Korea Ever-Power · Vodič za inženjering aplikacija
Puž i pužni točak za štamparske mašine i pogone za dovod papira
U ofsetnoj štamparskoj mašini, jedan par pužnih zupčanika radi nešto što nijedan drugi tip zupčanika ne može replicirati: pretvara rotacijsko kretanje u simultanu rotaciju i aksijalno pomicanje valjka za distribuciju boje - ravnomjerno raspoređujući film boje od 2 mikrona po širini valjka od 1.000 mm sa svakim okretom. Ovaj mehanizam oscilacije je skrivena geometrija iza svake oštre odštampane slike.
Štamparske mašine koriste parove pužnih zupčanika u dvije različite uloge koje nijedna druga primjena ne kombinuje. Prvo, mehanizam oscilacije valjka za tintu: pužni navoj zahvata spiralni žlijeb na valjku za distribuciju tinte, pretvarajući rotaciju u aksijalno kretanje valjka - ravnomjerno raspoređujući tintu po širini ispisa kako bi se spriječilo stvaranje traka. Drugo, pogon za dovod papira ili trake: pužni parovi pokreću valjke za transport papira precizno kontroliranom brzinom za tačnost registracije više boja unutar plus ili minus 0,05 mm. Dijagram mehanizma oscilacije tinte pokazuje kako geometrija pužnog navoja određuje hod i brzinu kretanja. Vibracije iz mreže pužnog zupčanika prenose se kroz niz tinte na površinu za ispis - čineći završnu obradu površine (Ra 0,2 do 0,4 µm) i tačnost zuba (DIN 5 do 7) ključnim za kvalitet ispisa. Pužni parovi štamparskih mašina rade pri većim brzinama (ulaz 1.500 do 3.000 o/min) i manjim opterećenjima (5 do 20 N·m) od većine industrijskih primjena pužnih zupčanika, stavljajući ih u režim precizne brzine, a ne u režim obrtnog momenta.
Dvije različite uloge pužnog prijenosnika u štamparskim mašinama
Za razliku od svake druge primjene u ovoj seriji (A01 do A17) gdje par pužnih zupčanika služi isključivo kao reduktor brzine, štamparske mašine koriste geometriju pužnih zupčanika na dva fundamentalno različita načina - i razumijevanje oba je neophodno za ispravnu specifikaciju.
Pogonski navoj zahvata spiralni žlijeb na valjku za distribuciju tinte. Kako se navoj okreće (pokreće ga zupčanik štamparskog cilindra), valjak s tintom se istovremeno okreće i aksijalno pomiče za 3 do 8 mm po okretu. Ova aksijalna oscilacija ravnomjerno raspoređuje film tinte po širini valjka, sprječavajući pojavu pojaseva gladovanja tinte. Puž ovdje funkcionira kao linearni bregasti pogon, a ne kao reduktor brzine. "Par zupčanika" je navoj puža i žlijeb valjka - a ne zasebni pužni točak.
Par puža i pužnog točka smanjuje brzinu motora na brzinu valjka za transport papira - konvencionalna funkcija smanjenja brzine. Par pužnih zupčanika za uvlačenje papira mora isporučivati izuzetno konzistentnu brzinu ispisa jer višebojni ispis registruje četiri odvojena otiska boja na istom listu unutar plus ili minus 0,05 mm. Varijacija brzine od 0,1 posto na valjku za uvlačenje papira proizvodi kumulativnu grešku registracije koja postaje vidljiva kao ivice boje nakon 3 do 5 dužina ispisa.
Mehanizam oscilacije valjka za tintu — kako geometrija pužnog navoja raspoređuje tintu
Mehanizam oscilacije tinte jedinstven je za štamparske mašine - nijedna druga industrija ne koristi geometriju pužnog zupčanika na ovaj način. Navoj puža djeluje kao spiralni greben koji se spaja sa odgovarajućim spiralnim žljebom obrađenim u rukavcu valjka za distribuciju tinte. Kako se puž okreće, navoj aksijalno gura valjak dok se valjak istovremeno okreće od kontakta trenja sa susjednim valjcima tinte u nizu tinte.
Donji dijagram prikazuje mehanizam u poprečnom presjeku i aksijalnom pogledu.
