Лако-красочные материалы — производство

Групи подачі фарби бувають дукторного і насосного типів. Перші поділяються, у свою чергу, на групи з переривчастою та не­перервною подачами фарби

До складу дукторної групи з переривчастою подачею фарби вхо­дять: ФС 1 (рис. 2.2), в яку завантажується фарба; фарбовий ніж 2, що обмежує знизу щілину для виходу фарби; ДЦ 5, який періодич­но або неперервно повільно обертається, обмежуючи зверху щіли­ну для виходу фарби; гвинтові механізми 10, розташовані вздовж ФС ] з кроком порядку ЗО мм; передавальний валик 8, установле­ний на важелях, що коливаються, який передає порції фарби пер­шому циліндру % механізм 3, 4, 6, 7 для приводу та загального ре­гулювання подачі фарби. На рис. 2.2 не показано пристрої для пе­ремішування фарби (фарбозмішувачі) у скриньці, що часто засто­совуються у швидкохідних машинах. Якщо цих пристроїв у машині

Немає, то друкар періодично шпателем перемішує фарбу для за­побігання утворенню тиксотропних структур, які заважають відо­кремленню потрібної кількості фарби від загальної маси.

Дукторний циліндр 5 може періодично обертатися від криво­шипа і храпового механізму. Кути його повороту (див. рис. 2.2) можна регулювати поворотом сектора З храпового механізму 4, 6, 7 або іншими способами. Зміна часу вистоювання передавального ва­лика 8 біля ДЦ здійснюється коно’ідними або двома спареними ку­лачками завдяки повороту одного відносно іншого. Поворот кулач­ка здійснюється безступінчасто на працюючій машині планетарним механізмом з ручним керуванням.

На рис. 2.3 для прикладу зображено кінематичну схему приводу передавального валика ФА офсетної друкарської машини. Коливаль­ний рух валика 1 забезпечується профілем кулачка 6. Ролик З в кулісі

2 Виставляється на певний розмір (90± 10 мм). Потім під ролик 5 вставляється щуп розміром 8±0,()5 мм, а між валиком 1 і ДЦ — щуп розміром 18 мм. Якщо процес відокремлення фарби здійснюється нормально, то при обертанні ДЦ фарбовий шар доходить до переда­вального валика, який періоди­чно наближається або до дуктор — ного, або до розкочувального ци­ліндра. За один цикл роботи ма­шини передавальний валик вино­сить до розкочувальної системи таку кількість фарби, яка потріб­на на один відбиток

Необхідний кут повороту ДЦ за один цикл можна зна­йти з рівняння фарбового ба­лансу

= лУА" (2.1)

Де у — кут повороту ДЦ за пе­ріод контакту з передавальним валиком; г — радіус ДЦ; / — ро­боча довжина лінії контакту; Л — товщина смужки фарби, що передається валику ДЦ; а — се­редній коефіцієнт заповнення ДЕф; 5— площа форми; Л" — се­редня товщина шару фарби, яка віддається формою відбитку.

Із (2.1) випливає, що загальну кількість фарби, яка подається на відбиток, можна регулювати або зміною зазору Л, від якого за­лежить товщина шару Л, або зміною кута у. Зазор змінюють пере­міщенням ФС відносно ДЦ за допомогою двох гвинтових механіз­мів, установлених по краях машини. Кут повороту ДЦ при сталому куті нахилу важеля 7 із собачкою 6 змінюють поворотом сектора З, який закриває від собачки частину зубців храповика 4, що жорстко зв’язаний з ДЦ 5 (див. рис. 2.2). Відомо й інші механізми регулю­вання кута повороту ДЦ.

Вибір параметра регулювання залежить від в’язкості фарби. Най­більша товщина шару, що виводиться ДЦ, має бути такою, щоб фар­ба не витікала самовільно. Треба враховувати поступове її розігріван­ня під час друкування тиражу, яке виникає під дією сил тертя.

Недоліками розглянутих Фа є великі моменти сил інерції при коченні передавального валика та неминуче проковзування його поверхні відносно дукторного і розкочувального циліндрів, зумов­лене різними їхніми коловими швидкостями, що призводить до не­рівномірності передачі фарбн.

