Проектирование полиграфических машин и систем обработки информации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Технологические особенности лазерного гравера флексопечати

1.1 Технология получения флексографской формы

1.2 Изготовление упругих печатных форм способом лазерного гравирования

1.3 Упругие фотополимерные печатные формы

1.4 Особенности изготовления фотоформ

1.5 Особенности технологии изготовления цилиндрических фотополимерных форм

1.6 Гравировальные устройства

2. Описание и расчет привода

3. Выбор муфты

4. Расчет мощности лазера для изготовления печатных форм

Заключение

Список использованных источников

Приложения



Введение

Полиграфия -- это наука промышленности, занимающаяся размножением печатной продукции, а именно книжно-журнальной, деловой, газетной, этикеточной и упаковочной продукции. Полиграфическое производство занимает все большую нишу в промышленности. Большими темпами развиваются новые виды печати. Очень сильно развивается флексопечать.

Первоначально флексопечать использовалась почти исключительно для запечатывания поверхности бумажных пакетов и других упаковочных материалов. Расширению области применения флексографии способствовали определенные преимущества этой разновидности способа высокой печати перед классическими способами. Формы высокой печати изготовлялись раньше только из дерева или металла (типографского сплава -- гарта, цинка, меди), но с появлением эластичных печатных форм в флексографии, в высокой печати стали изготовлять печатные формы и из фотополимеров.

Область применения флексографии постепенно расширялась, чему способствовали определенные преимущества этого специального вида печати перед классическими способами, особенно же там, где не ставили перед собой задачу получения высококачественных оттисков. Первоначально метод использовался для запечатывания бумажных и целлофановых пакетов и других упаковочных материалов. Вскоре его применили для изготовления конвертов для грампластинок. Появились автоматические упаковочные машины с флексографическими печатными секциями -- для упаковки сигарет и кондитерских изделий, например, печенья.

Преимущества флексографии

В чем принципиальное отличие флексопечати от других видов печати? Прежде всего -- это гибкая фотополимерная форма, с которой краска под низким давлением переносится непосредственно на запечатываемый материал. Именно от нее флексография и получила свое название. Такая форма имеет целый ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с формой, используемой в других типах печати. Она сочетает в себе простоту изготовления (процесс, несколько похожий на изготовление офсетной формы) с высокой тиражестойкостью, присущей форме при высокой и глубокой печати. Тиражестойкость фотополимерной формы превышает тиражестойкость обычной монометалической офсетной формы на порядок и составляет от 1 до 5 миллионов оттисков. Эластичность формы позволяет ей работать и как декель, что исключает процесс приправки, а так же печатать на материалах с такой грубой фактурой, на которой печать офсетным способом вообще невозможна. Как следствие, флексомашины дают возможность использовать очень широкий диапазон материалов. Разумеется, изготовление форм для флексо дороже, чем для офсетной печати, поэтому флексография не предназначена для коротких тиражей. Впрочем, тиражи в сотни тысяч или даже миллионные в упаковочной индустрии -- обычное дело.

Флексография идеально подходит для изготовления всех видов этикетки и упаковки. Но сфера ее применения стремительно расширяется. Сегодня множество различных видов полиграфической продукции во всем мире печатают, используя флексографию, это журналы, рекламная продукция, книги, газеты и газетные вкладки.

В данной курсовой работе изучается привод формного барабана для лазерной гравировальной установки. Выбирается привод для улучшения работы гравировщика.

При этом у нас увеличивается скорость создания, улучшается качество форм для флексографской печати. Одновременно уменьшаем количество вредных веществ при создании форм. Создание форм происходит под действием излучения лазера, который так же рассматривается в работе.



Реферат

Курсовая работа состоит из 27 с., содержит 14 рисунков, использовано 6 источников.

ФЛЕКСОПЕЧАТЬ, ФОРМНЫЙ ЦИЛИНДР, ФОТОФОРМА, РАСЧЕТ ПРИВОДА, СИЛЬФОННАЯ МУФТА, МОЩНОСТЬ ЛАЗЕРА, ГРАВИРОВАЛЬНАЯ УСТАНОВКА.

Целью курсовой работы является расчет привода вращения формного барабана для лазерной гравировальной установки.

