單張紙平版印刷機收紙裝置設計畢設說明書

中北大學2016屆畢業(yè)設計說明書畢業(yè)設計說明書現(xiàn)代單張紙平版膠印機收紙裝置的設計12020641212020641211機械與動力工程學院孟德將學生姓名：學號：機械與動力工程學院孟德將包裝工程學院：包裝工程李瑞琴教授專業(yè)：李瑞琴教授指導教師：2016年6月現(xiàn)代單張紙平版膠印機收紙裝置的設計摘要：收紙裝置是印刷機的重要部件，對收紙質量有重要影響。性能優(yōu)良的收紙裝置不僅能加快印刷機技術的發(fā)展，還可以提高印刷品的品質。本文設計一種主要應用于國產J2108A型印刷機的收紙裝置。通過分析J2108A機型，確定了印刷速度等原始數(shù)據(jù)。設計了鏈條傳送裝置，計算出了收紙鏈輪的直徑、收紙鏈條的長度以及收紙鏈條導軌的長度。設計了減速裝置，計算出了吸氣輥紙張制動機構的降速系數(shù)以及機械式印張減速機構的降速系數(shù)，再由給定的印刷速度得到了降速后紙張的速度。收紙臺的懸臂式結構經常會出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象以及懸臂支架斷裂的情況。為了克服這一弊病，本設計不采用懸臂式結構，而是由鏈輪和4根鏈條吊掛一大鋼板，推紙車可直接推入或拉出。該升降機構具有負載大、升降平穩(wěn)、結構簡單、可靠性高，操作方便等優(yōu)點。并對升降機構進行了動態(tài)仿真。關鍵詞：J2108A，傳送裝置，減速裝置，升降機構，仿真DesignofDeliveryDeviceofthemodernSheet-fedFlatOffsetPressAbstract:Deliverydeviceisanimportantpartoftheflatoffsetpress.Ithasanimportantinfluenceonthequalityofpapercollecting.Deliverydevicewithexcellentperformancecannotonlypromotethedevelopmentofthepresstechnology,butalsothequalityofprintingproducts.ThepaperdesignsakindofdeliverydevicemainlyusedforthedomesticJ2108Apress.TheprintingvelocityandotherinitialdataaredeterminedbyanalyzingJ2108Apress.Thechaintransmissionmechanismisdesigned.Thediameterofthesprocket,lengthofthedeliverychainandlengthoftheguideofthedeliverychainarecalculatedbasedontheinitialdataofthedeliverydevice.Thereducerisdesigned.Thecofficientofthesuctionrollpaperbrakingmechanismandthemechanicalpressvelocityreducerarecalculated.Thevelocityofthepaperafterfallingvelocityisobtainedbythegivenprintingvelocity.Therearealwaysstuckingphenomenonofthecantileverstructureandsituationofthecantileverfracture.Thedeliverydeviceusesalargesteelplatehangedbythechainsprocketand4chainsinsteadofthecantileverstructureinordertoovercomethedisadvantages.Thecarofpushingpapercanpushorpulloutdirectly.Theliftingmecnaismhastheadvantaegsofbiggerload,liftingmoresmoothly,simplestructure,higherreliability,easyoperation.ThedeliverydeviceisdynamicsimulatedbyusingSolidWorks.Keywords:J2108A,transmissionmechanism,reducer,liftingmechanism,simulation第第Ι頁共=2\*ROMANII頁目錄TOC\o"1-3"\h\u1緒論 