Ці недоліки відсутні у ФА ротаційних машин при використанні дукторної групи неперервної дії (рис. 2.4). Із скриньки 1 фарба ви­водиться ДЦ 2, що неперервно обертається, через зазор між ним і фарбовим ножем 4. Жорсткий передавальний циліндр 6 постійно знаходиться в контакті з еластичним розкочувальним валиком 5 і має з ним однакову (або трохи меншу) колову швидкість. Між дук — горним і передавальним циліндрами утворюється зазор. Колова швид­кість поверхні ДЦ набагато менша, ніж передавального. Тому шар фарби, який переходить з дукторного на передавальний циліндр, стає значно тоншим, що сприяє більш рівномірному її розподілу в розкочувальній групі. Для кращого сприйняття фарби передаваль­ним циліндром на його поверхні нарізують канавки.

Місцеве регулювання подачі фарби здійснюється гвинтами З, за­гальне — зміною частоти обертання ДІД за допомогою варіатора час­тот. Подібні ФА потребують високої точності виготовлення і викори­стовуються в швидкісних рулонних машинах. Механізми місцевого регулювання (10 на рис. 2.2 та 3 на рис. 2.4) забезпечують перероз­поділ фарби в окремій зоні ДФ залежно від сумарної кількості ДЕф, розташованих за ходом руху форми в цій зоні. Гвинти деформують фарбовий ніж, який виготовляють з тонкої смуги пружинної сталі.

Якщо пристрої для подачі фарби знаходяться в місцях, не зруч­них для обслуговування (особливо це стосується багатофарбових швидкохідних рулонних машин), то застосовують дистанційну сис­тему регулювання, винесену на загальний пульт керування маши­ною. Кожний гвинт місцевого регулювання дістає рух, наприклад, від малогабаритного реверсивного сервоелектродвигуна, яким керу­ють парою кнопок «Більше» і «Менше» (фарби).

Існують системи автоматичного регулювання і попереднього налагодження подачі фарби та ЗР, в яких використовуються ди­намічні денситометри для визначення площі ДЕф. Розрахунок по­трібних порцій фарби з урахуванням інерційності системи здійсню­ється електронною обчислювальною машиною (ЕОМ). Для цього спочатку на спеціальному столі сканувальна головка переміщується над оригіналом відбитка і підраховує, виходячи з густини відбитка, кількість фарби для кожної зони. За результатами вимірювань об­числюються зазори, які при дистанційному керуванні демонстру­ються на відеотерміналі, встановленому на пульті керування. На екра­ні висвічуються смужки різної товщини у кожній зоні регулювання та фактичний зазор у кожній зоні. Виконуючи дистанційне регулю­вання за допомогою кнопок «Більше» і «Менше», друкар намага­ється наблизити фактичний зазор до потрібного.

При дистанційному й автоматичному регулюванні багатофар­бових машин порівняно з ручним не тільки економиться час, а й з’являється можливість налагодити ФА при повторному друкуванні певної продукції, що є практично неможливим при застосуванні ручного регулювання.

Розглянемо поведінку фарби в групах дукгорного типу і факто­ри, які визначають формування її шару на поверхні ДЦ. Шар фар­би тут формується під дією комплексу факторів, які умовно можна поділити на три групи: технологічні, конструктивні та динамічні.

Технологічні фактори визначають процес дозування фарби в кон­кретних умовах друкування. До них належать особливості ДФ і вид ЗМ, в’язкість, характер течії та інші реологічні властивості фарби, тип та швидкість роботи друкарської машини, зазор між ножем і ДЦ та ін.

Конструктивні фактори характеризують насамперед геометрич­ні параметри, а також механічні властивості фарбового ножа і ДЦ. їх задають при проектуванні та виготовленні друкарських машин і, як правило, вони є нерегульованими.

Динамічні фактори обумовлюють значення та характер сил, які супроводжують формування шару фарби на ДЦ. Сюди належать гідростатичний та гідродинамічний тиски фарби.

При місцевому регулюванні подачі фарби ніж ФС упирається тільки на гвинти, що найбільше виступають. Якщо відстань між сусідніми гвинтами (крок установлення їх) позначити через Т, а фактичну відстань між опорними гвинтами, які мають контакт з фарбовим ножем,— через Ь, то £ завжди буде кратною Т (и — по­казник кратності, тобто кількість кроків між найближчими працю­ючими гвинтами).

Податливість фарбового ножа Кл, в першу чергу, визначається його геометричними (конструктивними) параметрами (рис. 2.5): а — товщиною пластини ножа, Ь — розміром його консольної (ви — ступної) частини, с — полем ножа, тобто відстанню від його кром­ки до лінії контакту ножа з гвинтами регулювання.

На рис. 2.5 Л — це значення номінального зазору між нерухо­мим ДЦ та нездеформованим фарбовим ножем у даному перерізі ФС. Змістивши кромку ножа за допомогою гвинта регулювання в бік ДЦ на величину 60 (яка, в свою чергу, залежить від Ка), діста­немо статичний зазор

Лст = Л — 60, (2.2)

Де 60 = / (А^ Ь, у), а у — деформація фарбового ножа в точці його контакту з опорним гвинтом.

