Брошюровочно-переплетные операции
Принцип работы одноножевых бумагорезальных машин и факторы, влияющие на процесс резания
Разрезку бумажных листов осуществляют на различных одноножевых бумагорезальных машинах. Эти машины могут быть также использованы для разрезки технической ткани, различных пластмасс, картона и обрезки блоков с трех сторон.
Все существующие одноножевые резальные машины подразделяются в зависимости от степени механизации (привод главных механизмов) на машины с ручным приводом, с частичной механизацией привода и с полной механизацией привода. Все одноножевые бумагорезальные машины, в том числе и машины с полной механизацией, имеют ручную загрузку и съем продукции.
Объясняется это тем, что виды разрезаемой продукции слишком разнообразны по своим форматам и характеру, и это исключает возможность применения самонакладов. Длина реза у разных одноножевых машин различная и может быть равна 70, 110, 120 и 150 см. Однако все одноножевые резальные машины работают по одной технологической схеме.
Технологический процесс работы на всех одноножевых машинах заключается в следующем. Столкнутую стопу листов укладывают на металлический стол машины — талер с таким расчетом, чтобы верные стороны прилегали к заднему упору или затлу, предварительно установленному по заданному размеру, и к боковому упору (на схеме не показан). Всего на талер можно уложить но более 1 000 листов; количество листов зависит от толщины бумаги, однако общая высота стопы не должна превышать 10-11 см.
Перед разрезкой стопа листов зажимается балкой прижима. Основное назначение прижима — предотвратить смещение листов в стопе в процессе разрезки, в противном случае возможна неправильная разрезка листов. При пуске машины на рабочий ход балка прижима опускается раньше ножа, что обеспечивает своевременный зажим стопы.
Нож закреплен в ножедержателе и вместе с ним совершает сложное движение в вертикальной плоскости. Для обеспечения полной разрезки всех листов в стопе необходимо, чтобы нож в своем нижнем положении несколько врезался в талер.
Но талер машины металлический и врезание ножа вызовет быстрое его затупление или даже поломку машины, поэтому под линией соприкосновения ножа с талером сделано углубление, в которое вставлен деревянный или капроновый брусок, называемый марзаном. При опускании ножа в крайнее нижнее положение он врезается в марзан. Деревянные марзаны изготовляют только из твердых пород дерева — дуб, бук, береза и т.д.
Для того чтобы правильно установить пачки листов, на талере резальной машины нанесены метки перпендикулярно линии реза. При поступлении на разрезку листов с косиной, которые не могут быть притолкнуты к упорам машины, стопу выравнивают перед разрезкой по меткам на талере.
В настоящее время у машин с большой длиной реза (крупноформатных) талер делается пневматическим: с помощью сжатого воздуха, подаваемого через специальные отверстия в поверхности талера, между стопой листов и талером образуется воздушная подушка, облегчающая перемещение стопы.
Большое влияние на качество разрезки продукции оказывает вид заточки ножа. Резальные ножи изготовляют из стали, причем материалом для режущей кромки ножа служат особо прочные сорта стали.
В зависимости от характера разрезаемой продукции (бумаги, картона, ткани и т.д.) лезвие ножа в резальных машинах может иметь различный угол и форму заточки. Существуют две различные формы заточки ножа — прямолинейная и двойная прямолинейная (рис. 6).
Наиболее распространена прямолинейная форма заточки ножа (рис. 6, а), которая при своей высокой устойчивости и простоте обеспечивает хорошее качество разрезки листов.
Двойная прямолинейная заточка (рис. 6, б) наряду с преимуществом имеет и ряд недостатков. К преимуществу относятся лучшие условия отодвигания отрезаемой части стопы, а к недостаткам — сложность достижения такой заточки.
Отклонение угла заточки ножа от установленных норм снижает качество разрезки и приводит к преждевременному износу, а иногда и к поломке отдельных деталей машины.