В курсовой проекте описаны особенности лазерного гравера и флексопечати, расчет привода, выбор муфты, рассчитана мощность лазера.



1. Технологические особенности лазерного гравирования флексопечати

1.1 Технология получения флексографской формы

Изготовление флексографских печатных форм по технологии Computer-to-Plate может осуществляться двумя способами: прямым лазерным гравированием флексографских форм и с использованием маскированных фотополимеров.

При прямом гравировании формирование печатных элементов происходит путем непосредственной обработки исходного материала (резина или специальные полимеры) лучом лазера, готовая форма получается сразу после лазерной обработки (рис.3.1 ). Главное достоинство этой технологии в том, что форма изготовляется за один технологический этап на одной единице лазерного оборудования.

Рис. 3.1 Схема прямой лазерной гравировки:D и f -- апертура и фокусное расстояние линзы;И -- расходимость луча

Прямое гравирование давно и широко используется на предприятиях флексографской печати для изготовления резиновых печатных форм, причем технологические установки, работающие по этому методу, позволяют гравировать замкнутые изображения, т.е. формировать бесконечный рисунок.

Обычно в лазерных установках прямого гравирования применяется газовый СО2-лазер, спектр излучения которого (10,6 мкм) очень удобен для обработки различных материалов, например резин различного состава. Удаление материалов формы для образования рельефного изображения требует применения лазеров большой мощности -- от 50 до 1000 Вт.

Среди других особенностей систем прямого лазерного гравирования: большое количество продуктов горения, большое электропотребление, системы сложны в обслуживании, требуют периодической замены силовых элементов лазеров.

Недостатком СО2-лазеров является то, что они не позволяют обеспечить запись изображения с линиатурами 133-160 Ipi, необходимыми для современного уровня флексографской печати, из-за большой расходимости пучка 9. Для таких линиатур запись изображения следует производить с разрешением 2128-2580 dpi, т.е. размер элементарной точки изображения должен быть приблизительно 10-12 мкм.

Диаметр пятна сфокусированного лазерного излучения должен определенным образом соответствовать вычисленному размеру точки изображения. Известно, что при правильной организации процесса лазерного гравирования пятно лазерного излучения должно быть несколько больше теоретического размера точки -- тогда между смежными строками записанного изображения не остается необработанного материала.

Увеличение пятна в 1,5 раза дает оптимальный диаметр пятна лазерного излучения: d0= 15-20 мкм.

В общем случае диаметр пятна излучения СО2-лазера около 50 мкм. Поэтому печатные формы, полученные прямым гравированием СО2-лазером, применяются, главным образом, для печатания обоев, упаковки с несложными рисунками, тетрадей, т.е. там, где не требуется высоколиниатурная растровая печать.

Изготовление флексографских форм по технологии CtP с применением маскированных фотополимеров получило широкое распространение на предприятиях флексографской печати для создания высококачественной печатной продукции.

В качестве основы маскированных фотополимеров используются хорошо отработанные фотополимеризующиеся композиции, зарекомендовавшие себя как в печатном процессе, так и при изготовлении печатных форм. Главной отличительной особенностью этих формных материалов является наличие тонкого (несколько микрометров) черного масочного покрытия, имеющего высокую оптическую плотность. Это покрытие при экспонировании в рекордерах инфракрасным лазером удаляется с поверхности формной пластины. В результате на поверхности создается негативное изображение, необходимое для последующего экспонирования УФ-источником света и обработки фотополимерной копии. Поскольку маскированные фотополимеры разработаны на основе традиционных фотополимеров, используемых в флексографии, процесс их обработки такой же.

На рис. 3.2 показана последовательность операций изготовления флексографской формы на пластине, содержащей масочный слой 1, слой фотополимера 2 и подложку 3. После удаления лазером масочного слоя в местах, соответствующих печатающим элементам, экспонируется прозрачная подложка с целью создания фотополимерной подложки. Экспонирование для получения рельефного изображения осуществляется через созданное из масочного слоя негативное изображение. Затем проводится обычная обработка, состоящая из вымывания незаполимеризовавшегося фотополимера, промывки, доэкспонирования с одновременной сушкой.

