Моделирование работы пресса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Описание оборудования и технологического процесса прессования сфальцованных тетрадей

Всю сфальцованную продукцию перед дальнейшей обработкой необходимо спрессовать, чтобы увеличилась остаточная деформация бумажных волокон, расположенных по сгибу. В противном случае возможно частичное восстановление бумажных волокон, что вызывает некоторое утолщение в местах сгибов тетрадей.

Кроме того, при фальцовке в петлях между листами образуются воздушные прослойки, которые также утолщают сгиб, что отрицательно влияет на качество и долговечность готовой продукции. Поэтому операции прессования полуфабрикатов должны занимать ведущее место в процессе изготовления и обработки блока.

Первой операцией прессования является прессование сфальцованных листов (тетрадей), что совершенно необходимо для того, чтобы обеспечить нормальную работу оборудования на всех последующих операциях технологического процесса.

Для удобства хранения и транспортировки сфальцованную продукцию (тетради) упаковывают в пачки, а затем пачки подвергают прессованию. Режим прессования (удельное давление и время) зависит от числа сгибов и их расположения в тетради, а также от толщины фальцуемого листа. Установлено, что удельное давление при прессовании тетрадей должно находиться в пределах от 1 до 3 кГ/см2, так как давление менее 1 кГ/см2 не уменьшает в достаточной степени упругих деформаций бумажных волокон, а давление более 3 кГ/см2 не улучшает качества прессования и может вызвать отмарывание краски [1].

Кроме соблюдения установленных режимов прессования, большое влияние на качество продукции оказывает и правильное положение тетрадей в пачках при прессовании. Тетради в пачке следует укладывать привертками; количество тетрадей в привертке зависит от объема тетради.

Привертки в пачке должны располагаться корешковыми и верхними (головочными) сгибами в разные стороны в том случае, если тетради лежат на прессующей поверхности; если же они в прессовальной установке располагаются корешком вниз, то привертки не следует раскладывать корешками в разные стороны.

Для прессования тетрадей с одновременной их упаковкой в пачки используются паковально-обжимные прессы различных конструкций.

По принципу привода поверхностей, осуществляющих давление, паковально - обжимные прессы делятся на ручные, механические (ОП-1 и ОП-2) и пневматические (БМП).

По положению пачки тетрадей в прессе они подразделяются на горизонтальные, вертикальные и наклонные.

Наилучшее качество прессования и одинаковую степень спрессованности всех пачек данного тиража обеспечивают пневматические прессы; которые отличаются плавным включением подвижной плиты, постепенным нарастанием давления.

Недостатком таких прессов является необходимость наличия на предприятии пневматической установки для подачи сжатого воздуха.

По окончании прессования пачки тетрадей обвязывают специальной тесьмой, под которую подкладывают фанерные дощечки, равные формату тетради, для того, чтобы тетради не мялись и не рвались.

При точном соблюдении требуемых режимов прессования и правильных приемов работы обжатые тетради будут отвечать всем предъявляемым к ним требованиям.

технологический сфальцованный тетрадь пресс

2. Описание оборудования и технологического процесса прессования готовых книг

Готовые книги подвергают прессованию в целях уплотнения блоков, обес-печения надежной приклейки форзацев ко всей поверхности крышек, а также предотвращения коробления крышек. Прессование рекомендуется проводить сразу же после вставки блоков в крышки. Режим прессования (удельное давление и продолжительность выдержки) зависит от состава клея, использовавшегося при вставке блоков в крышки, от материала, из которого изготовлены крышки, а также от того, как прессуются книги - пачками или по одной. Из практики известно, что при прессовании книг пачками давление должно быть ~4-5 кгс/см, а при прессовании их по одной~0,5-1 кгс/см (~0,4-0,5 и 0,05-0,1 МПа соответственно).

Продолжительность выдержки книг под давлением зависит от скорости удаления влаги из клеевого слоя. Использование синтетических быстросохнущих клеев на операции вставки позволяет сократить продолжительность выдержки книг пол давлением, но до определенного предела, так как при чрезмерно малой выдержке книги не успевают приобрести необходимой плотности. При прессовании книг в пачках продолжительность выдержки обычно составляет 4-16 ч.

При вставке блоков в крышки карбоксиметилцеллюлозным или крахмальным клеями между форзацами и переплетной крышкой в каждую книгу наиболее распространенных форматов изданий (от 70x90/32 до 84х 108/16) вместе с клеем вносится от 4 до 12 г. воды при машинной и от 5 до 15,5 г при ручной вставке. Такое значительное одностороннее увлажнение форзацев и картонных сторонок (до 145 г./м2) неизбежно приводит к короблению переплетной крышки, если к и ш а в процессе естественной сушки будет находиться в свободном состоянии. Чтобы избежать коробления сторонок переплетной крышки, повысить плотность и прочность приклейки форзацев и клапанов корешкового материала с переплетной крышкой, устранить воздушные пузыри по поверхности склейки и повысить компактность издания, сразу же после вставки блоков в крышки выполняю прессование и сушку книг в зажатом состоянии [2].