Следующим фактором, оказывающим большое влияние на работу одноножевых резальных машин, является характер движения ножа в вертикальной плоскости.
В различных моделях резальных машин используются различные виды движения ножа, основные из которых следующие (рис. 7): а — вертикальное (нож перемещается по вертикали под прямым углом к стопе); б — плоскопараллельное (нож двигается по отношению к стопе под некоторым углом а, в то время как лезвие ножа все время параллельно талеру машины) и в — сабельное (лезвие ножа в своем крайнем верхнем положении располагается под углом 2° по отношению к талеру, а при опускании ножа оно выравнивается и в своем нижнем положении располагается строго параллельно талеру машины).
Первый вид движения ножа имеет ряд недостатков: 1) возникают большие ударные нагрузки при врезании ножа в стопу, что плохо отражается на работе машины; 2) необходимо приложить к ножу значительную силу, чтобы разрезать стопу, — поэтому вертикальный вид движения используется крайне редко, лишь при фасонной резке материалов (бумаги, картона, фибры).
Второй вид движения ножа требует применения меньших усилий при разрезке, чем первый, однако ударные нагрузки при врезании ножа в стопу листов сохраняются.
Лучшим видом движения ножа считается сабельное движение, при котором ударные нагрузки, возникающие при разрезке, сводятся к минимуму и при этом значительно уменьшается сила, прилагаемая к ножу в процессе резания. Все это обеспечивает не только лучшее качество разрезки, но и создает более благоприятные условия для работы машины.
Во всех отечественных резальных машинах используется сабельное движение ножа.
Как уже указывалось, в процессе разрезки стопы листов необходимо приложить определенную силу к ножу в направлении его движения, чтобы преодолеть сопротивление стопи листов бумаги при разрезке. Такая сила называется усилием резания. Величина усилия резания зависит от ряда факторов: угла заточки, степени остроты лезвия ножа, характера движения ножа, длины реза и других.
Например, угол заточки ножа на усилие резания влияет следующим образом: при увеличении угла заточки усилие возрастает, а при уменьшении угла заточки (до определенного предела) усилие резания уменьшается. Если угол заточки меньше допустимого предела, равного 16°, то усилие резания возрастает, что отрицательно сказывается на работе машины и на качестве разрезки.
Степень остроты лезвия (режущая кромка) ножа в значительной степени влияет на усилие резания и на качество разрезки. Острые, хороню заточенные ножи уменьшают усилие резания, и наоборот, тупые ножи увеличивают усилие резания. Кроме того, при тупом ноже ухудшается качество разрезки листов, так как при этом происходит не разрезка бумажных волокон, а их разрыв.
Не менее существенным фактором, влияющим на величину усилия резания, является и характер движения ножа. При вертикальном движении ножа, когда при разрезке листов происходит рубка бумажных волокон, возникает большое усилие резания, а при сабельном движении ножа, когда вместо рубки происходит как бы распиливание бумажных волокон, усилие резания значительно уменьшается.
Таким образом, необходимо строго следить за правильным технологическим режимом при работе на одноножевых резальных машинах, поскольку нарушение режима приводит к преждевременному износу оборудования и отрицательно скажется на качестве продукции.
Особое внимание следует обращать на степень зажима стопы в процессе разрезки. Если сила зажима стопы при разрезке не будет достаточной, то качество продукции понизится, поскольку может происходить вытягивание отдельных листов из стопы при опускании ножа, а также смещение частей стопы.
Механизмы прижимов, обеспечивающие зажим стопы до начала резания и в процессе его, имеют различную конструкцию в зависимости от вида одноножевой бумагорезальной машины.
По конструкции прижимы можно разделить на три основные группы: винтовые, пружинные и гидравлические.