Рис. 3.2 Технология получения флексографской печатной формы, использующая прямую запись изображения на формный материал

Сокращение технологического цикла изготовления форм в виде отсутствия фотоформ позволяет не только упростить допечатный процесс, но и избежать тех причин снижения качества, которые прямо связаны с использованием негативов при изготовлении традиционных печатных форм:

-отсутствуют проблемы, возникающие вследствие неплотного прижима фотоформ в вакуумной камере и образования пузырей при экспонировании фотополимерных пластин;

-нет потерь качества форм вследствие попадания пыли или других включений;

-не происходит искажения формы печатающих элементов из-за низкой оптической плотности фотоформ и так называемой «мягкой» точки;

-нет необходимости работать с вакуумом;

-профиль печатающего элемента оптимален для стабилизации растискивания и точной цветопередачи.

При экспонировании монтажа, состоящего из фотоформы и фотополимерной пластины, в традиционной технологии свет, прежде чем достичь фотополимера, проходит через несколько слоев: серебряную эмульсию, матированный слой и основу пленки, стекло вакуумной копировальной рамы. При этом свет рассеивается в каждом слое, а также на границах слоев. В результате растровые точки получают более широкие основания, что приводит к увеличению растискивания. В отличие от этого при экспонировании лазером маскированных флексографских пластин нет необходимости создавать вакуум и отсутствует пленка. Практически полное отсутствие рассеяния света означает, что изображение с высоким разрешением на слое-маске точно воспроизводится на фотополимере.

При записи изображения с помощью лазерных систем размер точки на маскированных фотополимерах равен, как правило, 15-25 мкм, что позволяет получать на форме изображения с линиатурой 180 lpi и выше.

Рис. 1.3 Принципиальная схема синтезирующего устройства лазерного формного автомата

Устройство работает следующим образом. Лазер 1, в качестве которого применяется газовый СО2 или твердотельный неодимовый ND YAG-лазер средней мощности, создает пучок излучения. Пучок, отражаясь от зеркал 2 и 3, проходит через первую линзу 4 двухлинзового коллиматора и попадает в электрооптический модулятор 5. Модулятор 5 под действием электрических сигналов от блока управления изменяет интенсивность лазерного излучения в зависимости от характера записываемого изображения. Затем лазерный пучок проходит вторую линзу 6 коллиматора, отражается от зеркала 7 и фокусируется линзой 9 на поверхности формного материала, расположенного на формном цилиндре 11. Зеркало 7 и фокусирующая линза 9 находятся в синтезирующей головке 8, которая при вращении ходового винта 10 перемещается вдоль образующей цилиндра 11. При вращении формного цилиндра 11 осуществляется запись растровой строки изображения (строчная развертка) по окружности цилиндра, а за счет перемещения синтезирующей головки 8-- последовательный переход с одной растровой строки изображения на другую (кадровая развертка). В результате воздействия лазерного излучения на формный материал изготовляется печатная форма.

1.2 Изготовление упругих печатных форм способом лазерного гравирования

Потребность в бесшовных (бесстыковых) флексографских печатных формах стимулировала разработку методов их изготовления гравированием на заранее обрезиненном валу. В начале использовали электронно-механические системы гравирования, затем стали использовать лазерную технологию, которая к настоящему времени вытеснила другие способы гравирования. Изготовленные флексографские печатные формы с бесконечным изображением можно использовать в производстве обоев, различных текстур, линованной бумаги, упаковочной продукции, бланков, этикеток и другой печатной продукции.

Первым этапом получения печатных форм является изготовление формного вала. Изготовление вала включает следующие операции: удаление старого резинового слоя с металлического сердечника, очистку поверхности сердечника (например, при помощи пескоструйного аппарата), нанесение адгезива, наложение покрытия из сырой резины, бандажирование (обтягивание лентой), вулканизацию, размотку бандажа, обработку покрытия вала (шлифование).