IV-收紙臺2.2印刷機的相關技術參數(shù)（1）收紙鏈條的相關技術參數(shù)機器型號鏈條規(guī)格t/mm鏈排數(shù)量鏈排檔距/mm每排鏈排咬紙牙數(shù)收紙鏈輪齒數(shù)收紙鏈條總節(jié)數(shù)J2108A型25.4117621230660表2.1J2108A型印刷機收紙鏈條的相關技術參數(shù)（2）機器型號：J2108A（3）印刷色數(shù)：單色（4）印刷速度：3.4m/s（15000張/小時）（5）卷筒紙長度：500mm（6）最大進紙寬度：450mm2.3收紙裝置的性能指標評價和比較收紙裝置性能的主要指標有以下參數(shù)：（1）收紙鏈條總長度L由總體布局選定咬紙牙排數(shù)K與鏈條傳送裝置的步距S的乘積，即為收紙鏈條的總長度。即(2.1)式中，z—主動鏈輪的齒數(shù)，t—鏈條的節(jié)距。(2.2)式中，D1—鏈輪分度圓直徑。（2）導軌中心線總長度L1它應比鏈條總長度L小約50mm。即(2.3)吸氣制動輥與收紙傳送鏈條的減速系數(shù)吸氣輥表面線速度V2與收紙鏈條的線速度V1的比。即(2.4)式中，ω1—鏈輪與齒輪的角速度，ω2—吸氣輥的角速度，D2—吸氣制動輥直徑。2.4收紙臺的組成（1）理紙機構包括前齊紙機構、側齊紙機構和后擋板，作用是把落到收紙臺上的印張闖齊。（2）升降機構采用的是電動式升降機構，也稱探測式紙臺升降機構，它是由收紙臺上紙堆高度來控制收紙臺自動下降的。2.5小結本章對收紙裝置的總體布局進行了設計，給出了收紙裝置的性能指標，并介紹了收紙臺的組成。

3收紙裝置的設計3.1鏈條傳送裝置設計3.1.1收紙鏈條材料的選擇由于J2108A型印刷機的收紙鏈排的傳送距離長，帶有加長干燥裝置的收紙鏈條的長度比較長；另外，其線速度很高，可達3.4m/s（印速15000張/小時）。因此特別要求鏈排的重量要輕，圓弧過渡要大，鏈排的數(shù)量要少，同時要求鏈條要有足夠的精度和耐磨性，噪聲要小。因而本設計選用制作精度高的合金鋼鏈條。3.1.2鏈條長度的計算1）印張正確交接的條件實現(xiàn)紙張從印刷單元向傳送鏈條的正確交接，必須滿足下列條件：（1）在交接點上鏈條咬紙牙的線速度應等于壓印滾筒或傳紙滾筒的表面線速度，以便完成印張的真確交接，即收紙牙排與滾筒在相對靜止的條件下交接印張。為了滿足這一條件，要將鏈條傳送裝置的主動鏈輪與傳動齒輪固定在同一鏈輪軸上，并且傳動鏈輪的齒數(shù)和與之相嚙合的壓印滾筒軸端齒輪的齒數(shù)相同。對于等徑印刷滾筒而言，咬紙牙墊處于傳動齒輪節(jié)圓上，這樣咬紙牙墊圓弧位置的速度與傳動齒輪節(jié)圓上的速度相同，等于滾筒表面線速度。（2）在印刷的每一循環(huán)中，滾筒上紙張的前邊緣經過交接點時，傳送鏈條咬紙牙必須處于與滾筒表面想切的位置，即收紙牙排與滾筒是在相切的位置進行印張的交接。為了滿足這一條件，需要正確計算鏈條上相鄰倆個咬紙牙排的距離S（以鏈條在直線部分計算），S稱為鏈條傳送裝置的步距。2）主動鏈輪的齒數(shù)和鏈條的節(jié)距的確定與一般的鏈條設計相比，收紙鏈條得設計特點是主動鏈輪的分度圓直徑受到一定限制。為滿足印張正確交接的條件，咬紙牙墊在鏈輪圓周上運動時應處于傳動齒輪節(jié)圓上，由于牙墊高出鏈條銷軸中心，所以鏈輪分度圓直徑D1應小于傳動齒輪節(jié)圓直徑D，即(3.1)為了使咬紙牙尺寸不過大，要求牙墊高度尺寸不能太大。一般，對于咬紙牙排軸直接安裝在鏈環(huán)上的鏈條傳送裝置：(3.2)J2108A型印刷機壓印滾筒的直徑為300mm，由于傳動齒輪節(jié)圓直徑D與壓印滾筒直徑相等，所以于是近似可取鏈輪分度圓直徑根據(jù)鏈傳動的特性可知，鏈輪齒數(shù)越大，傳動越平穩(wěn)，但在D1受到一定限制的情況下，齒數(shù)增大將使節(jié)距減小，從而使鏈條的承載能力下降，因此齒數(shù)要選的適當。查表2.1，可得由式（2.2）計算節(jié)距：查表3.1，選用16A型鏈條，將t'圓整成標準值t：再重新計算D1，(3.3)將，代入式（3.3），則有鏈輪的分度圓直徑為：表3.116A型鏈條參數(shù)鏈號節(jié)距p排距p1滾子外徑d1內鏈節(jié)內寬b1銷軸直徑d2內鏈板高度h2極限拉伸載荷（單排）Q每米質量（單排）q（mm）（KN）（kg/m）16A25.4029.2915.8815.757.9224.1355.62.603）鏈條長度的計算由于收紙鏈條的主動鏈輪轉一周，收紙牙排取走一張紙，故(3.4)式中，z—主動鏈輪的齒數(shù)，t—鏈條的節(jié)距。將，代入式(3.4)，得在機器運轉過程中，當?shù)谝慌攀占堁琅诺鹬垥r，這張紙的紙尾不能搭在第二排的牙排上，而且必須留有足夠的空檔距離，否則當?shù)谝粡埣堅谑占埮_上還沒有落下時，第二張就過來了，影響印張的收齊，因此（3.5）其中，amax為印刷機所能印刷的最大紙張幅面（沿走紙方向）的長度。