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胶印机产生“杠子”的原因分析及排除

“胶印杠子”(以下简称杠子)是胶印印刷中存在的一个比较普遍的质量问题。在实际生产中遇到产品起杠的故障时,都感到比较棘手,难以解决,这是因为杠子的产生往往是由多种因素引起的,起因比较复杂。因此许多技术人员和操作人员长期以来,一直在不断地研究和探讨,如何快速准确地判断、查找出杠子产生的原因,并迅速予以排除。本文结合自己多年在企业工作实践中的经验,就单张纸胶印机上产生杠子的原因进行粗略地分析,同时对鉴别、查找、确定杠子产生根源的各个要点作一论述,与同行共同探讨。
  一、杠子的定义及分类
  1.杠子的定义:
  所谓杠子即指在印刷时,网点或墨膜厚度发生不规则变化,在平行于滚筒轴线方向所形成的墨色深浅不一的条痕。它是由于某些因素的影响,便得辊之间,靠版辊与印版滚筒之间,印版滚筒与纸张之间产生微小的滑移,在油墨的转移过程中,这一微小滑移改变了墨膜厚度或网点的形状和大小,形成了条状墨色变化。
  2.杠子的分类:
  (1)根据外观特征,杠子可分为墨杠和水杠两种。
  墨杠:网点发生不规则的扩大、变形拉长,墨色加重,在版面形成一条明显的深条痕(又叫墨杠子)。
  水杠:网点发生不规则的缩小,墨色减淡,构成一条明显的浅条痕(又叫白杠子)。
  (2)根据起因,杠子可分为:辊杠子,齿轮杠子,振动杠子和其它杠子四种。
  辊杠子:由于匀墨部分设计不合理,胶辊精度不够、调节不当,引起胶辊与印版间的微小滑移或干扰正常的油墨转移,使印刷密度发生变化,产生胶辊杠子。
  齿轮杠子:胶印机各滚筒及匀墨、湿润部分的传动齿轮,出现齿形、齿间、齿面光洁度等各项误差,在啮合过程中产生振颤,不能保证平稳运转,产生齿轮杠子。
  振动杠子:由于胶印机在运转过程中,存在着滚筒缺口,刁纸牙开闭的冲击,往复运动及凸轮连杆机构惯性引起的冲击振动传动件配合间隙等许多不平衡因素的影响,造成转印部位因颤动而产生相对滑移,产生振动杠子。
  其它杠子:由于胶印印刷工艺过程中是机械作用和理化反应相结合的综合复杂过程。参与印刷过程的药水、油墨、印版、橡皮布、衬垫、纸张等,某一因素处理或选择不当所产生的杠子统归为其它杠子。限于篇幅,本文对此类杠子不作分析。
  二、引起杠子的原因分析
  杠子的产生过程中,有突发性的、也有逐渐显露的。就胶印机本身而言,引起杠子的原因很多。本文将其归纳为操作调整不当、机械问题和设计问题三个方面进行分析。
  1.操作调整不当
  (1)水墨辊压力调整不当。着墨辊与版面压力过大,当着墨辊接触到印版滚筒空档时,着墨辊碰到印版的咬口边缘产生冲击,墨辊在版面产生振动跳跃现象,线速度发生瞬间变化,正常的墨膜受到干扰(如图1(a)所示)。A点墨膜受到干扰,经转移至印版上的A’处形成墨杠,这种杠子有可能在A”处再次出现(A’A”弧长为该根着墨辊的圆周长)。
  同样在图1(b)中,B处墨膜也可能受到干扰,经转移到印版B’、B”处形成杠子(B’B”弧长等于该着墨辊的周长)。
