统振动,直接影响切书质量。因此,提高机械的抗振特性,将是提高生产效率和产品质量的一项重要的研究课题。本文应用ANSYS对切书机进行模态分析,计算出其固有频率和振型,找出基础件原始设计方案中的薄弱环节,提出相应的结构改进建议和局部强化措施,并对改进前后的结构进行谐响应分析。1 模态分析的动力学理论模态分析的基本思想是把一个复杂的结构按其结构的特点分成若干个子结构,然后用离散法和有限元法对子结构作各种力学分析。对一个具有连续质量的结构用有限元法进行模态分析时,先将该结构离散为有限个单元组成的模型,求出单元刚度矩阵 K 和单元质量矩阵,按照节点自由度序号对号,对各单元的刚度矩阵和质量矩阵进行组集,得到总刚度矩阵和总质量矩阵M ,对于线性动力系统的小阻尼结构,可以采用复合阻尼C ,得出结构的振动微分方程(动力方程) :M q +C ?q+K q= F ( t) 式中: q 为加速度向量; ?q为速度向量; q为节点位移向量; F ( t) 为整体载荷向量。因为要对结构进行模态分析,要求解的是固有频率和振型参数固有模态与外载荷无关,结构阻尼对固有频率的影响很小,在求结构固有频率和振型时,可以不考虑阻尼,上式则简化为无阻尼自由振动方程:(-2iM +K) q=0式中:i为自由振动固有频率;展开此行列式,得到一个关于2i的n次多项式,多项式的根(特征值)即为模型的固有频率,将特征值代入公式,就可求出特征向量,从而获得给定频率下的振型。固有频率和振型是承受动态载荷结构设计中的重要参数。293北京市先进制造技术重点实验室开放项目 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 设备设计/诊断维修/再制造现代制造工程2006年第8期2 切书机基础件的模态分析211 三面切书机基础件的建模在用ANSYS做动力学有限元分析时,由于要求的是整个结构的各阶固有频率和振型。这是从整体的角度来研究问题,而结构上的一些细节问题是可以适当忽略的。并且,由于切书机结构比较复杂,除了忽略一些结构上的细节外,在建模时,把模型分为五个部分分别绘制,包括左、 右、 前、 后、 底部,最后再组合起来。212 边界条件基础件底部的四个角用高强度螺栓固定在底座上,故基础件底部的四个角看成全方位约束(包括X、图1 基础件第一阶振型图2 基础件第四阶振型图3 基础件第六阶振型图4 基础件第八阶振型Y、Z及三 个 旋转方向)。213模态分析的计算结果通过ANSYS的模态分析,基础件的固有频率如表1所示,部分振型如图1至图4所示。刀架的支撑杆是由偏心凸轮驱动的,支撑杆沿着固定的基础件上的支撑架的滑动轨道做沿Y轴往复运动。由于传动部分和支撑架都安装在基础件上,当切书机高速运转,偏心凸轮引起的激励力的频率及其谐波频率与基础件某阶固有频率接近或相等时,基础件产生剧烈振动,从而带动整个机器振动。要 提 高 加 工 质量、 增加效率,必须提高基 础 件 的 抗 振 性能。当基础件以第一阶固有频率振动时,基础件带动支撑杆和刀架沿X轴左右摆动,这将会导致刀架定位不准确。同时也会加剧支撑杆与支撑架滑动轨道的摩擦,增加振动和噪声。中间梁上安装纸的传输机构,纸传输机构的振动太大,导致纸张卡位不准确,因此减小中间梁的振动对提高加工质量也具有重要意义,同时提高中间梁的刚度对基础件整体刚度有重要意义。为了减少基础件沿X轴方向的振动和机架整体的扭动,对基础件进行了两处修改。第一,在机器左侧内部距离前端200mm处,加一个竖直向上、 长度为500mm的加强筋。在机器右侧内板内侧相对于左侧的位置,增加一加强筋。第二,在机器左右两侧后部中间梁加一个宽为38mm,高为30mm,长度为68mm的矩形筋。第三,为了提高中间梁的抗振性能,在机器前部中间梁下部左、 右两端,各加一个沿着Z轴方向、 边长为30mm的等腰三角形。表1 基础件固有频率及振型描述阶次固有频率振 型 描 述19419一阶振型为机器沿X方向左右摆动217816二阶振型为后梁沿Z方向前后摆动320619三阶振型为机器前后梁绕Y轴中间处扭转422313四阶振型为机器中间梁前部绕中间梁底部X方向扭转528516五阶振型为前后梁沿X方向左右摆动629912六阶振型为中间梁后部绕中间梁底部X轴扭转734212七阶振型为中间梁后部绕X方向扭转835716八阶振型为前后左右四面向中间靠拢938516九阶振型主要为切书机前部梁前后摆动1043018十阶
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