Сразу же после вставки значительная часть влаги клея отфильтровывается пористым картоном сторонок крышки, мигрирует в сторону наружной поверхности переплетной крышки вследствие капиллярной диффузии и под действием градиента влагосодержания. Миграция этой части влаги обычно не распространяется за пределы лицевого покрытия покровного материала переплетной крышки, так как оно чаще всего влагонепроницаемо и соприкасается с таким же покрытием других экземпляров книг стопы или с обжимной плитой пресса или каретки. Если использовалась покровная ткань с нитропокрытием (ледерин), то влага, проникшая в картон сторонок со стороны форзацев, не находит выхода наружу из-за непроницаемости нитропленки и длительное время остается в картоне крышек. Основная масса влаги в этом случае уходит внутрь блоков. Если же сторонки крышек оклеены тканью с крахмальным покрытием (коленкор) или обложечной бумагой, то влага удаляется быстрее. Поэтому движение влаги в этом направлении происходит до тех пор, пока влагосодержание картона и покровного материала станет равномерным, а потенциалы влагосодержания материалов - одинаковыми. В дальнейшем влага будет перемещаться в противо - положном направлении, к центру книжного блока.

Движение влаги клея внутрь блока первоначально затруднено, так как этому с каждой стороны книги препятствуют по два листа форзаца, состоящих из относи-тельно толстой клееной бумаги, труднопроницаемой для воды. По мере намокания листов форзацев начинается миграция влаги внутрь блока, вплоть до выравнивания влагосодержания и потенциалов влагосодержания всех материалов.

Этот процесс не является сушкой в полном смысле слова, так как только часть влаги удаляется через обрезы, а значительная ее часть равномерно распределяется в толще материалов переплетной крышки и блока, всего на 0,5-3,0% (в зависимости от толщины блока и картона) повышая среднее влагосодержание книги.

Наибольшее влияние на продолжительность прессования оказывают: толщина блока, природа клеящего вещества и содержание в нем влаги, толщина клееого слоя, свойства и относительная влажность бумаги и картона, а также микроклимат в цехе.

Если фронт влаги в процессе влагопереноса перемещается в соседний слой материала такой же толщины и массы сухого вещества, то влагосодержание и градиент влагосодержания обеих слоев по отношению к соседним фронтальным слоям понижается вдвое. Из этого вытекает, что при изотермическом процессе скорость миграции влаги понижается, а продолжительность ее перераспределения возрастает прямо пропорционально толщине блока.

Относительно тонкие книги I и II групп по толщине блока прессуют на прессах К-14-К кратковременно, в течение 5-15 мин. Длительное прессование тонких книг ожет привести к склеиванию листов из-за вытеснения клея на обрезы, а в случае прессования книг в переплетных крышках типа 5 - к склейке бумажных покровных сторонок. Толстые книги III и IV групп по толщине блока выдерживают в спрессованном виде в течение 4-8 ч - прямо пропорционально толщине книжного блока. Каждый сантиметр толщины блока требует примерно 2-часовой выдержки.

Скорость движения влаги в печатной бумаге зависит от ее проклейки, а также от объемной массы и других показателей, определяющих ее пористость. В клееных бумагах, плохо смачиваемых водой, движение влаги затруднено. Книги, отпечатанные на офсетных бумагах, альбомы и атласы, отпечатанные на иллюстрационных и картографических бумагах, требуют значительно большей выдержки под прессом, чем издания, отпечатанные на неклееных типографских бумагах и бумагах для глубокой печати.

Большое влияние на качество прессования книг оказывает высота пачек, которая зависит от формата и объема книг. При средних объеме и формате книг высота пачки должна быть не более 35-50 см. При необходимости прессовать книги большими пачками их укладывают ярусами по пять штук и между ярусами прокладывают де - ревянные доски (рисунок 1). Книги в пачке укладывают корешками в разные стороны. Если же в книге много сфальцованных приклеенных элементов, со стороны переднего поля рекомендуется прокладывать картонные полоски для выравнивания давления.

Одностороннее увлажнение неизбежно вызывает скручивание и коробление бумаги и переплетных материалов, если процесс их сушки происходит в свободном состоянии. Величина коробления переплетных крышек в готовых книгах повышается, если используются клеи с большим влагосодержанием, для крышек изданий большого формата применяется тонкий картон, а при тонком картоне относительно толстые (100 и 120 г./м~) обложечная и офсетная бумаги в качестве покровного материала, сокращается время выдержки книг в зажатом состоянии.

Величина коробления крышек может быть уменьшена на стадии проектирования технологического процесса - при выборе материалов для крышек и клеев и в процессе изготовления переплетных крышек. При беспоправочной вставке рекомендуется использовать дисперсионные клеи, применение которых значительно уменьшает величину коробления. В случае досушки книг в фурах и на поддонах стопу книг следует придавливать доской из ДСП, чтобы верхние сторонки крышек плотно прилегали к своим блокам.