可見滿足要求。查表2.1，可得選定的咬紙牙排數(shù)將，代入式（2.1），可以計算出收紙鏈條的總長度：3.1.3收紙鏈條導軌收紙鏈條架著咬紙牙排帶著印張是在導軌中運行的，即印張的運行軌跡是由導軌控制的。因此，導軌在設計時結構及安排的優(yōu)劣對印張的運行狀況、機器的振動和噪聲大小起著重要的作用。（1）由于鏈條長期運轉磨損，鏈節(jié)長度便會增長，因此，導軌設計成封閉的，并且設有長短調節(jié)裝置，收紙端的從動鏈輪的軸設計成可移動的。（2）導軌的運行部分周長是和收紙鏈條的周長相一致的，也就是說收紙鏈條的軌跡是由導軌來決定的。將代入式（2.3）有導軌中心線總長度L1為這樣，可以保證裝配后有適當?shù)乃删o程度。因為，一般規(guī)定裝配后鏈條可在導軌上抬起12~20mm為適宜。（3）為了減少收紙鏈條的磨損，并減小鏈條的噪聲，所有導軌的連接設計為圓弧連接，且接口平整光滑。（4）為了使印張在運行速度下具有一個良好的運行條件，使紙張運行較平穩(wěn)，有利于防蹭臟，防止低速運轉時印薄紙下溜，收紙鏈的運行軌跡、導軌的幾何位置、傾角、形狀設計的平緩、合理。于是收紙滾筒下邊導軌傾角α（見圖3.1）設計為52°。圖3.1導軌傾角1－收紙滾筒2－導軌（5）為了保證印張交接平穩(wěn)，在交接處設有上下導軌。（6）為了便于制造，彎導軌半徑規(guī)格應盡量少。（7）為了減小噪聲，導軌與導軌的接口采用搭接形式。3.1.4鏈條傳送裝置的收紙、放紙收紙傳送鏈條上的收紙牙排咬牙在傳送紙張的全過程中有倆次開閉動作，一次是完成與壓印滾筒的紙張交接，接過印刷完畢后的印張；另一次是將印張輸送到收紙臺上方時開牙放紙，使印張落到收紙堆上。1）鏈條傳送裝置的收紙（1）收紙時間收紙鏈條咬紙牙與壓印滾筒咬牙的速度并不總是相同的，它們只是在交接點處相同，而當收紙咬牙離開鏈輪作直線運動時速度明顯降低，此時若印張還未完成印刷過程，在紙尾處就會出現(xiàn)拱起現(xiàn)象，印張容易被皺褶。另外，由于印刷壓力和油墨莫得吸附力會使印張緊緊的貼在橡皮滾筒上，收紙鏈條咬紙牙將印張從橡皮滾筒上揭下來需要相當大的力。由于未干的印跡對著收紙滾筒，所以很容易弄臟印品或發(fā)生充盈現(xiàn)象。另外，沒有壓印滾筒叼牙咬紙的情況下印刷紙張，易使紙張紙尾產生套印不準。因此，收紙鏈條咬紙牙的理想狀態(tài)是紙張完成印刷后，在于壓印滾筒交接。當印版滾筒、橡皮滾筒、壓印滾筒直徑相等時，要想達到上述紙張理想的交接狀態(tài)是很困難的，因此采用三滾筒等徑的結構，應盡量使收紙鏈條叼紙牙咬紙時，僅有小部分紙尾處在印刷過程中，而且在收紙牙排做直線運動之前完成印刷過程，即應滿足：（3.6）式中，β—鏈條咬紙牙與壓印滾筒交接點B到進入直線前C點之間的夾角，單位：°，αr—壓印滾筒空擋角，單位：°，δ—壓印滾筒與橡皮滾筒交接點A到收紙鏈輪交接點B之間的夾角，單位：°。所以，可取這樣，在收紙鏈條咬紙牙進入直線運行前紙尾已經印刷完畢，即在鏈條降速前已完成印刷過程，因而不會影響印刷質量。圖3.2收紙牙排取紙（2）收紙開閉牙凸輪板當紙張在壓印滾筒上印刷完后，把印張交給收紙滾筒，此時收紙滾筒上的收紙牙排先閉牙咬紙，收紙牙排與壓印滾筒共同持紙走3~6mm后壓印滾筒開牙放紙，因此，在收紙滾筒與壓印滾筒交接處，壓印滾筒設計有開牙凸輪板，收紙滾筒設有閉牙凸輪板。2）鏈條傳送裝置的放紙（1）收紙開牙凸輪板當印張被收紙鏈條上的咬紙牙排以一定速度送到收紙堆上方時，收紙鏈排鏈排應在適當?shù)臅r間放紙，以便使印張落在紙堆適當?shù)奈恢蒙?。收紙鏈條上咬紙牙排的開牙放紙是由安裝在收紙堆上方的鏈輪1的軸上的收紙開牙凸輪板2（見圖3.3）來實現(xiàn)的。收紙牙排咬紙牙放紙位置前后、放紙時間早晚對收紙整齊是至關重要的。（2）自動調節(jié)放紙時間為了解決能隨時調節(jié)放紙開牙時間問題，J2108A型對開單色膠印機設計了開牙凸輪板自動跟蹤變位裝置，其基本原理是根據(jù)機器速度，也就是收紙牙排帶著印張運行速度的變化來自動調節(jié)開牙板放紙的時間（即放紙位置）：速度快時，開牙板位置前移，早開牙放紙；速度慢時，開牙板位置后移，晚開牙放紙。3.1.5傳送裝置工作原理圖J2108A型印刷機收紙裝置采用鏈條傳送裝置，它主要由收紙滾筒、收紙鏈圖3.3收紙開牙凸輪板機構1－開牙凸輪板2－鏈輪條及導軌、收紙鏈輪、收紙牙排咬紙牙開牙凸輪等機構組成。其工作原理見圖3.4。倆根（機器倆側各一條）鏈條1裝在主動收紙鏈輪9和從動鏈輪7上，其上有咬紙牙排裝在托架2上，當每排牙的牙墊轉至與壓印滾筒表面相切時（圖上A點），在開牙凸輪10的作用下咬紙牙叼住印張并帶其運行。