Poprečni hod S = 3 do 8 mm ├─────────────────────────────────────────┤ ═══════════════════════╗ ╔═════════════════════ DNEVNIK VALJKA ZA MASTILO ╚═══════════════════╝ KUĆIŠTE VALJKA ZA MASTILO (spiralni žlijeb) ↕ zahvatiti (nosi film tinte) │ [CRVNI NIT] │ Osa rotacije crva (okomito na valjak) Crv se okreće ──→ navoj aksijalno gura valjak ──→ valjak oscilira lijevo-desno za hod S po okretu Hod: S = korak puža × (ugao zahvata žljeba / 360°) Tipično: korak 6 mm × ugao 180° = Hod od 3 mm po poluokretu Puni ciklus oscilacije: ukupni hod pomicanja 6 mm (3 mm lijevo + 3 mm desno)
Zašto je oscilacija važna za kvalitet štampe. Bez aksijalnog osciliranja, valjak za distribuciju tinte prenosi tintu samo na fiksnoj kontaktnoj liniji sa svakim susjednim valjkom. Potrošnja tinte varira po širini otisnute slike (fotografija s tamnim područjima s lijeve strane koristi više tinte na lijevoj strani), a bez osciliranja, film tinte postaje neravnomjeran unutar 50 do 100 otisaka - stvarajući vidljive svijetle i tamne trake u područjima pune boje. Oscilacija preraspodjeljuje tintu bočno, usrednjavajući debljinu filma po cijeloj širini valjka. Hod oscilacije (3 do 8 mm) i frekvencija oscilacije (jednom na 1 do 3 okreta) podešavaju se korakom navoja puža i geometrijom zahvata - ugrađeni su u dizajn puža i ne mogu se podešavati nakon proizvodnje.
Zahtjev za tačnost navoja. Navoj puža koji pokreće oscilaciju valjka za tintu mora biti proizveden s užim tolerancijama od standardnog puža za smanjenje brzine. Greška koraka u oscilacijskom pužu proizvodi neravnomjernu brzinu pomicanja - valjak se kreće brže u jednom smjeru nego u drugom, stvarajući asimetričnu raspodjelu tinte. Kumulativna greška koraka treba biti ispod 10 µm preko cijele dužine zahvata navoja (obično 20 do 40 mm). To zahtijeva brušenje (Ra 0,2 do 0,4 µm) navoja oscilacijskog puža - navoji s Ra 1,6 µm ne ispunjavaju zahtjev tačnosti koraka za kvalitetan ispis.
Osjetljivost na vibracije — kako pobuđivanje zahvata pužnog zupčanika utiče na kvalitet ispisa
Štamparske mašine su mašine osjetljive na vibracije. Prijenos tinte s ploče na premaz pa na papir odvija se pri kontaktnom pritisku od 0,1 do 0,3 MPa preko širine kontaktnog spoja od 3 do 8 mm - svaka vibracija koja modulira ovaj kontaktni pritisak proizvodi odgovarajuću modulaciju debljine filma tinte na papiru. Rezultat je vidljiv kao "ghosting" (slabe ponavljajuće sjene slike), "banding" (periodične svijetle i tamne pruge) ili "slur" (razmazivanje slike u smjeru ispisa).
Par zupčanika - i komponenta oscilacije i par za smanjenje posmaka - doprinose vibracijama na svojoj mrežnoj frekvenciji. Za konfiguraciju s jednim pokretanjem pri ulazu od 1.500 o/min, mrežna frekvencija je 1.500 / 60 = 25 Hz. Za konfiguraciju s 2 pokretanja pri istoj brzini, mrežna frekvencija je 50 Hz. Ove frekvencije spadaju u raspon od 10 do 100 Hz gdje okvir prese i niz tinte imaju strukturne rezonancije - što znači da čak i mala ekscitacija na mrežnoj frekvenciji može prerasti u značajne vibracije na površini za štampu.
Tabela pokazuje da razlika u završnoj obradi površine između glodane i preklopljene obrade rezultira 10 puta manjim brojem vibracija mreže - što se prevodi iz "vidljivog trakanja" u "bez vidljivih nedostataka" u kvaliteti otiska. Za komercijalnu ofsetnu i fleksografsku štampu, standardna je brušena završna obrada (Ra 0,4 µm). Za premium ambalažu, reprodukciju umjetnina i sigurnosnu štampu (novčanice, poštanske marke), specificira se preklopljena završna obrada (Ra 0,2 µm).
