Введение к работе
Актуальность работы. Проблема совершенствования приводов многокрасочных рулонных машин секционного построения среди прочих задач направлена на постановку и решение задачи получения прогнозируемых значений неприводки печати. В рулонных машинах, являющихся наиболее быстроходными, линейная скорость проводки бумажной ленты составляет более 12 м/с, а расстояние между печатными парами в последовательных секциях – (1,52,0) и более метров.
В этих условиях при установившемся режиме работы проводимая без проскальзывания в зоне печати лента растягивается или сжимается на участках между секциями в зависимости от согласованности вращения лентоведущих пар. Это становится причиной искажения размеров оттисков на ленте, наносимых на бумагу разными красками. При этом в пределах одного рабочего цикла печатания несовпадение красок может существенно ухудшать качество печати. В результате производимая продукция теряет на рынке свою привлекательность и конкурентоспособность.
Причиной этому является динамика в электромеханических системах приводов. Конструкторская мысль по мере внесения разного рода усовершенствований в машины постоянно способствовала появлению изменений конструкции приводов, облегчающих борьбу с этими явлениями, но адекватных научных разработок и инженерных методов расчёта появилось при этом недостаточно. Так, нет единого объяснения закономерностей изменения неприводки печати, названной динамической, в машинах с единым приводным двигателем и полностью отсутствуют результаты исследований неприводки печати в машинах с индивидуальными приводами печатных пар, недостаточно изучены условия их синхронизации. Всё это определяет актуальность и своевременность настоящего исследования.
Цель и задачи работы. Цель работы состоит в получении достоверных материалов для прогнозирования закономерностей изменений неприводки печати при комплектовании машин разными системами приводов и в разработке на этой основе практических аспектов дальнейшего совершенствования приводов многокрасочных рулонных машин секционного построения.
Достижение поставленной цели предусматривало решение следующих задач:
-
Обобщить имеющиеся в отрасли научные результаты по проблеме и сформировать актуальные нерешённые задачи.
-
Внести необходимые уточнения в разработанные ранее математические модели и произвести анализ закономерностей изменения неприводки печати в рабочем объекте с приводом печатных пар (ПП) от единого электродвигателя (ЕД).
-
Обосновать и конкретизировать модели и произвести анализ динамики в рабочем объекте с приводом ПП от индивидуальных электродвигателей (ИД).
-
Изучить закономерности динамических процессов на специально изготовленном макете, имитирующем условия проводки упругой ленты печатными парами с ИД.
-
Разработать рекомендации по направлениям совершенствования приводов на базе прогнозирования динамической неприводки печати.
Объектом исследования в диссертации являются ротационные приводы рулонных машин секционного построения, предназначенных для получения многокрасочной печати.
В них печатные пары технологически связаны проводимой ими непрерывной бумажной лентой, на которую последовательно накладываются изображения разными красками. Привод должен способствовать созданию условий для их правильного наложения.
Методы исследования. В теоретических исследованиях использованы известные методы теории колебаний, высшей математики, динамического анализа механизмов, а также решения математических моделей в более ранних исследованиях по рассматриваемой проблеме. Экспериментальное исследование проведено на специальном макете с использованием типовой и оригинальной измерительной аппаратуры.
Научная новизна работы состоит в следующем:
-
В уточнении закономерностей изменения «динамической» неприводки печати в рабочем объекте с ЕД с учётом упругости бумажной ленты и её реакции на внешние возмущения.
-
В разработке и анализе математической модели, описывающей динамические процессы в приводах с ИД.
-
В получении и истолковании результатов экспериментальных исследований на специальном макете.
Практическая значимость результатов исследований состоит в выработке рекомендаций по дальнейшему совершенствованию приводов многокрасочных рулонных машин на базе оптимизации режимов работы машин с ЕД и выдаче исходных данных при создании управляющих систем для достижения синхронизации ПП в машинах с ИД.
Полученные научные результаты реализованы в учебном процессе ОмГТУ при изучении специальных дисциплин, курсового и дипломного проектирования в процессе подготовки инженеров по специальности 15.03.01. «Динамика и прочность машин» и инженеров и бакалавров по специальностям 15.04.07 «Полиграфические машины и автоматизированные комплексы», 26.11.00.62 «Полиграфия». Они представляют интерес и полезность в полиграфическом производстве при решении указанных проблем в процессе эксплуатации машин, о чём свидетельствуют прилагаемые справки с полиграфических предприятий г. Омска.
Достоверность результатов исследования подтверждается использованием апробированных методов теоретических исследований на базе разделов высшей математики, теоретической механики, теории машин и механизмов и результатами экспериментальных исследований на специальном макете, а также результатами ранее выполненных экспериментов на макетах и реальных машинах в отрасли полиграфического машиностроения СССР.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и получили одобрение на ежегодных научно-технических конференциях ППС ОмГТУ в 2008–2012 гг., на международных конференциях в г. Львове (Украина) в 2010 г. и в г. Омске в 2012 г.
Публикации по теме диссертационной работы. Опубликовано восемь научных статей, общим объёмом 2,34 печатных листа, две из которых находятся в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Объём научных публикаций, принадлежащих лично автору, составляет 1,41 печатных листа.
На защиту выносятся следующие положения:
теоретические зависимости, позволяющие прогнозировать изменения неприводки печати в системах приводов ПП от ЕД;
теоретические зависимости, предназначенные для анализа динамических процессов в системах приводов ПП от ИД;
результаты экспериментальных исследований на специальном макете;
рекомендации по направлениям совершенствования систем приводов на базе прогнозирования динамической неприводки печати.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 138 с. машинописного текста, содержит введение, четыре основные главы, заключение, 18 рисунков, 17 графиков, 14 таблиц и библиографический список из 103 наименований.