當運行到從動鏈輪7時，咬紙牙上的滾子受到開牙凸輪6的作用打開咬牙，將印張放置在收紙臺5上。每排叼紙牙都是在A點叼取印張，在開牙凸輪塊6處放紙，在整個鏈條的運行路線中上下都由導軌4控制。圖3.4傳送裝置工作原理圖1-鏈條2-托架3-滾子4-導軌5-收紙臺6、10-凸輪7、8-從動鏈輪9-主動鏈輪3.2印張減速裝置的設計J2108A型對開單色膠印機的印速可達15000張/小時，其收紙鏈排傳遞印張的速度是3.4m/s。如果印張以這樣高的速度沖向前齊紙板，在收紙臺上是很難使印張堆放整齊的，而且印張前緣容易受沖擊而皺折。為此，在收紙部分設有減速裝置，使印張的速度最終下降到0.8m/s。3.2.1氣動式印張減速裝置的設計1）吸氣輥紙張制動裝置J2108A型對開單色膠印機采用單導軌鏈條傳送印張，叼紙牙在收紙臺上方放紙的速度即為鏈條速度，速度較高。采用吸氣輥紙張制動裝置，可以進一步降低印張的速度。（1）工作原理圖3.5所示為J2108A型對開單色膠印機吸氣輥紙張制動裝置減速原理圖。吸氣制動輥3由于氣泵吸氣使其內部壓力低于大氣壓，并以較慢的速度（比紙張鏈條的線速度低40%~50%）和與印張運動相同的方向轉動，當叨紙牙7帶著印張2到達放紙位置時，叨紙牙放紙，印張的尾部被吸氣制動輥3吸住，對其產生一個向后的拖力，使印張的速度比收紙鏈條降低將近50%，并使紙張尾端不致在轉彎處飄起，同時吸氣制動輥還將印張2與收紙臺上面的紙堆之間的空氣抽掉一部分，使印張平穩(wěn)的落在收紙臺的紙堆上。圖3.5吸氣制動輥減速原理圖1-收紙鏈條2-印張3-吸氣制動輥4-吸氣座5-氣量調節(jié)閥6-紙堆7-叼紙牙（2）吸氣制動輥結構圖3.6為吸氣制動輥結構圖。傳動鏈輪1由收紙鏈條帶動旋轉，通過齒輪2（與鏈輪1同軸）、介輪3、齒輪4使軸5轉動，吸氣制動輥6裝在軸5上，因而吸氣制動輥也不斷地旋轉，且其表面的線速度就是紙張減速后的速度。吸氣制動輥6外圓由黃銅制成，上有很多透氣孔，內圓裝有塑料制成的弧形板13，中間有通氣孔。橡膠管7連接氣泵真空吸氣，通過通氣軸8和氣量調節(jié)閥12對吸氣制動輥6抽氣。吸氣制動輥吸氣量的大小可以通過氣量調節(jié)閥7進行調節(jié)，以適應不同的紙張，當印刷小幅面的紙張時，可以關閉倆邊外側不用的吸氣制動輥的吸風。另外，整個減速裝置可以移動，以適應不同幅面的的印張，如圖3.6所示旋轉手輪11，則齒輪10在齒條9上滾動，使整個減速裝置前后移動，獲得所需的工作位置。圖3.6吸氣制動輥減速機構1-吸氣制動輥2-軸3-齒輪4-介輪5-齒輪6-鏈輪7-氣量調節(jié)閥8-弧形板9-齒條10-齒輪11-手輪（3）吸氣制動輥降速計算由前面的計算可知J2108A型對開單色膠印機收紙傳送鏈條的節(jié)距；已知與收紙傳送鏈條嚙合的鏈輪同軸齒輪介輪吸氣制動輥直徑與其同軸的齒輪所以，鏈輪Z1的分度圓直徑由式（2.4）可有，吸氣制動輥與收紙傳送鏈條的減速系數(shù)為：（3.7）其中（3.8）（3.9）式中，V1—收紙鏈條的線速度，V2—吸氣輥表面線速度。所以由上述計算結果可知，此降速機構能將紙張速度降低近50%。圖3.7吸氣制動輥傳動簡圖吸氣輥的動力來自收紙輸送鏈輪，因而，吸氣制動輥的旋轉速度始終與機器的印刷速度保持一定的比例關系，即始終以固定速比降速，完全是同步跟蹤。這樣，當紙張厚度發(fā)生變化時，要想認為地改變吸氣制動輥的速度是不可能的，這將會影響收紙的整齊性；還有，這種跟蹤方式有可能在機器突然由高速降至低速時，后面的印張送不到位，為了解決這個問題，于是配備了開牙板跟蹤機構，使收紙牙排晚開牙放紙。2）風扇在J2108A型對開單色膠印機上要收齊紙張，單靠吸氣制動輥減速是不夠的，特別是薄紙要求在極短的時間內，第一張紙要立即飄落入收紙臺，否則第一張紙還未落下，第一張紙的紙頭就頂著了第一張紙的紙尾，使收紙不齊。因此，在收紙臺上方安裝有風扇，通過均勻向下吹風，使已經釋放的正在飄落的紙張因受到向下的壓力而減速并快速下降落在收紙臺上。風扇風量的大小可以根據(jù)機器的速度、印張幅面的大小，特別是紙張的厚度通過調節(jié)相應的調節(jié)旋鈕來調整。另外，風扇不僅可輔助吸氣制動輥收齊紙張，還能促進印張通風快速干燥。3.2.2機械式印張減速裝置收紙鏈輪減速的設計為了滿足紙張正確交接的要求，當收紙鏈咬牙排上的咬紙牙位于壓印滾筒咬牙交接處和在鏈輪的圓弧面上時，印張的速度應等于咬紙牙牙墊的圓軸線速度，該速度應等于印刷滾筒表面線速度，也即等于收紙鏈輪傳動齒輪（或壓印滾筒的傳動齒輪）的分度圓的線速度（見圖3.8），即：（3.10）當咬紙牙帶著印張進入直線部分運動時，其速度應等于鏈條的線速度，即等于鏈輪分度圓線速度：（3.11）式中，ω—傳動齒輪的角速度。