При выборе вида резинового покрытия необходимо учитывать последующее воздействие связующего красок, смывочных составов.Это углеводороды, вода, минеральные масла, спирты, эфиры и кетоны. Необходимо также учитывать назначение будущей печатной формы -- характер выпускаемой продукции и характер воспроизводимого изображения, т.е. выбрать резину в интервале твердости от 40 до 80 ед. А по Шору. Бесконечное изображение гравируется на резиновом формном цилиндре, отшлифованном так, чтобы длина его окружности была равной заданной длине оттиска. При гравировании углубляются пробельные элементы, а печатающие элементы остаются в пределах отшлифованной поверхности. Глубина гравирования может быть отрегулирована в пределах до 5 мм. Поскольку отсутствует прессование печатной формы, отсутствует и усадка, что создаст предпосылки для точного воспроизведения изображения и высокой точности приводки при многокрасочной печати.

В настоящее время применяются два варианта лазерного гравирования флексографских печатных форм.

Система с маскированием (прямой способ)

Процессом гравирования управляет металлическая маска, полученная на поверхности резины Этот способ позволяет удовлетворить самые широкие потребности во флексографских печатных формах. Название метода говорит о том, что процесс гравирования изображения управляется металлической маской без участия электронного блока считывания. Способ доступен для контроля на всех этапах производства. Гравирование может осуществляться с повышенной скоростью (без опасности получения нерезкости изображения из-за увеличения скорости подачи).

Форма гравированного рельефа удовлетворяет требованиям флексографской печати. Печатающие элементы имеют шлифованную поверхность и четкие края, их боковые стороны перпендикулярны основанию. Четкость печати не снижается из-за небольшого износа или коррекционной шлифовки печатающей поверхности.

Основными этапами в производственном процессе лазерного гравирования с маскированием являются: изготовление фотоформ, обрезинивание формного цилиндра, шлифовка резины, изготовление гравировальной маски, лазерное гравирование, удаление маски и контроль качества формы.

Для изготовления печатных форм необходимы полноформатные фотоформы. Они копируются в масштабе 1:1. Для покрытия цилиндра используются резины, -обладающие следующими свойствами: стойкостью к истиранию, твердостью в интервале от 40 до 80 ед. по Шору, красковоспри-имчивостью и краскоотдачей, стойкостью к старению, гомогенностью сырой смеси, отсутствием инородных включений, хорошим сцеплением (по всей толщине покрытия) с корпусом вала, стойкостью к воздействию печатных красок.

После шлифовки поверхности цилиндра она за один рабочий ход целиком обтягивается защитной металлической фольгой, края которой соединяются встык Образуется бесконечная, так называемая «гравировальная маска». Затем эта маска покрывается копировальным слоем. Далее следуют копирование с фотоформы, проявление и ретушь ставшего видимым рисунка. Заключительным в изготовлении гравировальной маски является процесс травления, длящийся 2-3 мин. После этого все печатающие участки оказываются защищенными металлом, а на всех пробельных участках поверхность резины остается открытой воздействию лазерного излучения. Благодаря маске получается гравированное изображение с четкими краями.

Из многих различных типов лазеров наиболее подходящим для изготовления флексографских печатных валов является лазер на углекислом газе СО2. Лучи лазера, испаряющие незащищенную резину с поверхности цилиндра, имеют диаметр 1 мм и температуру около 13000°С.

Последней операцией в изготовлении печатного вала является удаление гравировальной маски с его поверхности. После пробной печати, заключительного контроля и, если требуется, окончательного шлифования вал готов к использованию.

Сканерная система (косвенный способ)

При этом способе процессом гравирования управляет вал с изображением. Маска здесь не требуется, но необходимо изготовление сканируемого валика (валика с изображением). Электронное устройство считывает этот валик и управляет лазерным лучом посредством импульсов.

По сравнению с прямым способом здесь недостатком является некоторая нерезкость краев изображения. При выборе небольшой подачи зубчатость краев изображения незначительна, однако продолжительность обработки существенно возрастает.

При разрушении резины физическим методом (лазерным лучом) воздействие на окружающую среду проявляется в виде пыли и запаха. Защитные меры состоят в том, что продукты испарения резины отсасываются непосредственно из зоны гравирования и затем осаждаются в мокром пылеуловителе. Запах нейтрализуется химическим путем.

Печатные валы, изготовленные прямым или косвенным способом гравирования, отличаются от флексографских формных цилиндров с наклеенными формами следующим.

1. Машинное гравирование позволяет получать рисунок без искажений, имеющих место при наклейке форм, что обеспечивает точную приводку.

