洞悉國產(chǎn)印刷機(jī)與進(jìn)口機(jī)差距 明了改進(jìn)方向

　　導(dǎo)讀：近幾年來，國產(chǎn)膠印機(jī)無論機(jī)器內(nèi)在品質(zhì)、使用功能、還是外觀造型，都有長足進(jìn)步。然而我們?nèi)砸逍训乜吹絿a(chǎn)膠印機(jī)從設(shè)計(jì)制造與國外品牌機(jī)還是存在著相當(dāng)差距，特別在精度、強(qiáng)度、剛度、硬度、粗糙度方面，我們還有很長的路要走。
　　
　　精度
　　
　　膠印機(jī)是一個(gè)十分精密型的印刷工業(yè)裝備，精度指標(biāo)是膠印機(jī)的第一要素。在薄如蟬翼的紙上套準(zhǔn)各種圖文，實(shí)現(xiàn)圖文的精確再現(xiàn)，必須把握好兩個(gè)指標(biāo)，一是墨層厚度均勻，二是網(wǎng)點(diǎn)位置和大小相對(duì)固定不變。墨層厚度不均，印品的墨色不勻．深淺不一；機(jī)器精度達(dá)不到一定要求，印刷網(wǎng)點(diǎn)大小變化和網(wǎng)點(diǎn)位置變化，最終也表現(xiàn)為墨色不勻，濃淡不一，網(wǎng)點(diǎn)疊印后不能再現(xiàn)原稿色彩，圖文視覺效果就是變色，美感喪失，而成為印刷的廢次品。墨層總厚度一般不足2微米，其墨層厚度允許變化的范圍更小，常規(guī)檢測是采用密度計(jì)，通過檢測其反射光線強(qiáng)弱來評(píng)判施墨量大小，同理網(wǎng)點(diǎn)大小和位置變化也將通過密度計(jì)測量印品反射光線強(qiáng)弱后計(jì)算密度值進(jìn)行評(píng)判。由此可見，機(jī)器精度稍不合格墨色將會(huì)變化。
　　
　　紙張是剛性極弱的圖文載體，要在每秒鐘內(nèi)將紙從紙堆中一張張分離，輸送到規(guī)矩部．進(jìn)行前后左右定位，再遞送進(jìn)入印刷單元，印刷完畢整理碼齊輸出。多色機(jī)印刷時(shí)每張紙需交接十多次．每色圖文之間誤差套準(zhǔn)印跡必須控制在0．03～0．05毫米以內(nèi)．否則會(huì)因印跡位移出現(xiàn)重影、變色等印刷廢次品。紙張傳送系統(tǒng)零件多．傳動(dòng)鏈長，各個(gè)零件位置精度，運(yùn)動(dòng)速度及行程控制，機(jī)體之間運(yùn)動(dòng)的相互協(xié)調(diào)，節(jié)拍頻率等要求都離不開零件加工，裝配精度。
　　
　　為達(dá)到理想色彩效果，一般印刷機(jī)采用酒精潤版替代水潤版．由于酒精表面張力遠(yuǎn)小于水表面張力，酒精潤版水膜厚度比普通水潤版水膜厚度薄得多，超薄水膜的酒精潤版模式對(duì)機(jī)器回轉(zhuǎn)精度要求相當(dāng)高，當(dāng)潤版輥跳動(dòng)超過0．008毫米，水膜即已破壞，就會(huì)出現(xiàn)印刷版面上臟．條杠等印刷故障將導(dǎo)致印品報(bào)廢。
　　
　　膠印機(jī)在印刷中不可避免需要改變零件運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向，由此會(huì)產(chǎn)生一些撞擊和振動(dòng)。如竄墨輥換向，叼紙牙擺臂開閉．滾筒離合，遞紙臂往返等等，這些細(xì)微沖擊振動(dòng)都會(huì)引起印刷網(wǎng)點(diǎn)大小變化或網(wǎng)點(diǎn)印跡的位移．這些不可避免的動(dòng)作所引起的振動(dòng)只能靠機(jī)器無間隙運(yùn)動(dòng)來消除或減弱，例如主傳動(dòng)齒輪副齒廓之間間隙要減小，齒輪輪齒周節(jié)誤差要減小，齒廓接觸面要大，這樣齒輪運(yùn)動(dòng)精度．傳動(dòng)平穩(wěn)性有保障，才能有效排除外來振動(dòng)源對(duì)齒輪傳動(dòng)精度的影響。同理共軛凸輪副滾子與凸輪廓線之間也須是幾乎無間隙運(yùn)行，一些轉(zhuǎn)軸類零件，其支承軸向徑向間隙、同軸度、孔軸配合的圓度等精度都必須達(dá)到精密量儀級(jí)水準(zhǔn)，如軸承回轉(zhuǎn)精度等級(jí)必須達(dá)到P4級(jí)以上．必須采用超精密加工工藝才符合設(shè)計(jì)要求。