Ураховуючи при цьому відхилення від правильної геометричної форми ножа ДЯ і ДЦ ДФ, можна знайти дійсний статичний зазор між деформованим фарбовим ножем і нерухомим ДЦ:

А^ = Аст + ЛЯ + ДФ = А — 60 + ДЯ + ДФ. (2.3)

При цьому ЛЯ складається із неплощинності поля ножа (най­більшої відстані від точок його реальної поверхні до прилеглої го­ризонтальної площини) Дл та непрямолінійності кромки ножа Д/п, а ДФ включає ексцентричність, овальність, ограновування попереч­ного перерізу ДЦ ДЛ і відхилення профілю його повздовжнього пе­рерізу від прямої лінії Д/.

Періодичне або неперервне обертання ДЦ супроводжується йо­го радіальним биттям, яке може бути наслідком або ексцентрич­ності, або недостатньо точного вивіряння підшипникових опор. До­пустиме значення биття е становить 0,03—0,1 мм. Крім того, при повороті ДЦ із шаром фарби Лд кромка ножа, протилежна циліндру, зазнає динамічного тиску потоку фарби, що рухається, а це призво­дить до збільшення дійсного статичного зазору на деяке значен­ня ёу Внаслідок цього при періодичному або неперервному обер­танні ДЦ із шаром фарби між ним і фарбовим ножем утворюється динамічний зазор Лдин, значення якого визначається виразом

(2.4)

Слово «динамічний» відображає той факт, що саме приріст за­зору є результатом гідродинамічного тиску Р, який діє в кожному із довільно вибраних перерізів ФС. Цей тиск можна записати у ви­гляді функції ряду залежних і незалежних змінних:

Р = /(а, гд, ті*,уц, ^ф,/^),

Де а — гострий кут між поверхнями фарбового ножа та ДЦ, які ут­ворюють гідродинамічний клин; гд — радіус ДЦ; її* — пластична в’язкість фарби, що знаходиться в гідродинамічному зазорі при даній швидкості деформації; уд — колова швидкість ДЦ; — об’єм фарби у скриньці.

Разом з тим на значення 83, а отже, й Адин впливатимуть жор­сткість і стального фарбового ножа, а також названі вище його ге­ометричні (конструктивні) параметри а, Ь, с і фактична відстань між опорними гвинтами £, тобто

(2.6)

Кінцева товщина шару фарби Лд на ДЦ буде визначатися гідро­динамічним тиском Р, який і встановлює остаточне значення ди­намічного зазору Лдин. Залежність гідродинамічного тиску від коло­вої швидкості ДЦ V обумовлює залежність віл цього параметра та­кож динамічного зазору. Зміна колової швидкості ДЦ, з одного бо­ку, може бути безпосереднім результатом зміни робочої швидкості друкування (привід ДЦ конструктивно зв’язаний з приводом дру­карської машини), а з іншого боку, зумовлюється законом періо­дичного обертання.

Усі перелічені вище фактори в сукупності спричинюють по­мітну нерівномірність товщини шару фарби, що виводиться із кли­нового зазору, як по колу, так і по твірній ДЦ.

Об’єм фарби, що передається з поверхні ДЦ 2 на передаваль­ний валик 3 (див. рис. 2.5), визначається виразом

(2.7)

Де гп — зовнішній радіус передавального валика; с^, Ь — кут і довжи­на контакту.

Об’єм фарби, що передається передавальним валиком З розко­чувальному циліндру 4,

(2.8)

Де » — передаточне число, причому і = ~_(пр>лп — частоти обертан-

Ня розкочувального циліндра і передавального валика).

Таким чином, об’єм фарби, який приймає розкочувальний циліндр, становитиме

(2.9)

Де Лр — товщина шару фарби, що перейшла на розкочувальний циліндр; /р, Ьр — довжина і ширина зони контакту між передаваль­ним валиком та розкочувальним циліндром, й1 — коефіцієнт пере­ходу фарби з передавального валика на розкочувальний циліндр.