2. Гравированное изображение занимает всю поверхность материала и не имеет стыков, поэтому при смывке вала (мягкой щеткой) не возникает затруднений

3. Боковые поверхности элементов изображения гравируются почти под прямым углом. Это обеспечивает четкую печать, хороший краскоперенос даже при высоковязких красках. Поскольку отпадают ручные операции, такие как наклейка резиновых пластин с соблюдением точной приводки или их выравнивание шлифовкой оборотной стороны, то этот метод можно назвать более рациональным по сравнению с изготовлением печатных форм методом прессования.

1.3 Упругие фотополимерные печатные формы

Фотополимерная композиция, как правило, содержит смесь из полиамидных смол в качестве основного компонента, мономеры -- акриловую кислоту и диакрила-тэтиленгликоль, фотосенсибилизаторы -- бензол и бензофенон, ингибиторы -- гидрохинон и краситель метиленовый синий. Растворителем служит 80%-й этиловый спирт. После полива такой композиции на металлическую (алюминий, сталь) или полиэфирную основу и ее высушивания она экспонируется источниками ультрафиолетового (УФ) света. Под действием УФ-источника света сенсибилизатор распадается на свободные радикалы, которые являются инициаторами полимеризации. Полимеризация приводит к сшиванию (в том числе -- поперечному) полимеров по двойным связям и реакционноспособным группам, в результате чего слой перестает вымываться проявляющим раствором. Фотополимеризующийся слой находится в полусухом состоянии, миграция (диффузия) стабилизатора в нем затруднена, а действие ингибитора резко обрывает процесс. По этой причине полимеризация имеет место лишь в освещаемых участках и не распространяется на необлученные участки слоя.

Технология изготовления флексографских фотополимерных печатных форм отличается простотой и основана на экспонировании через негатив фотополимера и вымывании незаполимеризованных участков.

1.4 Особенности изготовления фотоформ

В качестве фотоформ во флексографской печати используют негативы, которые необходимы для переноса изображения с оригинала на печатные формы Качество негатива определяется процессом репродуцирования, под которым понимают всю область фотографических, фотомеханических и электромеханических способов переноса текстовых и изобразительных элементов оригинала на печатную форму.

Репродуцирование -- это допечатный процесс, в ходе которого не только воспроизводится оригинал, но и компенсируются вредные факторы печатного процесса (растискивание, количество переносимой краски и др.) для того, чтобы полученные оттиски в максимальной степени соответствовали оригиналу.

Оригинал -- это изобразительный и текстовой материал, предназначенный для последующего воспроизведения средствами печатной техники. Исходя из этого, оригинал, с одной стороны, должен удовлетворять требованиям технологии последующего воспроизведения, а с другой -- нести вполне определенное содержание, удовлетворяющее потребности потребителя продукции. Принимая оригинал для последующего воспроизведения, необходимо хорошо представлять себе, что получится после печатания. Оригиналы должны отвечать определенным требованиям Элементы рисунка и текста на оригинале должны иметь одинаковую и достаточную плотность. Элементы рисунка не должны располагаться близко друг к другу (не ближе 0,75 мм), а размер шрифта не должен быть меньше 6 пунктов. Нежелательно на одной форме располагать большие плашки и полутона

Поскольку флексографская печать -- разновидность высокой печати, то на все участки печатной формы может быть нанесен одинаковый слой печатной краски, так как при воспроизведении полутоновых изображений их превращают в микроштриховые методом растрирования. Форма растровых точек может быть различной, однако чаще всего используют точечный растр, называемый автотипным. Выбор линиа-туры растра для флексографской печатной формы зависит от назначения продукции, сюжета оригинала, запечатываемого материала, линиатуры анилоксного вала, наличия ракеля, краскопереноса, скорости печати, а также принятой технологии изготовления печатных форм.

При изготовлении цетоделенных фотоформ для воспроизведения изображений способом флексографской печати следует определять и учитывать необходимые компоненты.

Разность между площадью растровой точки на фотоформе и площадью растровой точки на тиражном оттиске учитывается какрастискивание (увеличение). Это не постоянная величина, а сумма различных допусков и отклонений. Она зависит от конкретных условий. Вследствие этого традиционная характеристика печатного процесса в конкретных условиях имеет свою специфику и относится только к тому типу печатных машин и к тому процессу, которые использовались при печатании конкретного заказа.