其中(3.12)已知收紙鏈輪的分度圓小于傳動齒輪分度圓，即(3.13)故(3.14)即鏈條傳送裝置通過收紙鏈條咬紙牙排在收紙鏈輪上運行和在直線上運行的速差使印張的運動速度降低。印張速度的降低程度可用降速系數(shù)ξ1來表示：(3.15)將，代入式(3.15)，有即，通過收紙鏈條能將紙張的速度降低20%左右。3.2.3印張減速后最終的下降速度（3.16）式中，V3—印張減速后最終的下降速度。將，，代入上式，得(3.17)3.3印張防污平整裝置的設計3.3.1印張防污裝置的設計在印刷過程中，從壓印滾筒開始壓印到收紙滾筒開始收紙的時間非常短暫，在這樣短的時間內印張上的油墨是不能完全干燥的。因此，在收紙的每個環(huán)節(jié)上都要采取防污（蹭臟）措施。1）收紙滾筒上的防污裝置當壓印滾筒把印張交給收紙滾筒時，印張的印刷正面與收紙滾筒表面接觸，沒有徹底干燥的印刷圖文很容易被蹭臟，為此，J2108A型對開單色膠印機采用了星型輪式收紙滾筒。星型輪式收紙滾筒防蹭臟裝置如圖3.9所示，收紙滾筒不做成實體表面，在圓周方向上裝有許多根細長軸，軸上裝有許多星型輪。右圖是其中一個星型輪放大圖剖面。星型輪在長軸上的位置可根據(jù)印張上圖文的情況進行調節(jié)，躲開印張圖3.8收紙鏈輪減速原理圖1-主動鏈輪2-連桿3-咬紙牙4-鏈條上墨層較厚的地方。這些防蹭臟星型輪不但隨收紙滾筒一起轉動，還可以自轉。圖3.9星型輪式收紙滾筒防蹭臟裝置1、3－尼龍?zhí)?－防蹭臟輪4－軸2）收紙路線上的防污裝置除了在收紙滾筒上采用防污措施外，在收紙路線上每個環(huán)節(jié)都應該考慮防污問題。（1）氣墊托紙裝置初期的印刷機的印張在收紙牙排帶其運動的過程中，在途徑的區(qū)域設置托紙桿。托紙桿的位置可根據(jù)印張圖文的位置要求進行調整。托紙桿可用細鋼軸或鋼條制成。印張由收紙牙排傳送至收紙臺的過程中，其背面與托紙桿接觸，容易使紙的背面蹭臟。J2108A型對開單色膠印機將托紙桿改為氣墊托板，在印張傳送路線的下方，設置數(shù)排氣墊托板。如圖3.10所示，壓縮空氣從進氣口1進入，經狹窄的出氣口3吹出高速氣流，氣流方向與印張運動方向相反，翼形板4與印張之間形成氣墊。根據(jù)流體力學原理，印張2將會吸附于翼形板上方，既不會隨意飄動，也不會與翼形板接觸，這樣印張在氣墊托持中運行，從而避免背面蹭臟。圖3.10收紙路線上的氣墊托板1－進氣口2－印張3－出氣口4－翼形板（2）采用噴粉裝置在J2108A型對開單色膠印機上，特別是對于使用銅版紙和印刷大墨量畫面的精致印刷品時，印品進入收紙臺時油墨還未完全干燥，一經堆積，會造成印品之間的黏連，使紙張畫面損壞或紙張背面粘臟。為此，印刷機收紙臺上方裝有噴粉裝置，在印品表面噴上一層極薄的細小粉末，使油膜與印品表面不發(fā)生直接接觸。另外，含有干性燥油的膠印油墨的氧化干燥無需附加裝置，直接通過與空氣中的氧氣發(fā)生分子鍵合來完成。為此，被印到紙張上的墨層在收紙堆上應得到充足的氧氣。通過噴粉可增加紙張之間的必要空隙，這樣氧氣就可在紙堆見擴散，加速干燥。噴粉可避免印張背面蹭臟，防止印張之間的黏結，還有助于紙堆的干燥。噴粉裝置主要由氣泵、配氣閥、噴粉杯、烘干裝置、噴粉管等。其中，氣泵為噴粉提供吹風風力；配氣閥按要求時開、時閉，打開時供氣，完成噴粉，關閉時停止供氣，噴粉也隨即停止，從而實現(xiàn)間歇噴粉，以便將粉全部噴在印品上，而在收紙鏈排經過時不噴粉，否則收紙鏈排就要沾滿粉潮，因為潮濕的粉不易形成霧狀噴出，且易堵塞管道；噴粉桿上裝有多個噴嘴，將粉噴到印品上。3.3.2印張平整裝置的設計要使印張在收紙板上堆放整齊，則紙張本身要平整，否則，再好的理紙機構也難理齊。在印刷過程中，印張經過滾壓牢牢地吸附于橡皮滾筒上，壓印滾筒咬紙牙要用較大的力才能從橡皮滾筒上把它揭下來，一方面紙張在咬紙牙拉力作用下有點伸展，另一方面又隨橡皮滾筒的圓弧旋轉。這樣當紙張脫離橡皮滾筒后就會形成曲率很大的彎曲半徑，引起印張彎曲變形成為凸起的形狀。這樣，當印張落到收紙臺上時，使紙堆中央凸起，不易齊整。為此，J2108A型對開單色膠印機在收紙部分設置印張平整裝置印張平整裝置如圖3.11所示，印張平整器利用強力的吸風，迫使紙張在運動過程中朝卷曲的反方向反翹，使印張拉直理平，消除原有的內應力，達到收齊紙張的目的，以實現(xiàn)高速印刷。圖3.11印張平整裝置1-平整器圓輥2-印張3.4小結本章對收紙裝置的傳送裝置、減速裝置以及印張平整裝置的主要機構進行了尺寸計算，并對它們各自的工作原理進行了分析。