Отже,

Оскільки Ь — Ь, товщина шару фарби, що перейшла на розко­чувальний циліндр,

(2.10)

Аналіз факторів, які впливають на рівномірність товщини ша­ру фарби по всій поверхні ДЦ, дає змогу зробити такі висновки:

• при нерівномірному обертанні ДЦ з постійною кутовою швидкістю рівномірність товщини шару фарби на його поверхні вища, ніж при періодичному обертанні ДЦ;

« із збільшенням частоти періодичного обертання ДЦ нерів­номірність товщини шару фарби на його поверхні зростає;

• з підвищенням точності виготовлення ДЦ і фарбового ножа рівномірність товщини шару фарби збільшується, оскільки в цьому разі ДН та ДФ менше впливають як на дійсний статичний кп, так і на динамічний Итн зазори;

• шар фарби на поверхні ДЦ стає більш рівномірним за товщи­ною з підвищенням жорсткості ножа, тобто із зменшенням величи — нн 83(удпшх) — його прогину при максимальній коловій швидкості періодичного обертання ДЦ (а значить, максимальному гідроди­намічному тиску).

Групи подачі фарби насосного типу (рис. 2.6) застосовуються у швидкохідних газетних агрегатах. Вони подають фарбу на шість — вісім точок першого розкочувального циліндра для кожної газетної полоси. Ведуча рамка 11 дістає коловий поступальний рух від двох ексцентриків 3, які синхронно обертаються від загального приводу. З рамкою рухомо зв’язані штоки плунжерів 4 і повзуна 2, причому по горизонталі вони рухаються разом, а по вертикалі мають пе­реміщення тільки плунжери. В правому (за схемою) положенні по­взуна під плунжер, що підіймається, зі скриньки б засмоктується фарба. Потім повзун переміщується ліворуч, і плунжери стають над отворами в шиберних планках 5. Опускаючись, вони видавлюють фарбу по спеціальних каналах на поверхню приймального циліндра 1 розкочувальної групи. Місцеве регулювання подачею фарби здій­снюється гвинтами 9, які знаходяться над плунжерами і обмежують їх зверху при всмоктуванні фарби. Подальше підіймання рамки су­проводжується деформацією пружин 10 плунжерів.

Загальне регулювання, а також припинення подачі фарби дося­гаються зміщенням шиберних планок у напрямку, перпендикуляр­ному до креслення. В останньому випадку внутрішня циркуляція фарби відбувається по каналах у шиберних планках (на рисунку не показано). Рівень фарби у скриньці б контролюється поплавком 8. При зменшенні кількості фарби останній повертає донизу кран 7, який підводить фарбу з центральної станції у скриньку. Перерив­часта краникова подача фарби незалежно від збільшення кількості фарбопідводів є недоліком цієї системи.

У пристроях для подачі фарби всіх типів передбачається їх блокування при ненадходженні ЗМ (паперу тощо) в ДА.

Розглянемо деякі аспекти подачі, розщеплення і переходу фарби на при­кладі ФА неперервної дії — плівкого ФА (рис. 2.7). У ньому профіль фарби непе­рервно передається через передавальний валик 1, фарбовий валик 2 і далі через групу розкочування 4.6, 11 і 12 надхо­дить на НВ 8… 10.

Перехід фарби з передавального на накочувальні валики неоднаковий, як це показано на рис. 2.8, але сумарно ці три валики забезпечують досить рівномірне нанесення фарби на форму Обертання НВ відбувається фрикційно від розкочу­вальних циліндрів 6 і 11. У разі контак­ту НВ з розкочувальним циліндром І ДФ Рис. 2.7. Схема плівкого ФА спостерігається підвищене спрацювання

Форми, можливе виникнення затінення і, навіть, незадовільне на­кочування фарби, при якому оптична густіша зображення зни­жується.

Внаслідок багаторазового розгалуження фарбового шару і непе­рервного обертання фарби на еластичній обгортці валиків ФА підвищується температура (приблизно на 6 “С на ділянці розгалу­ження без теплообміну з навколишнім середовишем). Одночасно у ФА потрапляє ЗР, плівка якого поглинає частину теплоти і віддає її як пару.

Як показує практика, надмірне сприйняття ЗР фарбою призво­дить до зміни її властивостей. При цьому нормальне розгалуження фарбового шару і розкочування у ФА утруднюються.

Часто це пояснюється властиво­стями фарби та її компонентів. Тип пігменту, зв’язувальних речовин і роз­чинника, а також їх кількісне співвід­ношення впливають на спроможність фарби сприймати ЗР.

Дослідження інституту «ГООІІА» показали, що різні фарби за однако­вих умов не тільки сприймають різну кількість розчину, а й потребують різ­ного часу для досягнення рівноважно­го стану. Як випливає з рис. 2.9, при дру­куванні фарбою 3 баланс «фарба—ЗР»
досягається протягом 1 хв, а при друкуванні фарбою 1 — протягом

3.. .4 хв, оскільки вона сприймає велику кількість ЗР. У фарбі 2 пі­сля тривалої роботи машини бу­ло виявлено ЗР, кількість якого постійно підвищувалася. Звичай­не регулювання ЗА не дало задо­вільних результатів.

