Влияние механизма автосклейки на параметры продукции
С. Вартанян
(МГУП им. Ивана Федорова)
В. Румянцев
(НИИполиграфмаш)
Многие устройства, входящие в состав рулонной печатной машины, воспринимаются сегодня как привычные, которые существовали всегда или очень долгое время. К числу таких механизмов можно отнести устройство, предназначенное для склейки старой и новой бумажных лент, — сокращенно его называют устройством или механизмом автосклейки.
Потребность в разработке устройства автосклейки появилась при увеличении тиражей и страничности газет и каждая остановка печатной машины, необходимая для перехода на работу с нового рулона, увеличивала как время печати тиража, так и отходы бумаги. На первых порах эти механизмы работали с большим количеством сбоев. С развитием электроники дела пошли лучше.
Сегодня наибольшее применение находят устройства автосклейки двух типов, позволяющие при переходе с одного рулона на другой не останавливать печатную машину:
- устройства, позволяющие склеивать движущиеся новую и старую ленты;
- устройства, позволяющие склеивать новую ленту со старой при нулевой скорости движения лент, но также без остановки работы печатной машины.
Предметом рассмотрения настоящей статьи является работа устройства автосклейки первого типа.
На рис. 1 представлен график изменения скоростей старой и новой лент перед их склейкой, в процессе склеивания и по окончании цикла склейки. Начало равенства скоростей обозначено на рис. 1 точкой А. Точка Б соответствует включению прижимного валика или щетки, после чего старая лента прижимается к поверхности нового рулона, в результате к старой ленте должна приклеиться новая. Данная точка обозначена индексом В. Сразу после этого срабатывает нож поперечной рубки старой ленты (в точке Г). Затем остаток старого рулона прекращает вращаться.
Если процесс печатания протекает в установившемся режиме, чему, безусловно, способствуют все системы автоматики, установленные на машине, то за время разматывания рулона контролируемые параметры качества продукции (в том числе оптическая плотность, приводка красочных изображений, места рубки ленты, положение ленты в осевом направлении) находятся в пределах заданных значений. Влияние медленно меняющихся факторов, таких как разогрев машины, своевременно компенсируется соответствующими корректирующими воздействиями на регулировочные органы машины. Разработчики устройств автосклейки также стремятся минимизировать влияние операции склейки лент на нормальный ход печатного процесса.
Рис. 1. График изменения скоростей старой и новой лент в процессе их склейки
Из графика на рис. 1 видно, что старая лента имеет скорость движения Vс, равную скорости печати Vп. В какойто момент начинается разгон новой ленты (точнее, нового рулона) с нулевой скорости до скорости печати Vп. Обозначим скорость новой ленты через Vн. Какоето время старая и новая ленты движутся с одинаковой скоростью, то есть Vн = Vс = Vп (на участке от точки А до точки Г). Понятно, что колебания радиуса как старого, так и нового рулона приводят к тому, что графики скоростей представляют собой не прямые линии, а волнистые. Причем старая лента к концу размотки рулона обычно колеблется с высокой частотой и малой амплитудой колебаний. Новая же лента (рулон), как правило, имеет малую частоту колебаний и большую амплитуду. Поэтому о Vс и Vн можно говорить, как о средних скоростях, которые то совпадают друг с другом, то не совпадают. Недаром допустимые колебания диаметра рулонов, предназначенных для работы в печатной машине с использованием устройства автосклейки, часто ограничивают величиной 5 мм. На практике выдержать этот допуск сложно, отсюда и сбои в работе машин при автосклейке.
Чаще всего во время автосклейки скорости движения старой и новой лент не равны, в результате чего при склеивании происходит скачок натяжения ленты. Если скорость новой ленты меньше скорости старой (Vн < Vс), происходит рывок ленты назад и ее натяжение возрастает. Если скорость новой ленты больше скорости старой (Vн > Vс), натяжение падает. Любой из этих скачков сказывается на точности совмещения красок, на положении линии поперечной рубки ленты и точности фальцовки.
В связи с этим на одной из печатных машин иностранного производства, оснащенной устройством автосклейки, были проведены измерения некоторых параметров на ста тетрадях, отобранных подряд в процессе склейки.
Измерялись параметры, связанные с возможным смещением ленты: точность приводки места рубки, точность приводки первого продольного сгиба (на фальцворонке), точность приводки красок и приводки двух лент.
Следует отметить, что все эти параметры автоматически контролируются на машине соответствующими устройствами, которые оперативно реагируют на возникающие отклонения, даже если они находятся в допустимых пределах. Процесс автосклейки приводит к резким возмущениям, которые не могут быть скомпенсированы мгновенно (см. рис. 25). В этом аспекте особенно показательна диаграмма на рис. 2, представляющая неприводку места рубки.
Период печатания ста экземпляров, отраженный на диаграммах, можно условно разделить на три отрезка по 3035 экз. в каждом. Первый отрезок (от 1 до 38 экз.) демонстрирует установившийся процесс печатания до начала операции склейки полотен старого и нового рулонов.
Рис. 2. Диаграмма отклонений места рубки полотна в процессе автосклейки
Рис. 3. Диаграмма отклонений линии первого продольного фальца в процессе автосклейки
Второй отрезок (с 39 по 68 экз.) отражает реакцию бумажного полотна на произведенную в секции рулонной зарядки склейку старой и новой лент. Оттиск в месте склейки еще не напечатан, но лента передала на предыдущие участки произошедшее возмущение. Системы стабилизации положения ленты активно отрабатывают компенсирующие воздействия. Третий отрезок (с 69 по 100 экз.), включающий тетрадь со склейкой, демонстрирует пик возмущения и активную работу систем по ликвидации его последствий для введения процесса в нормальное русло.
При рассмотрении всех диаграмм следы этих резких возмущений можно обнаружить на всех контролируемых параметрах. При допуске на смещение ленты в ± 1,0 мм более всего он был нарушен по приводке рубки (см. рис. 2), меньше сказался на приводке первого фальца (см. рис. 3) и практически был сохранен по приводке двух сводимых лент (см. рис. 4).
Рис. 4. Диаграмма отклонений приводки лент в процессе автосклейки
Рис. 5. Диаграмма отклонений боковой приводки красок в процессе автосклейки
Рис. 6. Диаграмма отклонений окружной (продольной) приводки красок в процессе автосклейки
Рулоны, как правило, отличаются друг от друга по ширине. ГОСТ 6445 «Бумага газетная. Технические условия» предусматривает, что отклонения по ширине рулонов бумаги должны быть в пределах ±2 мм. Это означает, что рулоны могут отличаться друг от друга по ширине на 4 мм. И здесь важно, как работает система контроля положения кромок ленты. Если система контроля работает по одной кромке ленты, то новая лента на 4 мм будет выступать с одной стороны старой ленты. Если контролируется положение двух кромок, то новая лента будет выступать с каждой стороны старой ленты на 2 мм. На фальцворонке фальцаппарата лента должна сгибаться ровно пополам, что возможно только при наличии системы контроля положения ленты по двум кромкам.
Проведенные исследования показали, что несмотря на наличие системы стабилизации натяжения бумажной ленты склейка старой и новой лент вносит определенный дисбаланс в работу печатной машины. В наибольшей степени это отражается на точности совмещения красок в продольном направлении и точности рубки, даже если длина отбраковываемого участка ленты эквивалентна всего однойдвум тетрадям. Итог — в брак уходит несколько десятков тетрадей, полученных перед и после склейки.