Винтовые прижимы, применяемые в малоформатных одноножевых машинах, не обеспечивают одинаковую степень зажатия каждой стопы разрезаемого материала. Следовательно, качество разрезки всех партий продукции будет отличаться друг от друга и не может быть достаточно хорошим. Кроме того, винтовые прижимы при их установке вручную требуют значительных физических усилий.
Пружинные механизмы прижимов, установленные на крупноформатных машинах, не имеют перечисленных недостатков, так как балка прижима опускается автоматически при включении машины на рабочий ход. Силу зажатия стопы в зависимости от характера разрезаемой продукции можно регулировать в нужных пределах, что является преимуществом данных видов прижима.
Наиболее совершенными прижимами являются гидравлические, которые обеспечивают плавность опускания балки прижима на стопу, постоянную силу зажима стопы в процессе разрезки и возможность контроля давления прижима с помощью специальных приборов (монометров).
Источник статьи: http://maxbooks.ru/brosh/broshing11.htm
Резка с использованием одноножевой резальной машины
Основная схема одноножевой резальной машины дана на рис. 3.
При резке нож должен преодолеть сопротивление материала.
Основные факторы, определяющие сопротивление резанию:
· свойства разрезаемого материала (тип бумаги, направление волокон, влажность);
· данные, характеризующие стопу (высота стопы, длина резания);
· конструкция и состояние ножа (угол заточки, степень износа);
· траектория движения ножа во время процесса резания.
Тип резки определяется движением ножа при разрезании материала. Существуют вертикально-параллельная разрезка (для плотного материала), наклонно-параллельная, криволинейно-параллельная и наклонно-криволинейная (сабельная) резки. В одноножевых резальных машинах используется только наклонно-криволинейное (сабельное) движения ножа, поскольку, оно обеспечивает наименьшее усилие резания.
Таблица 1
Материалы/заготовки, подлежащие обработке
Таблица 2
Примеры продукции, изготовленной с помощью разрезки
Рис. 3
Технологическая схема одноножевой бумагорезальной машины (Polar Mohr)
На рис. 4 показаны силы, действующие на режущую кромку ножа во время наклонно-криволинейной (сабельной) разрезки.
Характеристики процесса разрезки бумаги отображены в литературе. Силы сопротивления, воздействующие на клиновидный нож (рис. 4) одноножевой резальной машины, могут привести к различиям в прикладываемых усилиях (табл. 3).
На рис. 5 показана конструкция одноножевой резальной машины. Основные компоненты машины:
· закрытый корпус с направляющей ножа;
· резальный стол для поддержки стоп;
· режущее устройство с ножедержателем и приводом ножа;
· устройство прижима с прижимной балкой и ее приводом;
· устройство защиты (световой барьер);
· подаватель для разрезаемой продукции с приводом и боковыми упорами.
Разрезка стопы требует следующих операций:
· загрузки, включающей:
— поднятие части стопы (80—150 мм высотой) с паллеты;
— укладку на сталкиватель;
· сталкивания, содержащего:
— раздув стопы для уменьшения трения между листами;
— выравнивание листов с двух сторон;
— удаление воздуха из разрезаемой стопы;
· транспортировки разрезаемой стопы в одноножевую резальную машину;
· резки, сопровождающейся:
— установкой размеров резки на резальной машине;
— выравниванием разрезаемой стопы в резальной машине;
— удалением обрезков со стола;
— манипулирование разрезаемым материалом в машине для подготовки следующего;
· разгрузки, включающей:
— транспортировку части обрезанной стопы в зону доставки;
— выкладывание обрезанных стоп на паллету;
— транспортировку паллет на доставку.