Korejski fleksografski štampar ambalaže prijavio je periodično bandažiranje na novoj 6-bojnoj mašini koja štampa na valoviti karton brzinom od 180 metara u minuti. Bandažiranje se pojavljivalo kao svijetle/tamne pruge u intervalima od 25 mm u velikim područjima jednobojne boje - interval koji odgovara obimu puža za oscilaciju tinte (jednostruki start, Ø8 mm, korak 8 mm). Istraga je potvrdila da je dio za oscilaciju bio ozubljen (Ra 1,4 µm). Greška koraka iznosila je 22 µm na dužini zahvata od 30 mm - što je rezultiralo neujednačenom brzinom oscilacije i asimetričnom distribucijom tinte. Proizvođač mašine je na originalnom popisu dijelova naveo brušene puževe, ali je zamjenski oscilacijski puž isporučen prilikom posljednjeg održavanja zamijenjen ozubljenim pužem od strane distributera dijelova (vizuelno identičan, 60 posto jeftiniji). Zamjena brušenom komponentom (Ra 0,3 µm, greška koraka 6 µm) eliminirala je bandažiranje u prvih 100 otisaka nakon instalacije. Cijena brušenog dijela: 28 USD. Cijena zamjene za ozubljeni dio: 11 USD. Trošak otpada od štampe povezanog s trakiranjem tokom 3 sedmice ugradnje glodanog dijela: približno 4.800 USD u odbačenim kartonima. Pouka: komponente oscilacije štamparske mašine nisu zamjenjive sa standardnim dijelovima industrijskog kvaliteta - zahtjevi za tačnost greški i završnu obradu površine specifični su za funkciju štampanja i moraju se provjeravati pri svakoj zamjeni, a ne pretpostavljaju se na osnovu dimenzijske kompatibilnosti.
Specifikacije za tri para pužnih zupčanika štamparske mašine
Slučaj 1 — Korejski flekso štampač za ambalažu: 6 boja, oscilacija mastila + pogon za uvlačenje
Korejski štampar ambalaže specificirao je komponente pužnog zupčanika za fleksografsku mašinu sa 6 boja koja radi na valovitom i fleksibilnom pakovanju brzinom od 120 do 200 m/min. Svaka stanica za boju imala je jedan navoj za oscilaciju boje i jedan par zupčanika za smanjenje posmaka. Oscilacijski navoj: jednostruki hod, Ø10 mm, promjer koraka 6 mm, brušeni Ra 0,3 µm, kaljeni čelik (HRC 58). Greška koraka: ispod 8 µm preko 35 mm zahvata. Hod poprečnog pomicanja: 3 mm po poluokretu. Šest oscilacijskih navoja po presi: 6 × 22 USD = 132 USD. Pužni par zupčanika za smanjenje posmaka: jednostruki hod, modul 1,5, razmak između osi 30 mm, omjer 20:1, brušeni Ra 0,4 µm, DIN klasa tačnosti 6. Izlazni obrtni moment: 8 N·m (lagano — samo zatezanje papirne trake). Šest parova zupčanika po presi: 6 × 85 USD = 510 USD. Ukupni trošak komponenti zupčanika po presi: 642 USD. Štamparija je štampala približno 2,4 miliona linearnih metara valovite ambalaže godišnje po cijeni od 0,08 USD po linearnom metru - što predstavlja 192.000 USD godišnje štampe, što je rezultat proizvodnje pužnih zupčanika od 642 USD.
Slučaj 2 — Japanski ofsetni komercijalni štampač: 4 boje, registracija ±0,05 mm, preklapanje
Japanska komercijalna štamparija specificirala je pužne parove zupčanika za pogon za uvlačenje listova četverobojne ofsetne mašine koja proizvodi visokokvalitetne brošure, kataloge i umjetničke grafike. Zahtjev za registraciju: plus ili minus 0,05 mm između četiri separacije boja (CMYK). Veličina lista: B1 (720 × 1.020 mm). Brzina štampanja: 12.000 listova na sat. Pužni par zupčanika pogona za uvlačenje mora osigurati konzistentnost brzine unutar plus ili minus 0,05 posto kako bi se postigao cilj registracije preko dužine ispisa od 1.020 mm - varijacija brzine od 0,05 posto preko 1.020 mm proizvodi kumulativnu grešku položaja od 0,5 mm na zadnjem rubu lista. Pri toleranciji od plus ili minus 0,05 mm, dozvoljena varijacija brzine je plus ili minus 0,005 posto. Par zupčanika za uvlačenje: jednostruki hod, modul 2, središnje rastojanje 40 mm, omjer 15:1, preklapanje Ra 0,2 µm, DIN klasa tačnosti 5. Zazor: ispod 3 lučna minuta (dupleks). Polirana završna obrada i tačnost prema DIN 5 osiguravaju vibracije mreže ispod 0,01 mm/s RMS — što rezultira varijacijama filma tinte ispod plus ili minus 2 posto. Cijena po paru pužnih zupčanika: 280 USD (polirano + dupleks + DIN 5 premium). Pregledajte precizni pužni zupčanik opcije za primjene u štamparskim mašinama koje zahtijevaju tačnost od DIN 5 do 7 i završnu obradu površine preklopljenom.