Большие затруднения возникают при укладывании в пачки книг с контренным тиснением на переплетных крышках. В этом случае для сохранения рельефного изображения между книгами следует прокладывать картонные сторонки с высечен - ными отверстиями по формату рельефа. Толщина картона при том должна быть больше высоты рельефного рисунка не менее чем на 0,5 мм. Картонные сторонки для прокладки рекомендуется оклеивать бумагой. Чтобы на форзаце и верхних листах книги не оставалось следов от рельефного изображения, под форзацы рекомендуется подкладывать картон пресс-шпон [3].

3. Обзор технических решений по построению прессов для полуфабри-катов и книжной продукции

Прессование книг на полиграфических предприятиях проводят в специальных установках, называемых прессами.

Отечественная промышленность выпускает пневматический пресс IIC-2 и винтовой пресс БКП-7 (ЗБПК-7) с электроприводом.

Пневматический переплетный пресс ПС-2 (рисунок 1.1) предназначен для прес - сования готовых книг на предприятиях, выпускающих книги массовыми тиражами. Пресс имеет подвижную плиту 5 и нижнюю неподвижную 4. Верхняя плита перемещается при помощи сжатого воздуха, поступающего по трубопроводу 6 в цилиндр 7. Пресс имеет две колонны 8 с направляющими, по которым перемещается верхняя плита. Пресс включают рукояткой 9, давление проверяют по манометру 10. Нормальному давлению при прессовании книг соответствуют показания манометра 0,3-0,4 МПа (3-4 атм.).

Для увеличения пропускной способности пресса и сохранения нормального режима прессования готовых книг используют специальные каретки. Каретка имеет две плиты 1 и 3, соединенные тягами. Между плитами каретки укладывают пачки 2 книг и прокладывают их досками. Каретку устанавливают на нижнюю плиту пресса и загружают книгами, затем опускают верхнюю плиту и прессуют книги. Для этого верхнюю и нижнюю плиты каретки под давлением соединяют тягами и закрепляют. Каретки с зажатыми в них книгами перемещаются специальным транспортером по цеху в течение установленного времени до места распрессовки. При отсутствии транспортера каретки с наклеенными ярлыками для соблюдения очередности распрессовки устанавливают в определенное место. Каретку следует загружать не более чем за 4 мин. Продолжительность выдерживания книг в каретке 3-4 ч.

Каретка может иметь различные размеры. При наличии транспортера высота каретки обычно не превышает 50 см; по ширине ее укладывают две стопки книг.

Использование кареток значительно увеличивает пропускную способность пресса и позволяет проводить прессование книг при правильном режиме.

Винтовой переплетный пресс БКП-7 с электроприводом служит для прессо-вания книг на небольших полиграфических предприятиях. Пресс БПК-7 (рис. 1.2) имеет нижнюю неподвижную плиту 1, на которую укладывают пачки книг, под-лежащих прессованию. Давление создается при перемещении верхней подвижной плиты 2, движение которой сообщает штурвальное колесо 3 или электромотор 4, которые связаны с винтом 5. При вращении винта 5 верхняя плита поднимается или опускается, скользя по колоннам 6. В верхней части колонны соединены тра-версой 7, в которой укреплена гайка 8 для винта 5. Пресс имеет незначительную пропускную способность, если учитывать необходимую продолжительность вы-держки. Книги в этом прессе выдерживают 5-15 мин, а затем перекладывают на стеллаж для высыхания, что нарушает режим прессования и снижает качество книг. Наличие в прессе электромотора облегчает труд обслуживающего персонала и обеспечивает нормальные условия прессования.

На полиграфических предприятиях, кроме прессов отечественного произ-водства, используются гидравлические прессы карусельного типа К-14-К (ГДР).

Пресс К-14-К имеет несколько гидроцилиндров 1 с поршнями, связанными с нижними подвижными плитами 2. Книги 3, разложенные корешками в разные стороны, в позиции загрузки 4 укладывают на нижнюю подвижную плиту пресса 2, которая, поднимаясь, зажимает пачку книг. Затем плита, совершив оборот вокруг своей оси, подает пачку к позиции распрессовки, находящейся рядом с позицией загрузки. Время прессования 10-19 мин. При использовании этого пресса книги окончательно высыхают на стеллажах так же, как при применении винтового пресса с ручным приводом. Преимущество пресса К-14-К в том, что вся партия книг прессуется при постоянном давлении. Такой пресс рекомендуется использовать только при условии применения на операции вставки быстросохнущих клеев, обеспечивающих полное высыхание за 30-40 мин.

4. Требования, предъявляемые к паковально-обжимным и блоко-обжимным прессам

Требования, предъявляемые к паковально-обжимным и блокообжимным прессам определяются непосредственно особенностями технологического процесса прессования полиграфической продукции и формулируюся следующим образом:

- создание технологически необходимого усилия прессования;

- возможность регулировки усилий прессования при изменении формата продукции и плотности бумаги; - удобство работы и выполнение ручных операций в минимальное время;

- обеспечение условий безопасной работы [4].

Размещено на Allbest.ru