Рис. 4
Силы резания, действующие на нож при диагональном сабельном резе
Таблица 3
Характерное сопротивление резанию (диагональный сабельный рез, β = 20°, острое лезвие, угол «врезания» ножа 2–3°)
Системы разрезки или поточные линии состоят из основного и вспомогательного оборудования (рис. 7). Вспомогательные операции (погрузка, разгрузка, манипуляция стопой в одноножевой резальной машине) являются весьма существенными. На фактическую производительность резальной машины (как экономический параметр) влияют:
· высота подаваемого разрезаемого материала (от 500 до 1500 листов в стопе);
· число резов на стопу (когда для разрезания этикеток требуется до 100 резов);
Источник статьи: http://helpiks.org/2-45336.html
Компью А рт
Одноножевые резальные машины (ОРМ) универсальное оборудование, предназначенное для резки стоп запечатываемых и переплетных материалов, оттисков, тетрадей и блоков.
Принято различать две разновидности операции резки: подрезку и разрезку. Подрезка выполняется для создания двух взаимно перпендикулярных сторон стоп листов и/или придания им требуемых размеров. Создание двух взаимно перпендикулярных сторон требуется для точного позиционирования стопы на стапельном столе самонаклада печатной машины. В процессе подрезки стоп оттисков удаляются их кромки, содержащие приводочные метки и контрольные шкалы. Разрезкой называют операцию разделения нескольких размещенных на одном оттиске работ. ОРМ применяются для выполнения как разрезки, так и подрезки.
Процесс резки на ОРМ включает следующие операции: сталкивание стопы и ее укладка на стол машины к подавателю; перемещение стопы подавателем в позицию резания и ее выравнивание относительно ножа; фиксация стопы прижимом и резка; удаление обрезков и съем стопы со стола или повторное позиционирование и повторная резка.
Основными узлами ОРМ являются:
• система защиты обслуживающего персонала;
Кроме того, современные ОРМ могут комплектоваться различными периферийными устройствами.
Верхняя поверхность литого стола ОРМ служит опорой для стопы бумаги. Конструкция стола должна обеспечивать легкое перемещение стопы, а его поверхность иметь высокую износостойкость. Для облегчения перемещения стопы стол полируется и над ним создается воздушная подушка подача воздуха осуществляется через клапаны в поверхности стола. Клапан представляет собой гильзу с помещенным в нее подпружиненным шариком. В обычном состоянии шарик прижимается пружиной к отверстию гильзы и перекрывает клапан, а под весом стопы он отжимается вниз, и через образовавшийся зазор под стопу начинает подаваться воздух. Для повышения износостойкости стол может хромироваться.
ОРМ Polar 115x
Подаватель
Механизм подавателя (иногда его называют затлом) предназначен для выравнивания стопы и ее последующего позиционирования относительно ножа. Укладка стопы производится в тот момент, когда подаватель удален от зоны резки. При укладке стопа приталкивается к рабочей поверхности подавателя и к одному из боковых упоров. Механизм подавателя обычно реализуется в виде кинематической пары «винтгайка». Прямолинейность перемещения подавателя обеспечивает жесткая направляющая.
Механизм перемещения подавателя может размещаться в пазу стола или над столом. В первом случае конструкция механизма упрощается и является очень жесткой, однако несколько снижается жесткость стола и повышается вероятность загрязнения механизма бумажной пылью и мелкими отходами. Как правило, ходовой винт располагается в пазу в середине стола. Во втором случае стол имеет жесткую монолитную конструкцию, однако при этом оказывается сложнее обеспечить высокую жесткость элементов механизма перемещения подавателя, к тому же размещение механизма над столом делает обслуживание машины менее удобным.
В процессе загрузки стопы при ее приталкивании к рабочей поверхности подавателя механизм перемещения испытывает достаточно высокие нагрузки, которые со временем приводят к снижению точности позиционирования стопы и выходу механизма из строя. Для повышения срока службы механизма перемещения подавателя в некоторых современных ОРМ вместо обычных пар «винтгайка» используются надежные беззазорные шариковые винтовые передачи 1 , КПД которых за счет замены трения скольжения трением качения достигает 0,9.