4收紙裝置收紙臺理紙機構設計收紙臺的作用是堆積已經完成印刷而輸出的紙張，對其主要技術要求是：（1）有一定的堆積容量和相應的承載力；（2）隨著印張落放高度的增加，收紙臺應能相應自動下降；（3）為縮短輔助時間，收紙臺應能快速升降；（4）應便于安放晾紙架，以適應高速及精細印刷；（5）紙張在收紙臺上應堆放整齊；（6）必要時收紙臺可有手動升降。為此，收紙臺上設有理紙機構和升降機構。J2108A型印刷機收紙裝置收紙臺上的理紙機構也稱為齊紙機構，包括前齊紙機構、側齊紙機構和后擋板，作用是把落到收紙臺上的印張闖齊。側齊紙機構由倆側齊紙板組成，它們作往復相向運動，將紙堆的倆側理齊。前齊紙機構中的前齊紙擋板作少量的前后擺動，與固定不動的后擋板配合，將紙堆的前后理齊。4.1側齊紙機構尺寸的設計側齊紙機構主要是由收紙鏈輪、偏心輪、滾子、擺桿、斜面凸塊、拉簧、壓簧、緊定螺釘、導軌以及側齊紙板組成。（1）收紙鏈輪這里的收紙鏈輪也叫從動鏈輪，由于其與主動鏈輪等徑，所以其分度圓直徑D4為：（2）偏心輪這里的偏心輪為偏心輪，與收紙鏈輪固連，其作用是隨著收紙鏈輪的轉動帶動自身的轉動，通過凸輪的升程來確定側齊紙板的往返推程。其圓心與收紙鏈輪圓心的偏心距及偏心輪的直徑。（3）滾子這里的滾子有倆個，滾子1與擺桿相連，同時與偏心輪相接觸，其作用是隨著凸輪的轉動來帶動擺桿的擺動。其直徑。滾子2與擺桿上的斜面凸塊相接觸，同時與側齊紙板相接觸，其作用是隨著斜面凸塊的移動來帶動側齊紙板的往復運動。其直徑。（4）擺桿擺桿的一端由固定鉸支鏈約束，與收紙鏈輪圓心的相對水平距離，豎直距離，擺桿的長度。（5）拉簧拉簧的一端由固定鉸支鏈約束，另一端與擺桿相連，其作用是拉動擺桿恢復原來的位置。與收紙鏈輪圓心的相對水平距離，豎直距離，拉簧自然狀態(tài)下的長度。（6）壓簧壓簧的作用是輔助側齊紙板的往復運動。自然狀態(tài)下的長度。（7）緊定螺釘緊定螺釘是用來固定側齊紙板和套的，其作用是通過擰開，就可移動側齊紙板以與紙張的寬度相適應，調好后擰緊該螺釘即可。（8）導軌導軌的寬度。（9）齊紙板齊紙板直接與紙張接觸，其長,寬，厚度。（10）擋紙板軸擋紙板軸的直徑，其長度。4.2前齊紙機構如圖4.2所示，為前齊紙機構的局部圖，它主要由前齊紙軸、前齊紙板、前齊紙、鎖緊螺母等組成，通過前齊紙的前后來回運動來進行齊紙，與側齊紙相互配合，達到齊整紙張的目的。圖4.1側齊紙機構結構圖1-拉簧2-偏心輪3-導軌4-軸套5-軸架6-套筒7-擋紙板軸8-擋圈9-軸套10-壓簧11-階軸12-擺動塊13-擋紙板座14-齊紙板圖4.2前齊紙機構局部圖4.3J2108A型對開單色膠印機理紙機構工作原理J2108A型對開單色膠印機齊紙機構工作原理如圖4.2所示，倆個收紙鏈輪5的倆側都固連著一個偏心輪1，滾子2與其相接觸使擺桿3擺動，擺桿3上的滾子4又推動檔桿6，從而使前齊紙擋板7左右（機器上為前后）擺動，與此同時，擺桿3上的斜面凸塊10推動滾子13使側齊紙板11前后（機器上為左右）往復運動。壓簧9使擋桿6與滾子5保持接觸，手柄8下轉時，可使前齊紙擋板傾倒，便于操作人員從紙臺上取樣檢查。后齊紙紙板15和吸氣輥14的支架固連在一起，靜止不動，但其前后位置可根據(jù)紙張長度進行調節(jié)。側齊紙紙板的位置，可根據(jù)紙張的寬度進行調節(jié)。圖4.3齊紙機構工作原理圖1-偏心輪2，4，13-滾子3-擺桿4-偏心輪5-收紙鏈輪6-擋桿7-前齊紙擋板8-手柄9-壓簧10-斜面凸塊11-側齊紙板12-撐簧14-吸氣輥15-后齊紙板4.4小結本章對收紙臺的理紙機構進行了設計，對側齊紙機構進行了具體的尺寸計算，分析了側齊紙機構與前齊紙機構的工作原理。5收紙裝置收紙臺升降機構的優(yōu)化設計J2108A型對開單色膠印機采用的是可自動升降的收紙臺，其優(yōu)點是印張容量大，并且具有快速升降、手動升降和根據(jù)紙堆高度自動下降等性能。如圖5.3所示為J2108A型對開單色膠印機收紙升降機構的結構圖。它采用懸臂式[16][17][18]。5.1鏈輪的設計計算1）小鏈輪小鏈輪的齒數(shù)Z5為12，鏈條選用16A型，查表3.1可得該鏈條的節(jié)距t1為25.4mm，將以上數(shù)據(jù)代入式（3.3），則該鏈輪的分度圓直徑D6為：齒頂圓直徑的計算公式為：（5.1）式中，d—鏈輪的分度圓直徑，t1—鏈輪的節(jié)距，d1—鏈輪的滾子直徑。查表3.1，可得該鏈輪的滾子直徑為：齒根圓直徑的計算公式為：（5.2）將相應的數(shù)據(jù)分別代入式（5.1）和式（5.2），可得鏈輪的齒頂圓直徑，與齒根圓直徑。2）鏈輪1由于與小鏈輪同軸且型號完全相同，那么鏈輪的齒數(shù)，分度圓直徑。3）鏈輪3與鏈輪4該鏈條的節(jié)距t為25.4mm，鏈輪3與鏈輪4的齒數(shù)Z3與Z4均為6，將以上數(shù)據(jù)代入式（3.3），可得這倆個鏈輪的分度圓直徑D3與D4為：查表3.1，可得鏈輪3與鏈輪4的滾子直徑均為：將相應的數(shù)據(jù)分別代入式（5.1）和式（5.2），可得鏈輪3的齒頂圓直徑，與齒根圓直徑。