Slučaj 3 - Vijetnamska novinska štamparija: rolna, velika brzina, vođena troškovima
Vijetnamski izdavač novina specificirao je parove pužnih zupčanika za pogone za uvlačenje rolne i savijanje 4-jedinične offset mašine za štampu rolne koja radi pri brzini od 45.000 kopija na sat. Štampanje novina ima smanjenu toleranciju kvaliteta u poređenju sa komercijalnim ofsetom - registracija na plus ili minus 0,3 mm je prihvatljiva, vidljivo trakanje na punim površinama je podnošljivo kod novinskog papira, a primarni pokretač specifikacije je pouzdanost pri velikim brzinama tokom dugih štamparskih ciklusa (preko 100.000 otisaka po ciklusu). Par pužnih zupčanika za uvlačenje rolne: 2-stopni (veća efikasnost pri velikim brzinama, samoblokiranje nije potrebno pri uvlačenju rolne), modul 2, međuosno rastojanje 40 mm, odnos 10:1, brušeni Ra 0,6 µm, DIN klasa tačnosti 7. Ulazna brzina: 2.800 o/min. Specifikacija sa 2-stopnim ciklusom povećala je efikasnost sa 48 na 70 posto - smanjujući zagrijavanje motora i produžavajući vijek trajanja ležaja pri održivoj visokoj ulaznoj brzini. Cijena po paru: 65 USD. Navoji za oscilaciju mastila: standardno brušeni Ra 0,4 µm, korak 8 mm. Cijena po oscilatornom pužu: 15 USD. Ukupni trošak komponenti zupčanika za mašinu sa 4 jedinice: približno 520 USD. Mašina je proizvodila približno 16 miliona primjeraka novina godišnje - trošak zupčanika predstavljao je manje od 0,004 posto godišnje vrijednosti štampane proizvodnje.
Često postavljana pitanja
P: Može li se standardni industrijski puž koristiti kao oscilacijski puž štamparske mašine?
Samo ako tačnost greške i završna obrada površine ispunjavaju zahtjeve štampanja. Standardni industrijski dio sa Ra 1,6 µm i greškom greške iznad 15 µm će proizvesti vidljive trake tinte u područjima pune boje - čak i ako je dimenzionalno prilagođavanje (prečnik, greška greške, oblik navoja) ispravno. Funkcija oscilacije zavisi od tačnosti greške (ispod 10 µm kumulativno) i glatkoće površine (Ra ispod 0,4 µm) što standardni industrijski puževi ne garantuju. Uvijek provjerite specifikaciju greške greške i završne obrade površine sa dobavljačem puževa - ili eksplicitno navedite "oscilacijski navoj štamparskog kvaliteta" kako biste osigurali da se primjenjuje ispravna tolerancija proizvodnje.
P: Kako oscilacijski hod utiče na kvalitet distribucije tinte?
Duži hod (6 do 8 mm) omogućava bolje rasprostiranje tinte po širini valjka, ali povećava aksijalnu silu na ležajeve valjka i navoj puža. Kraći hod (3 do 4 mm) smanjuje opterećenje ležaja, ali zahtijeva više ciklusa oscilacije (više okretaja puža) kako bi se postiglo ekvivalentno rasprostiranje tinte. Optimalni hod ovisi o viskoznosti tinte i uzorku pokrivenosti tiska: UV tinte visoke viskoznosti trebaju duži hod; flekso tinte na bazi vode niske viskoznosti lakše se šire kraćim hodom. Proizvođači presa postavljaju hod u vrijeme projektiranja odabirom vođenja puža i geometrije zahvata - operater to ne može podesiti na terenu.
P: Koju DIN klasu tačnosti treba specificirati za parove pužnih zupčanika štamparske mašine?
Klase tačnosti prema DIN 3974 za pužne zupčanike kreću se od 1 (najviša preciznost) do 12 (najniža). Komercijalna štampa (brošure, ambalaža): DIN 6 do 7 — postiže se brušenom pužnom vrpcom na Ra 0,4 µm. Premium štampa (umjetnička reprodukcija, sigurnosna štampa): DIN 5 — zahtijeva preklopljenu pužnu vrpcu na Ra 0,2 µm i pojedinačno provjerenu geometriju zuba. Novine i valoviti karton: DIN 7 do 8 — postiže se brušenom ili struganom pužnom vrpcom. DIN klasa određuje i pobuđivanje mreže (vibracije) i grešku prijenosa (varijacija brzine) — a obje direktno utiču na kvalitet štampe. Određivanje jedne klase čvršće od potrebne dodaje 30 do 50 posto cijeni para pužnih zupčanika; određivanje jedne klase labavije od potrebne proizvodi vidljive nedostatke u štampi.