Рабочая поверхность подавателя представляет собой «гребенку», закрепленную на литом корпусе подавателя. Обычно гребенка установлена таким образом, чтобы ее поверхность была параллельна плоскости резания, однако в некоторых машинах существует возможность регулировки положения подавателя его наклона и/или поворота. Расстояние от поверхности «гребенки» до плоскости резания в современных ОРМ контролируется электронными датчиками, отслеживающими перемещение ходового винта. Точность позиционирования подавателя может достигать 10 мкм.
Привод подавателя
Нож в ОРМ имеет клиновидную форму: его лезвие образовано пересечением вертикальной (параллельной плоскости резания) и наклонной рабочих граней. Корпус современных ножей изготавливается из конструкционной стали, а лезвие из легированной стали или из твердого сплава. Ножи с лезвием из твердого сплава характеризуются на порядок более высокой износостойкостью, чем ножи с лезвием из легированной стали, однако требуют специального инструмента для заточки.
Оптимальный угол заточки ножа зависит от твердости материала, который подлежит резке. При меньших углах заточки уменьшается сила резания (сумма сил сопротивления ножу) и, вместе с тем, понижается жесткость ножа, что может привести к деформации лезвия. Поэтому чем выше твердость материала стопы, тем больше должен быть угол заточки ножа. Обычно значение угла заточки лежит в диапазоне 1530 ° . Иногда применяется двойная заточка, при которой на кончике лезвия формируется фаска с углом большим на 23 ° , чем основной угол заточки; благодаря этому удается повысить жесткость лезвия. Угол заточки лезвия и соотношение его твердости и твердости обрабатываемого материала определяют период нормальной (до затупления) работы ножа.
Нож крепится в ножедержателе массивной детали, повышающей жесткость ножа и связывающей его с механизмом привода. Конструкция крепления ножа в ножедержателе должна предусматривать возможность корректировки его положения для компенсации стачивания лезвия в процессе работы.
В современных ОРМ используется марзанный способ резки в нижней части своей траектории нож врубается в марзан пластмассовый брусок, расположенный в пазу стола. Марзан служит опорой для нижних листов стопы и обеспечивает их качественную резку. Нож в процессе резки совершает так называемое сабельное движение: он врубается в стопу не по всей длине лезвия, а постепенно, перемещаясь как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях и поворачиваясь. Начальный угол наклона лезвия ножа к горизонту составляет 12 ° , а по мере опускания ножа этот угол уменьшается до 0 ° в марзан лезвие врезается одновременно по всей своей длине. Траектория перемещения ножа в плоскости резания образует с поверхностью стола угол 4045 ° . Благодаря сабельному движению ножа удается снизить ударные нагрузки на стопу, на привод ножа и другие механизмы ОРМ, а также уменьшить усилие резания и повысить точность разрезки.
В современных ОРМ применяются два типа приводов ножа: электромеханический и гидравлический. Гидравлический привод характеризуется меньшим КПД, чем электромеханический, поэтому он нашел применение в основном в машинах с малой и средней длиной реза. К достоинствам гидравлического привода относятся компактность и высокое быстродействие, обеспечивающее моментальную остановку ножа в случае срабатывания системы безопасности. Электромеханический привод включает электродвигатель, клиноременную передачу, маховик, муфту и механическую передачу. Массивный маховик служит для выравнивания нагрузки на привод при холостом и рабочем ходе ножа. Муфта соединяет или разъединяет двигатель и маховик с механической передачей.
Устройство загрузки стоп
Устройство выгрузки стоп
Прижим
Механизм прижима уплотняет стопу и фиксирует ее по всей длине резания. Балка механизма прижима опускается на стопу до начала перемещения ножа и освобождает ее только после подъема ножа выше уровня стопы. Расстояние от балки прижима до плоскости резания обычно составляет несколько десятых миллиметра, поэтому опущенная балка указывает на положение линии резания, что может быть полезно в машинах, не оборудованных световыми указателями.