鏈輪4的齒頂圓直徑，與齒根圓直徑。鏈輪3圓心與鏈輪1圓心的相對水平距離，豎直距離；鏈輪4圓心與鏈輪1圓心的相對水平距離，豎直距離。5.2蝸輪、蝸桿的設計計算1）蝸輪蝸輪的齒數(shù)Z6為30，分度圓的直徑D7為120mm。蝸輪的幾何尺寸計算公式為：（5.3）式中，Z6—蝸輪的齒數(shù)，m—蝸輪的模數(shù)，D7—蝸輪的分度圓直徑。將，代入式（5.3），可得蝸輪的模數(shù)m為：GB1356—88規(guī)定了齒頂高系數(shù)ha*與頂隙系數(shù)c*的標準值：（1）正常齒制當mm時，，。當mm時，，。（2）短齒制因，那么可得蝸輪的齒頂高系數(shù)ha*與頂隙系數(shù)c*分別為，。齒頂圓直徑的計算公式為：（5.4）式中，z—蝸輪的齒數(shù)x—蝸輪的變位系數(shù)齒根圓直徑的計算公式為：（5.5）不采用變位的蝸桿蝸輪傳動，因而取將相應的數(shù)據(jù)分別代入公式（5.4）和式（5.5），可得蝸輪的齒頂圓直徑，與齒根圓直徑。2）蝸桿由于蝸桿傳動的中間平面上相當于齒輪和齒條傳動，因此要滿足相當于齒輪齒條正確嚙合的條件，即：在中間平面內，蝸桿和蝸輪的模數(shù)相等。這里蝸桿的頭數(shù)為2，由蝸桿的模數(shù)，查表5.1，可得蝸桿的分度圓直徑。蝸桿的直徑系數(shù)的計算公式為：（5.6）將mm，mm代入式（4.6）可得蝸桿的直徑系數(shù)q為：表5.1蝸桿分度圓直徑D8與其模數(shù)m的匹配標準系列（摘自GB10085-88）(單位：mm)m11.251.622.53.15456.381012.5D8182020(18)(22.4)(28)(31.5)(40)(50)(63)(71)(90)22.42835.5405063809011222.428(28)(35.5)(45)(50)(63)(80)(100)(112)(140)35.545567190112(140)160200注：括號中的數(shù)字盡可能不采用蝸桿的齒頂高系數(shù)ha*與頂隙系數(shù)c*也分別為，。齒頂圓直徑的計算公式為：（5.7）齒根圓直徑的計算公式為：（5.8）將相應的數(shù)據(jù)分別代入式（5.7）和式（5.8）可得蝸桿的齒頂圓直徑，與齒根圓直徑。5.3齒輪的設計計算1）齒輪1齒輪分度圓直徑的計算公式為：（5.9）式中，Z7—齒輪1的齒數(shù)，m1—齒輪1的模數(shù)，D9—齒輪1的分度圓直徑。齒輪1的齒數(shù)Z7為21，從表5.2中選擇該齒輪的模數(shù)m1為5mm，并將它們帶入公式（5.9），可得齒輪1的分度圓直徑。齒頂高的計算公式為：（5.10）式中，m—齒輪的模數(shù)，ha—齒頂高。表5.2標準模數(shù)系列（GB1357-87）(單位：mm)第一系列0.10.120.150.20.250.30.40.50.60.81.522.53345681012163240第二系列0.350.70.91.752.252.75(3.25)3.5(3.75)4.579(11)14182228(30)3645齒根高的計算公式為：（5.11）式中，hf—齒根高。因，那么可得齒輪1的齒頂高系數(shù)ha*與頂隙系數(shù)c*分別為，。將相應的數(shù)據(jù)分別代入式（5.10）和式（5.11），可得齒輪1的齒頂高，與齒根高。齒頂圓直徑的計算公式為：（5.12）式中，d—齒輪的分度圓直徑，da—齒輪的齒頂圓直徑。齒根圓直徑的計算公式為：（5.13）式中，df—齒輪的齒根圓直徑。將相應的數(shù)據(jù)分別代入式（5.12）和式（5.13），可得齒輪1的齒頂圓直徑，與齒根圓直徑。2）齒輪2齒輪2與齒輪1嚙合，齒輪中的模數(shù)已標準化，漸開線直齒輪圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件為模數(shù)相等，則齒輪2的模數(shù)也為5mm。該齒輪的齒數(shù)Z8為14，結合式（5.9），可得齒輪2的分度圓直徑D10為：齒輪2的齒頂高系數(shù)ha*與頂隙系數(shù)c*也分別為，。將相應的數(shù)據(jù)分別代入式（5.10）和式（5.11），可得齒輪2的齒頂高，與齒根高。將相應的數(shù)據(jù)分別代入式（5.12）和式（5.13），可得齒輪2的齒頂圓直徑，與齒根圓直徑。3）齒輪3齒輪3的齒數(shù)Z9為24，從表5.2中選擇該齒輪的模數(shù)m2為4mm，結合式（5.9），可得齒輪3的分度圓直徑D11為：因，那么可得齒輪3的齒頂高系數(shù)ha*與頂隙系數(shù)c*分別為，。將相應的數(shù)據(jù)分別代入式（5.10）和式（5.11），可得齒輪3的齒頂高，與齒根高。