Для определения компенсационных показателей необходимо учитывать следующие факторы:

1. Печатные формы (размерные отклонения клише, матриц, резины, фотополимерных пластин).

2. Способ крепления печатных форм на валы машин и применяемые материалы.

3. Конструкцию печатной секции и красочного аппарата печатной машины.

4. Характеристику растрированного вала (линиатура, коэффициент перемычек и объем ячеек).

5. Печатную краску (коэффициент переноса, значение оптических плотностей)

6. Запечатываемый материал (оптические свойства, структура поверхности, отклонения по толщине).

1.5 Особенности технологии изготовления цилиндрических фотополимерных форм

Цилиндрические фотополимерные формы, полученные по масочной технологии, расширяют рамки флексографской печати, создавая возможности для печатания продукции с «бесконечным» изображением, например, упаковочной или др. Благодаря масочной технологии с использованием цилиндрических фотополимерных форм удается достичь более высокого качества печати, в том числе, за счет лучшей приводки. Кроме того, при изготовлении таких печатных форм не требуется производить компенсацию искажений из-за растяжения формы, так как изображение наносится на цилиндрическую поверхность.

Реализация технологии изготовления цилиндрических форм, известная, как технология «компьютер -- гильза» (от англ. -- computer-to-sleeve), обеспечивается при использовании «рукавных» структур, состоящих из гильзы с толщиной стенок 0,7 мм, ФПС и верхнего масочного слоя. Такие структуры изготавливаются на специализированных предприятиях из пластинчатых ФПП, которые предварительно экспонируются с оборотной стороны. После раскроя по размерам, пластины монтируются встык, края стыков сплавляются, шлифуются и затем на поверхность «рукавного» материала наносится масочный слой. Различные типы «рукавных» структур отличаются толщиной ФПС. Использование гильз с компрессионными (от лат. -- compression -- сжатие) свойствами, позволяет осуществлять печатание без большого растискивай ия. Это связано с тем, что элементы различных размеров (мелкие печатающие элементы и плашка), размешенные на одной форме, создают различное удельное давление и обеспечивают разное сжатие участков гильзы.

Технологический процесс изготовления печатных форм происходит по схеме получения флексографских форм на формных пластинах с масочным слоем, но при этом экспонирования оборотной стороны не требуется. К особенностям процесса, как и в аналоговых технологиях, относится использование для изготовления форм оборудования для круговой обработки цилиндрических формных материалов. Для реализации технологии существует также возможность создания единой автоматизированной линии по изготовлению флексографских форм на гильзе с помощью сопряжения устройства для записи изображения на масочный слой и оборудования для дальнейшей обработки экспонированного материала. Изготовленные по такой технологии печатные формы обладают твердостью до 65 единиц по Шору А, и позволяют воспроизводить изображения в интервале градаций с S01" от 1 до 98%, при этом размер минимально воспроизводимой отдельно стоящей точки равен 125 мкм и ширина штриха -- 75 мкм.

1.6 Гравировальные устройства

Основной особенностью этих устройств является то, что в них используется стационарный лазерный источник и подвижный барабан, который обеспечивает перемещение формного материала перед лазерным лучом. Они оснащены одним или несколькими лазерными источниками мощностью по 250-300 Вт каждый. Практическое применение в этих устройствах находят лазеры на СО;, а также твердотельные и волоконные лазеры. Благодаря использованию акусто-оптических модуляторов обеспечивается возможность фокусировки лазерного луча до размера в диаметре 20-25 мкм. Соответственно, получаются растровые точки с S0™, равной 1-2% при линиатуре растрирования 60 лин/см, и отдельно стоящие минимально воспроизводимые точки в 20 мкм. Использование лазеров, дающих излучение в ближней ИК-области спектра позволяет осуществлять гравирование изображения с линиатурой 70 лин/см и более, благодаря возможности получения лазерного пятна меньшего размера.