　　
　　強(qiáng)度
　　
　　膠印機(jī)印刷速度越來越快，國產(chǎn)對(duì)開膠印機(jī)目前印刷速度在時(shí)速1萬印張左右，而同規(guī)格的國外印機(jī)印刷時(shí)速?zèng)]有在1萬印張以下的，標(biāo)定印速大多在時(shí)速1．5萬印張．個(gè)別品牌甚至已達(dá)到時(shí)速1．8萬印張。
　　
　　印刷速度對(duì)膠印機(jī)來講時(shí)速每上升1千印張就是一次挑戰(zhàn)．提高印速不僅僅是對(duì)機(jī)器精度的嚴(yán)峻考驗(yàn)，對(duì)機(jī)器零部件強(qiáng)度也是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。速度高零部件受力狀況將迅速惡化，速度改變時(shí)加速度的改變產(chǎn)生的附加負(fù)荷給機(jī)器的沖擊所造成的損害非常嚴(yán)重，不少機(jī)械零件在靜止或低速狀態(tài)下，強(qiáng)度問題不突出，幾乎從不出現(xiàn)損壞，當(dāng)速度提高后，慣性力、振動(dòng)頻率、沖擊力等等成倍增加，甚至十幾倍增加，原有的零件安全裕度根本不能保證零件正常使用，往往速度提高后，零件損壞頻率大幅提高，導(dǎo)致停機(jī)維修現(xiàn)象增多，例如北人產(chǎn)品08機(jī)、05機(jī)的水輥電機(jī)軸頭只有φ30毫米．且用普通碳鋼制造，調(diào)質(zhì)處理．電機(jī)功率也只有80W。正常使用未見損壞，但將該部件借用其他機(jī)型，速度稍有提高，損壞事故就頻出。對(duì)比國外機(jī)器如日本三菱、德國海德堡，同樣是對(duì)開幅面水輥電機(jī)軸頭直徑就達(dá)φ40毫米，增加近30％，且用優(yōu)質(zhì)合金鋼，電機(jī)功率達(dá)400W，許用扭矩相差五倍，甚至還有一些其他品牌機(jī)器比三菱機(jī)，海德堡機(jī)選用電機(jī)更大，達(dá)1200W。類似還有調(diào)版電機(jī)、紙堆升降電機(jī)、墨斗輥單向軸承等功率或許用扭距都是成倍增加。所以在高速狀態(tài)下這些零件強(qiáng)度必須予以足夠保證。
　　
　　剛度
　　
　　強(qiáng)度是零件抵抗破壞的能力，剛度是零件在外力作用下抵抗變形的能力。膠印機(jī)即是高精度的印刷工業(yè)裝備，在工作正常負(fù)荷作用下，其形變必須很小，由于加速度產(chǎn)生附加負(fù)荷的存在，膠印機(jī)已不再是輕型載荷類型設(shè)備，特別是高速運(yùn)行的膠印機(jī)，其機(jī)器的剛度更值得關(guān)注。有些機(jī)器設(shè)備雖然工作負(fù)荷很大，但是它正常運(yùn)行的前提只是零件不發(fā)生破壞，這類機(jī)器設(shè)計(jì)時(shí)零件只要進(jìn)行必要強(qiáng)度校核就行，只要不發(fā)生破壞就行，而膠印機(jī)不但負(fù)荷較大，更重要的是它正常運(yùn)行的前提是零件受力后的變形必須在許可范圍內(nèi)，而這個(gè)許可范圍又是非常之小，他設(shè)計(jì)計(jì)算的重點(diǎn)不僅是強(qiáng)度，而更是剛度。我們知道滿足零件剛度要求遠(yuǎn)比滿足強(qiáng)度要求困難大得多，因?yàn)榱慵谧冃瓮黄茦O限后才可能破壞，膠印機(jī)關(guān)鍵部件剛度允許變化的量級(jí)只有幾微米，否則機(jī)器不能印刷，所以為了保證膠印機(jī)零部件有足夠的剛度，設(shè)計(jì)中必須大量使用超靜定機(jī)構(gòu)，大量采用過定位結(jié)構(gòu)，這是印刷機(jī)區(qū)別于其他機(jī)械的一大特點(diǎn)。