Оптимальное значение давления прижима определяется минимальной величиной, необходимой для того, чтобы листы в процесс резания были зафиксированы неподвижно. Недостаточное давление прижима приводит к уменьшению точности резки вследствие сдвига листов относительно плоскости резания, слишком высокое давление деформирует листы, а при резке оттисков может привести к отмарыванию краски.
В современных ОРМ применяется так называемый упругий прижим, при котором балка в процессе резания поддерживает давление прижима постоянным, компенсируя деформацию стопы по мере нарастания силы резания. Для этого механизм прижима должен позволять выполнять бесступенчатое регулирование давления балки на стопу. В настоящее время в ОРМ применяется преимущественно гидравлический привод механизма прижима, электромеханическим приводом прижима комплектуются только наиболее простые и недорогие машины.
Рабочая поверхность балки прижима может быть гладкой или представлять собой гребенку, входящую выступами в пазы гребенки подавателя. В первом случае удается обеспечить максимальную равномерность давления прижима, во втором минимизацию ширины отрезаемой полосы. При резке легко деформируемых и фактурных материалов на рабочую поверхность балки прижима могут устанавливаться эластичные накладки.
Система защиты
Системы защиты обеспечивают безопасность персонала, обслуживающего ОРМ. В верхнем положении лезвие ножа располагается выше рабочей плоскости прижима, включение механизмов прижима и ножа производится только двумя руками (принцип занятости рук), причем при каждом включении машины выполняется только один рабочий цикл. Современные ОРМ также могут комплектоваться закрывающим зону резания «световым барьером» системой ИКдиодов и ИКсветоприемников, блокирующей механизмы привода ножа и прижима в случае, если перекрывается хотя бы один из лучей.
Дополнительные устройства
К дополнительным устройствам, облегчающим обслуживание ОРМ, относятся устройства замены ножа, системы удаления обрезков, механизмы опускания боковых упоров стола и т.п. Устройство замены ножа служит для облегчения его замены и установки. Для автоматического удаления обрезков в некоторых машинах передний стол отходит вперед, открывая раструб, в который падают и пневматически засасываются обрезки, транспортируемые потом в специальный ящик. Механизм опускания боковых упоров позволяет увеличить площадь заднего стола и дает возможность выполнять автоматическую загрузку стопы.
Устройство переворота стоп
Периферийные устройства
Поскольку операция резания занимает только 1020% продолжительности цикла обработки стопы, а остальные 8090% времени уходят на транспортировку стопы, сталкивание листов и другие вспомогательные операции, современные ОРМ могут комплектоваться различными вспомогательными устройствами: вибросталкивателями, стопоподъемниками, устройствами загрузки транспортировки и выгрузки стоп, а также устройствами поворота стоп. В настоящее время разработаны полностью автоматические роботизированные системы резки на базе ОРМ.
Автоматизированная резальная система
Выбор ОРМ
Основными технологическими параметрами ОРМ являются максимальная длина реза и максимальная высота стопы. Длину реза следует выбирать исходя из размера диагонали стопы максимального формата, которую планируется резать на ОРМ. Это позволит поворачивать стопу в любом месте стола.
Максимальное число резов в минуту при выборе машины можно не учитывать, поскольку этот параметр мало влияет на реальную производительность резания. Значительно важнее степень автоматизации и удобство управления ОРМ. В современных моделях должны быть предусмотрены функции программного задания усилия прижима и положения подавателя с возможностью сохранения наборов данных.
При выборе ОРМ следует обратить внимание на ее массу. Поскольку при работе ОРМ возникают значительные динамические нагрузки, срок жизни механизмов в большой степени будет зависеть от эффективности демпфирования станиной этих нагрузок.
1 Между гайкой и винтом в таких передачах размещаются шарики, которые при перемещении винта и гайки относительно друг друга катятся по желобам и передают нагрузку при малых потерях на трение.
Источник статьи: http://compuart.ru/article/8897