  虽然为避免因胶辊振动在咬口产生墨杠,印版滚筒在设计中提前了70mm左右,但是由于一根串墨辊紧贴着两根着墨辊,当第二根着墨辊跳上去时,也将串墨辊顶上去一些,落下时串墨辊也随之落下,串墨辊的这个跳动也同时影响到第一根着墨辊,此时第一根着墨辊已在图文内,因此产生杠子(如图1(c)),单张纸胶印机一般有4根着墨辊,两支下串墨辊(如图1(d)),因此就形成不止一条的忽轻忽重的杠子。另外由于③、④两根着墨辊不但对印版起着墨作用而且起收墨作用,上述现象的存在最易引起杠子,所以更应精确调整。
  着墨辊同串墨辊压力过大。由于着墨辊是靠印版滚筒和串墨辊的磨擦转动的,着墨辊与串墨辊之间压力过大,使着墨辊过多地依靠串墨辊,着墨辊两边受到的磨擦不等,它在印版表面就有可能产生磨擦滑动,而产生杠子。
  同样道理,着水辊同版面及串水辊之间的压力过重时,影响水膜的均匀传递而引起白杠。
  (2)滚筒包衬过度。由于上压或下压力过小,增大滚筒包衬,使滚筒包衬过度,加剧滚筒在滚压时的微量速差和微量磨擦。从微观出发,滚筒的线速度由于各种因素的影响,不是绝对相等的,只是相对的平衡,在一定程度上的微量速差总是存在的。包衬过度使橡皮布在挤压作用下,产生过量的磨擦,印版版面出现间隙性的磨损和印迹挤铺,因而产生杠子。
  (3)橡皮滚筒与压印滚筒压力太大。胶印机是由三个滚筒挤压完成印刷的,滚筒工作面相对时存在一定的挤压力。当滚筒运转到空档时,负荷就会产生变化(如图2所示):B点接触脱离空档时,在A点产生冲击。由于滚筒轴承中有微小的间隙以及滚筒和轴承的弹性变形,滚筒就会产生微小的位移并引起振动,橡皮滚筒与压印滚筒之间压力过大,就会加剧这种振动,对不走滚枕的印刷机来讲,这种振动得不到消除而产生杠子。
  (4)橡皮布松弛。当橡皮布太松时,由于滚压作用,橡皮布在滚筒表面发生前后滑动,这种相对运动就会产生一条或几条杠子。
  (5)版面水分过大。胶印机印刷过程中,版面水分太大会影响墨膜的均匀转移,使印刷密度太低而加剧杠子的出现。因此对胶印印刷来说,在保证版面不带脏的前提下,应把供水量控制在尽可能小的范围内,并使供水量和供墨量处于比较稳定的状态。控制良好的水墨平衡是提高印刷质量的重要环节。
  2.机械问题
  (1)滚筒齿轮磨损、精度降低。
  胶印机滚筒齿轮的精度要求很高,几乎与飞机航空齿轮接近,为了使中心距能作微量的调整(以适应在一定范围内,承印不同厚度的纸张),尽量减小齿侧隙的增大,保证运转平稳,胶印机大多采用渐开线齿轮及14.5°~15°的齿形压力角。一般因齿轮传动过程中所造成的齿轮之间微小的周期性速度变化,不足以显示杠子。但当齿轮齿面磨损过度或个别齿损坏,齿沟内有异物时,齿轮不能按啮合线匀速滚动,在运转中产生颤动,都会导致滚筒相互速度不一致造成转印面之间的相对滑移,产生周期性齿轮杠子。齿轮杠子的特点是杠子之间的间距T=πMs(Ms是齿轮的端面模数),形似搓衣板密布于整个版面,如果是几个牙齿损坏或齿沟内有异物,则产生几条对应位置的杠子。
  (2)串墨辊轴套磨损严重或串墨辊齿轮磨损过度。轴套间隙扩大,齿轮啮合产生的振动便会传递给串墨辊,影响墨膜的正常传递而引起杠子的出现。由于轴头配合面磨损或有杂物,三根串墨辊安装不同心,引起串墨辊跳动影响墨膜的传递而产生杠子。
  (3)滚筒轴承磨损。滚筒轴承磨损会引起各种杠子,这取决于轴承的位置。当载荷不正常,润滑不良或有杂物浸入后,造成轴承磨损,使轴承配合间隙不当,滚筒负荷发生变化时,产生振动而引起杠子。