В существующих моделях гравировальных устройств разрешение записи свободно регулируется в диапазоне от 1270 до 2032 dpi. В таких устройствах может быть задана глубина гравирования, а также другие параметры, которые позволяют изменить крутизну профиля гравируемой ячейки. Кроме трехмерного контролируемого гравирования существует также возможность понижения высоты части растровых элементов на форме (рис. 3.5). Это приводит к снижению их растаскивания в процессе печатания и позволяет одновременно воспроизводить на одной форме плашечные, растровые и штриховые элементы.

Рис. 3.5 Микрофотография флексографской формы, изготовленной гравированием

Гравировальные устройства различных типов комплектуются таким образом, чтобы их можно было перестраивать с гравирования одним лучом на работу с несколькими лучами с различной мощностью. Они гравируют материал на различную глубину, обеспечивая формирование крутых боковых граней печатающих элементов. Использование двух лазеров, один из которых действует в верхней части будущего печатающего элемента (подрезает его), а другой гравирует основание печатающего элемента, позволяет получить печатающие элементы различной высоты хорошо закрепленные на основании. Это обеспечивает тиражестойкость форм до 4 млн. отт.



2. Описание и расчет привода

Полиграфическое производство оснащено различным технологическим оборудованием, выполняющим допечатные, печатные и послепечатные процессы. Для приведения в действие этого оборудования необходим источник механической энергии. Основным источником механической энергии во всех отраслях народного хозяйства, в том числе и в полиграфии, является электромеханический преобразователь - электродвигатель. В силу большого разнообразия по своему составу технологические процессы полиграфии требуют управляемый источник механической энергии, поэтому для этой цели применяются регулируемые электроприводы постоянного и переменного токов. Основу таких электроприводов составляет электродвигатель, режимы которого должны реализовать алгоритмы работы технологической машины. Работа технологической машины характеризуется скоростной и нагрузочной диаграммами движения всех ее узлов и механизмов, что, в конечном счете, с определенной точностью выполняется электродвигателем (электроприводом). Для этого он должен соответствовать технологическому процессу по своим энергетическим показателям, по способам и методам управления. Таким образом, при создании электромеханического источника энергии следует выполнить правильный выбор электродвигателя и системы управления им. Первым этапом является выбор электродвигателя по конкретным режимам работы машины, механизма, вторым - системы управления этим двигателем.

Как правило, для выполнения качественного технологического процесса требуется регулирование нескольких координат на различных этапах работы электропривода. Формирование и регулирование координат, т. е. формирование электромеханических свойств электропривода принципиально может выполняться в разомкнутой или замкнутой системах.

Для количественного определения предъявляемых к регулируемому электроприводу требований и для сопоставления между собой возможных способов регулирования используются обобщенные основные показатели качества регулирования. К ним относятся:

- диапазон регулирования;

- плавность регулирования;

- точность регулирования;

- динамические показатели качества управления и регулирования;

- экономичность регулирования (энергетические показатели).

Первых три показателя используются для оценки установившихся режимов работы электропривода, два последних комплексных показателя - для оценки динамических процессов в нем.

Выбор двигателя по мощности выполняется или методом средних потерь или методами эквивалентирования (методом эквивалентной мощности, методом эквивалентного момента, методом эквивалентного тока) [2]. Для предварительного выбора электродвигателя по мощности при данной нагрузочной диаграмме воспользуемся методом эквивалентного момента.

Определим момент за время одного оборота. Для этого определим момент трения в опорах, по формуле:

(2.1)

Где Q приведенная нагрузка на опору, Н; - приведенный коэффициент трения; приведенный радиус трения.

(2.2)

(2.3)

, (2.4)

, (2.5)

; ;

;

,

Рис 2.2 Схема нагружения оси в радиально упорных опорах качения

Затем определяется расчетная мощность - Ррасч = КМтрщтехн, где К = 1,05-1,1 коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев двигателя за время возможных переходных процессов(в рассматриваемом случае случае К = 1), а щтехн=щп.п i=3141=314 рад/с - значение скорости вала двигателя, необходимое для обеспечения номинальной производительности.

Следовательно, Ррасч = 6,831,4=223,52 Вт. Из каталога по полученному значению Ррасч и технологическому значению скорости выбирается двигатель при соблюдении условия:

(2.6)

Рном =0,25 кВт; nном = 3000 об/мин (щном = 314 рад/с); Мном = Рном /щном= 250 / 31,4 = 7,9 Нм; Uном = 380 В; Uвозб = 220 В; Iя = 5 А; зном = 68%.