P: Koliko često treba mijenjati pužne zupčanike štamparske mašine?
Oscilacijski puževi se troše na mjestu kontakta navoja sa žlijebom valjka. Interval zamjene ovisi o brzini prese i satima rada: novinske prese s više od 3.000 sati rada godišnje mogu zahtijevati zamjenu oscilacijskog konca svake 2 do 3 godine. Komercijalni ofset s 1.500 do 2.500 sati rada godišnje: svake 3 do 5 godina. Pokazatelj istrošenosti je degradacija kvalitete ispisa (ponovna pojava traka na punim područjima), a ne fiksni broj sati - kada se pojave trake koje nisu bile prisutne prilikom posljednje ugradnje oscilacijskog puža, zamijenite navoj. Parovi zupčanika za smanjenje posmaka traju duže (5 do 10 godina) jer su opterećenja mala, a rad kontinuiran (manji zamor pri pokretanju i zaustavljanju nego kod industrijskih primjena).
P: Da li digitalne štamparske mašine koriste pužne zupčanike?
Digitalne štamparske mašine (inkjet, elektrofotografske) ne koriste puževe za oscilovanje mastila jer nemaju konvencionalne vozove za mastilo - slika se formira digitalno bez sistema valjaka za mastilo koji je potreban analognim štamparskim mašinama. Međutim, digitalne štamparske mašine i dalje koriste parove pužnih zupčanika za transport papira, uvlačenje listova i pogone za izlaganje - funkcije smanjenja brzine i samoblokiranja su iste kao kod ofsetnih i fleksografskih štamparskih mašina. Tržište parova pužnih zupčanika štamparskih mašina se stoga prebacuje sa onih sa izraženom oscilacijom (analogne štamparske mašine) na one sa samo uvlačenjem (digitalne štamparske mašine) kako se industrija menja - ali ukupna potražnja za komponentama ostaje stabilna jer svaka štamparska mašina, analogna ili digitalna, treba pogone za transport papira.
Štamparske mašine koriste geometriju pužnog zupčanika na način koji nijedna druga industrija ne replicira: mehanizam oscilacije valjka za tintu pretvara rotaciju pužnog navoja u simultano aksijalno kretanje distribucijskog valjka, ravnomjerno raspoređujući tintu po širini otiska kako bi se spriječilo stvaranje traka. Ovaj mehanizam zahtijeva tačnost greške štamparskog kvaliteta (ispod 10 µm kumulativno) i završnu obradu površine (Ra 0,2 do 0,4 µm) koju standardni industrijski puževi ne pružaju. Par pužnih zupčanika za smanjenje posmaka služi konvencionalnoj ulozi smanjenja brzine, ali pri specifikacijama precizne brzine (DIN 5 do 7, vibracije mreže ispod 0,05 mm/s RMS) koje direktno određuju tačnost registracije više boja i ujednačenost filma tinte. Završna obrada površine je najuticajniji parametar specifikacije - razlika između glodanja (Ra 1,6 µm) i preklapanja (Ra 0,2 µm) proizvodi 10 puta manje vibracija mreže i razliku između "vidljivog stvaranja traka" i "vrhunskog kvaliteta otiska".
Za proizvođače štamparskih mašina i timove za održavanje mašina, naš inženjerski odjel nudi oscilacijske navoje štamparske kvalitete i parove zupčanika za smanjenje posmaka s tačnošću od DIN 5 do 8. Standardni katalog precizni pužni zupčanici Uključite oscilacijske navoje s verificiranim certifikatima o tačnosti vođenja i parove za napajanje s dokumentacijom o DIN klasi tačnosti. Pošaljite specifikacija pogona za štampanje sa tipom prese, rasponom brzina, stepenom kvaliteta štampe i brojem kolornih stanica.
Specifikacija parova pužnih zupčanika za štamparsku mašinu?
Navedite tip prese (ofset, flekso, gravura), broj kolornih stanica, brzinu štampanja, toleranciju registracije i da li su vam potrebni oscilacioni navoji, parovi za pomicanje ili oboje. Preporučit ćemo vam DIN klasu tačnosti, završnu obradu površine i specifikaciju tačnosti grebena.
Urednik: Cxm