所謂超靜電就是支反力的總數(shù)量多于理論力學(xué)范圍內(nèi)求解方程總數(shù)，所謂過定位．就是零件約束數(shù)多于自由度．在這種情況下，零部件要能按預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，約束之間就不能互相干涉，前提條件就是提高制造精度，不然零件附加內(nèi)應(yīng)力將增加機(jī)構(gòu)運(yùn)行的阻力，消耗功率、加快零件損壞，甚至零件不能運(yùn)動(dòng)，例如機(jī)架的XYZ三維聯(lián)結(jié)、牙軸的多支點(diǎn)支承軸座，大法蘭長軸承套，錐面端面同時(shí)接觸的齒輪轂聯(lián)結(jié)等等，這些過定位結(jié)構(gòu)比比皆是，它們形成高精度、高強(qiáng)度、高剛度的有機(jī)結(jié)合。
　　
　　硬度
　　
　　國產(chǎn)機(jī)器與國外設(shè)備相比，不足之處除運(yùn)行的穩(wěn)定性外，還有精度的保持性低，精度保持性低是考量機(jī)器較長一段時(shí)期內(nèi)的穩(wěn)定性。比如2年、5年或更長一段時(shí)期機(jī)器的精度必須和出廠時(shí)一樣。雖然它與零件制造精度有關(guān)，但更為關(guān)鍵的原因是零件材料的選用與熱處理工藝方法的確定以及金屬材料內(nèi)部金相組織等因素有關(guān)，與零件運(yùn)行中所受負(fù)荷大小，材料內(nèi)應(yīng)力分布有關(guān)。較長時(shí)間工作后．零件表面磨損，導(dǎo)致尺寸精度，形狀位置的幾何要素精度喪失。零件耐磨損與否是一門很深的學(xué)問，他不像零件的加工是外在的品質(zhì)，比較直觀，是由金屬切削加工設(shè)備的機(jī)床精度和工裝來保證，比較容易控制，檢測也比較直觀確切，設(shè)計(jì)中輸出的技術(shù)要求還可以通過電腦演示、模擬、甚至實(shí)驗(yàn)確定，而零件的耐磨損則主要是由金屬材料的內(nèi)部組織決定的，并且不是材料越硬越好，越耐磨。
　　
　　有些指標(biāo)的數(shù)據(jù)要靠大量試驗(yàn)，要較長時(shí)間實(shí)際使用后才能確定。工藝操作也相對(duì)困難些，檢驗(yàn)也相對(duì)困難些．抽象些。由于它的不直觀性也往往被人們忽視。創(chuàng)新．走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合道路是攻破這一技術(shù)堡壘的有效途徑。減小易損零件的接觸應(yīng)力，設(shè)計(jì)提高易損零件的承載能力是一條行之有效的捷徑。
　　
　　粗糙度
　　
　　膠印機(jī)作為一種精密機(jī)械，零件加工尺寸精度，形位精度都很高，為了長期保持這種精密度，零件表面質(zhì)量必須得到保證。零件表面粗糙，運(yùn)動(dòng)阻力大，易發(fā)熱，消耗功率，更嚴(yán)重的是易磨損，精度保持性下降，膠印機(jī)主關(guān)鍵件配合偶件尺寸精度，形位精度都是μm級(jí)的，一但機(jī)件因表面粗糙而提前進(jìn)入快速磨損期，就意味著膠印機(jī)精度已喪失，其運(yùn)動(dòng)機(jī)件將處于微觀失控狀態(tài)，輕則網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大，產(chǎn)生水杠、墨杠、重影、變色、套印不準(zhǔn)等，重則噪聲增大．振動(dòng)、滲漏油、緊固件松動(dòng)、零件脫落打壞機(jī)件等嚴(yán)重設(shè)備事故也將發(fā)生。
　　
　　精度、強(qiáng)度、剛度、硬度、粗糙度是保證印刷機(jī)械質(zhì)量保證的根本，是印刷機(jī)設(shè)計(jì)制造的靈魂，它們互相關(guān)聯(lián)、互相作用、互相影響，只有牢牢把握這五個(gè)度，膠印機(jī)穩(wěn)定性及可靠性才有保證，膠印機(jī)品質(zhì)才能跨上一個(gè)新的臺(tái)階。