Все режимы работы двигателя осуществляют его нагрев, поэтому в дальнейшем следует пользоваться сопротивлением обмотки якоря в нагретом состоянии (у выбранного двигателя класс изоляции допускает tнагр = 115°С)

Проведенный расчет позволяет выбрать двигатель: асинхронный двигатель АИР56В2 с исполнением M2081.

АИ - асинхронная унифицированная серия;

Р - привязка мощностей к установочно-присоединительным размерам по РС 3031-71;

56 - габарит, мм;

В - длина сердечника;

1 - число полюсов(2,4);

2 - климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69.



3. Выбор муфты

Муфты служат для продольного соединения двух деталей привода, связанных общим крутящим моментом. Тип муфты выбирают в соответствии с предъявляемыми к ней требованиями (например, уменьшение динамических нагрузок, предохранение от перегрузок, компенсация отклонений от соосности и др.).

Все муфты стандартизированы и выбираются в зависимости от условий эксплуатации, величины расчетного крутящего момента и диаметров соединяемых валов.

Tp=K·TH, (5.1)

где Tp - расчетный крутящий момент, Н·м;

TH - номинальный момент на валу, определяемый кинематическим расчетом приводом TH =8,1;

K - коэффициент, учитывающий режим работы привода.K=1,1

В курсовой работе использовалась сильфонная муфта типа ЛИР-825-10-10, с крутящим моментом до 10 . Как видно из формулы 5.1 , что подбор муфты выполнен верно и она выдержит нагрузки возникающие в при передаче крутящего момента.



Рис 5.1 Сильфонная муфта



4. Расчет мощности лазера для изготовления печатных форм

Некоторые процессы изготовления печатных форм основаны на лазерной обработке формного материала путем прямого гравирования печатных элементов.

Во-первых, предполагается, что толщина d и температуропроводность К таковы, что температура во всех точках одинакова в любой момент времени данного процесса, у которых AKt/d2 ».

Пользуясь обозначениями, данными в табл. 7.2, можно записать увеличение температуры в следующем виде:

(4.1)

где функция вида erfcx является дополнительным интегралом вероятностей; J0 ,J-- соответственно падающий и поглощенный тепловые потоки.

В качестве выжигаемого слоя выберем материал изопрен. Исходные данные:

; ; ; ; ; ; ; ; ; .

Найдем время t,с:

(4.2)

Определим функцию дополнительного интеграла вероятностей:

(4.3)

Найдем значение пороговго потока:

(4.4)

Подставляем формулы 2, 3, 4 в формулу1и получаем значение температуры пленки:

При определении потока лазерного излучения J0, падающего на формный материал, необходимо учесть коэффициент отражения R. Коэффициент отражения показывает, какая часть падающего излучения отражается от поверхности и не участвует в ее нагреве:

(4.5)

Мощность лазерного излучения, с учетом коэффициента светопропускания т оптической системы сканирующего устройства составит:

(4.6)

Мощность лазера:

(4.7)

Полученной мощность лазера (68 Вт) вполне хватает для выгравировки изображений на форме флексографской печати.



Заключение

В результате проделанной работы был подобран асинхронный электродвигатель. Исходя из крутящего момента на валу двигателя была подобрана сильфонная муфта удовлетворяющая этому условию. Расчет мощности лазера дал понять попадает ли мощность нашего лазерного устройства для создания фотоформ.

В результате работы гравировальное устройство позволяет более быстрее создавать фотоформы, что дало большую производительность. И улучшилось качество создания фотоформ: увеличилась тиражестойкость одной единицы продукции, из чего следует что и рентабельность поднимется.

фотополимерный лазер печатный



Список использованной литературы

1. Самарин Ю.Н., Допечатное оборудование. М:Москва, 2002.

2. Барташевич С.А. и др., Проектирование полиграфических машин и систем обработки информации. Минск, 2010.

3. Дулевич А.Ф. и др., Детали машин и основы конструирования. Минск, 2004.

Размещено на Allbest.ru

...