  (4)着墨辊弹跳及端隙。着墨辊外圆老化,凹凸不平,芯轴弯曲,轴座锁件磨损等因素会引起着墨辊跳动,造成杠子的产生。着墨辊轴座磨损、轴承台阶长度尺寸误差过大产生端隙,着墨辊会在串墨辊的作用下产生过量的轴向串动,影响墨膜的转移而引起杠子。
  (5)传动系统负载的振动与冲击。单张纸胶印机结构复杂,生产冲击和振动的部位相当多,如滚筒的离合、滚筒空档进入滚压,各类往复运动的递纸机构及凸轮驱动机构,纸张交接的开闭牙机构,墨辊串动及传水传墨辊的摆动机构等。由于这些机构的振动和冲击,会破坏滚筒之间的匀速同步滚压,引起瞬间的速度变化,使滚筒之间产生相对滑移形成杠子。特别是在主电机皮带松弛时,这些冲击和振动更加剧胶印机运转的不平稳。其中有设计、制造方面的缺陷,也有调节使用不当的因素。
  (6)传动系统零件磨损过度。传动系统的各类零件如传动皮带磨损打滑,各种键联接的磨损变形,联轴节的磨损滑动,凸轮、齿轮以及轴承件的磨损等,这些零件的磨损过大都在不同程度上影响胶印机运转的平衡性及杠子出现的可能性和严重程度。
  3.设计问题
  胶印机出现杠子不仅取决于核心部件滚筒及其轴承的结构形式,取决于印刷滚筒是否走枕,而且还取决于机器墙板、机架、底盘的结构和刚度,以及输水、输墨部件的结构和可靠性等许多因素。本文仅对走枕及下输墨系统的缺陷进行简述。
  (1)走枕与不走枕
  单张纸胶印机有两种印刷方式:一种是滚筒肩铁接触的印刷方法,即走枕印刷方法。采用肩铁不接触的胶印机,在印刷过程中由于滚筒空档和往复运动、间歇运动机构的存在,以及滚筒轴承间隙,齿轮侧隙增大的影响,在高速运转中会引起滚筒的振动,容易产生杠子。而对走枕的胶印机来讲,肩铁直径与齿轮节圆相等,滚筒齿轮总是处在精确的啮合中运转,各印刷滚筒的中心距固定,齿隙不会扩大,而且滚筒两肩铁的接触压力大于滚筒的印刷压力,因此在滚筒运转过程中,轴承间隙、工作面与空档转换时的冲击不会影响印刷质量。所引起的振动被滚枕消除,特别是在轴承及滚筒齿轮磨损的情况下,这个作用更加显著。因此可以说走枕的胶印机更能有效地防止杠子的出现,保证印品质量。
  (2)下输墨系统的缺陷,双色卫星型五滚筒排列结构及B-B型四滚筒排列结构的胶印机,其上输墨系统与下输墨系统结构不同。图(3)所示为J2205型双色胶印机的排列结构。
  第一色着墨辊在印版滚筒的正上方,而第二色的四根着墨辊,两根在印版滚筒的正下方,另外两根在印版滚筒的偏下方位置。第一色组、第二色组的着墨辊与印版表面的压力都是依靠两头的压簧的压力来获得的,两色组所使用的压簧是一样的。由于着墨辊重力的影响,在压簧压力相同时,两色组对版面压力就相差很大。因此若采用与第一色组同样的调法对第二色组进行调试,就极易产生故障,出现网点空虑,墨膜不均和白杠。所以第二色组的压力调节应比第一组加大一些,或将压簧调换成弹力较大一些的弹簧。另外J2205型胶印机第二色组整个结构与主机滚筒部件不是一个整体,是可移开式的,因此自身振动较大,也易引起杠子的出现。
  三、杠子的查找及排除要点

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