將相應的數(shù)據(jù)分別代入式（5.12）和式（5.13），可得齒輪3的齒頂圓直徑，與齒根圓直徑。4）齒輪4齒輪4與齒輪3嚙合，齒輪中的模數(shù)已標準化，漸開線直齒輪圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件為模數(shù)相等，則齒輪2的模數(shù)也為4mm。該齒輪的齒數(shù)Z10為14，結合式（5.9）可得齒輪2的分度圓直徑D12為：齒輪4的齒頂高系數(shù)ha*與頂隙系數(shù)c*也分別為，。將相應的數(shù)據(jù)分別代入式（5.10）和式（5.11），可得齒輪4的齒頂高，與齒根高。將相應的數(shù)據(jù)分別代入式（5.12）和式（5.13），可得齒輪4的齒頂圓直徑，與齒根圓直徑。5.4軸、滑軌、收紙臺的設計1）軸（1）軸1軸1的長度，直徑。（2）軸2軸2的長度，直徑。（3）軸3軸3的長度，直徑。2）滑軌滑軌的長度，寬度。3）收紙臺由于可印刷卷筒紙的最大長度為500mm，且除了放置卷筒紙外，還應留有一定的空間，所以收紙板的長度a定為：由于最大進紙寬度為450mm，同樣除了放置卷筒紙外，還應留有一定的空間，所以收紙板的寬度b定為：5.5升降機構工作原理電動式升降機構原理圖如圖5.2所示，也稱探測式紙臺升降機構，它是由收紙臺上紙堆高度來控制收紙臺自動下降的。收紙臺可以對以下三種情況進行控制。1）收紙臺自動下降在操作面邊的側齊紙板上裝有微動開關，紙張堆積到一定高度，觸動微動開關，電機1的電路接通而轉動，經齒輪2、3、4、5、蝸桿6、蝸輪7、鏈輪8、鏈條9，使收紙臺10下降。當紙堆與微動開關脫開后，電機停轉，完成一次下降過程。為防止由紙堆量變化引起每次下降距離的過多變化，在與電機的連接軸上，裝有制動器，以消除紙堆慣性。2）收紙臺快速下降當收紙臺上的紙堆達到一定高度需要更換紙臺時，需要將收紙臺降下，在更換紙臺后又需將空紙臺上升到收紙臺的工作高度，此時需要連續(xù)快速升降紙臺。為此，在收紙部位設有連續(xù)升降的電動按鈕（如圖5.1所示），按住相應的按鈕使電機1正轉或倒轉，即可實現(xiàn)收紙臺的連續(xù)升降。為保證安全，在導軌的上部和下部，均設有限位開關。當收紙臺升到最高位或降至最低位時，與限位開關相接觸，使電機停轉。圖5.1J2108A型印刷機操作面板局部圖3）收紙臺手動升降在某些情況下，如發(fā)生臨時停電而需放下收紙臺拉走紙堆時，就需要手動升降裝置。手動升降是通過用人工搖動相應的手柄15，手柄所搖動的軸與紙臺升降電機同軸，則通過同樣傳動路線可實現(xiàn)收紙臺的手動升降。手動升降裝置與電動升降裝置能夠互鎖，否則當操作人員正在搖動手柄時，突然來電或按動某個按鈕電路閉合使電機快速啟動，手柄將會突然快速旋轉甚至甩出，傷及操作人員而發(fā)生工傷事故。互鎖裝置的工作原理如下：在某個部位設置一個微動開關，當需要手動升降時，就會碰到這個微動開關，從而切斷了收紙升降電機的電源，使電機不能工作；當不需要手動升降時，微動開關復位，電機恢復正常的工作狀態(tài)。具體如圖5.2所示，在電機1的軸端有蓋板，打開蓋板，有一限位開關切斷電機的控制電路，保證電機不能工作。此時可將手柄15插入孔內，直接轉動電機軸，使收紙臺升降。取下手柄，轉動蓋板蓋住插孔，恢復電機正常工作狀態(tài)。圖5.2電動式收紙臺升降機構1-電機2、3、4、5-齒輪6-蝸桿7-蝸輪8-鏈輪9-鏈條10-重錘11-導軌12-導向件13-收紙臺14-限位開關15-手柄圖5.3電動式收紙臺升降機構結構圖5.6小結J2108A型對開單色膠印機升降機構采用的懸臂式結構經常會出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象以及懸臂支架斷裂的情況。為了克服這一弊病，本改進設計不采用懸臂式結構，而是由鏈輪和4根鏈條吊掛一大鋼板，推紙車可直接推入或拉出。優(yōu)點是負載大，升降更加平穩(wěn)，不僅結構簡單，可靠性也大大提高，操作更加方便。6升降機構SolidWorks動態(tài)仿真為了立體的呈現(xiàn)升降機構的結構及工作原理，采用SolidWorks對其進行動畫仿真。6.1零部件的立體建模確定各零部件的尺寸→打開SolidWorks→選擇“零件圖”選項→選擇一草圖基準面→分別對各零部件進行立體建模并保存6.2裝配體的生成確定裝配體中各零部件之間的相互配合關系及空間布局→選擇“裝配圖”選項→選擇“插入零部件”工具，依次將各零部件插入→選擇“配合”工具，根據(jù)零部件之間的不同配合關系，可通過標準配合、高級配合以及機械配合依次對各個零部件進行配合→生成裝配體（如圖6.1所示）6.3升降機構的動態(tài)仿真選擇運動算例→給生成的裝配體