При однаковій подачі ЗР фарби 2 і 1 сприймають значно більшу кількість розчину, ніж фар­ба 3. Високий ступінь сприйнят­тя розчину фарбою 2 призвів до поступового зниження якості відбитків у процесі друкування тиражу і спричинив простої ма­шини.

Якщо на розкочувальних циліндрах порушується розгалуження фарби внаслідок занадто високого сприйняття ЗР, то на НВ 8…10 (див. рис. 2.7) через різну віддачу фарби утворюється фарбовий рель’єф з ділянками великої і малої інтенсивностей. Це веде до шаб­лонування фарби, тобто до появи на відбитку із сталим періодом темних і світлих ділянок. Валики 7 для досягнення ліпшого сприй­няття фарби мають вирівнювати цей фарбовий рельєф перед новим контактом з розкочувальними циліндрами 6 і 11.

Як відомо з теорії поділу шару фарби, при однакових темпера­турах фарбовіддавальної і фарбоприймальної поверхонь поділ шару відбувається приблизно посередині між ними. За відсутності різни­ці температур в’язкість фарби також не змінюється.

Якщо температура розкочувального циліндра через підсилення охолодження буде нижчою за температуру НВ, то на холоднішому розкочувальному циліндрі після передачі фарби НВ залишається більше фарби, ніж передано на валики

У зв’язку з тим, що фарбу треба наносити тонким шаром, у ФА офсетних машин збільшують кількість валиків, через що збільшу­ється поверхня її розкочування. Сучасні ФА в АРМ нараховують більше 20 валиків і циліндрів. НВ мають різні діаметри, що забез­печує більш рівномірне нанесення фарби на пластину ДФ. В ос­танніх конструкціях машин фарбові валики, проходячи над запади­ною ФЦ, спочатку піднімаються, а потім плавно опускаються на пластину ДФ

Фарбові апарати оснащуються пристроями для перемішування фарби у скриньці для того, щоб підтримувати сталу в’язкість фар­би, і, крім того, пристроями для механізованого змивання її. Біль­
шість машин оснащуються механізмами для вимикання ФА і ЗА (піднімання НВ, припинення подачі фарби і ЗР) у разі непередба­ченого зупнну машини. Розширюється використання системи регу­лювання ФА і ЗА на ходу машини за допомогою ручного кнопко­вого керування.

Перехід до конструкції ФА високошвидкісних машин, що містить мінімально можливу кількість робочих елементів, обумовле­ний двома обставинами: зменшенням дії інерційних сил, які особ­ливо проявляються при великих швидкостях друку, а також при­скоренням реакції машини на необхідну зміну подачі фарби.

Процес проходження фарби у ФА складається з кількох етапів: надходження фарби зі скриньки, розкочування, нанесення на НВ; передавання на ДФ. Неперервне надходження фарби зі скриньки до форми супроводжується послідовним утворенням і розгалуженням шару фарби в кожній контактній зоні валик-циліндр (рис. 2.10). За­вдяки багаторазовому розчепленню початкової порції фарба, яка подається у ФА, розкочується і надходить до НВ у вигляді тонкого суцільного та локально рівномірного шару.

Прн експлуатації ФА треба точно встановити всі його валики і циліндри один відносно одного, а НВ, крім того,— і відносно ДФ. Необхідно забезпечити та­кож оптимальне зусилля притиснення ела­стичних валиків до контактуючих з ними твердих поверхонь. За цих умов відбува­тиметься нормальне, без проковзування та без надмірно великого тертя розгалу­ження шару фарби. Порядок, методи і засоби виконання такого регулювання рег­ламентуються відповідною технічною до­кументацією, а саме: регулювання здій­снюються переміщенням рухомих опор еластичних валиків у двох взаємно пер­пендикулярних напрямках (металеві ци­ліндри, зокрема й дукторний, закріплено в нерухомих підшипниках).

Регулюючи притиснення фарбових валиків до циліндрів і ДФ, слід обов’язково враховувати можливі відхилення діаметрів валиків від номінальних значень, зумовлені різними причинами: набухан­ням еластичної оболонки, що пов’язано з недостатньою стійкістю її до дії змивних та інших робочих розчинів; місцевим ущільненням оболонки, що є наслідком неохайного поводження з валиками в процесі експлуатації, а також зберігання їх та ін.