Architettura di azionamento per macchine da stampa: dove gli ingranaggi elicoidali guidano il processo
Una moderna macchina da stampa offset a foglio o a bobina contiene più ingranaggio elicoidale Sistemi di trasmissione, ciascuno con requisiti specifici in termini di precisione e rumorosità:
Il cilindro della lastra, il cilindro del caucciù e il cilindro di pressione di ciascuna unità di stampa sono sincronizzati da una catena di ingranaggi elicoidali Azionato dal motore principale della macchina da stampa. La precisione di registro è determinata interamente dall'errore di trasmissione di questi ingranaggi: qualsiasi variazione periodica della velocità del passo del cilindro corrisponde a una deviazione del registro di colore sul foglio stampato. Modulo M3–M5, classe DIN 4–5, specifica anti-gioco.
I rulli dell'inchiostro sono azionati dal treno di ingranaggi del cilindro tramite una riduzione ingranaggio elicoidale coppia. Il treno di inchiostrazione tollera un errore di trasmissione leggermente superiore rispetto al treno di cilindri (la media degli strati di inchiostro attenua le piccole variazioni di velocità), ma deve mantenere con precisione il rapporto di velocità rullo-cilindro impostato per una densità di inchiostro costante. M2–M4, classe DIN 5–6, gioco standard.
I sistemi di smorzamento convenzionali utilizzano ingranaggi elicoidali per azionare i rulli di formatura e dosaggio dell'acqua con rapporti di velocità impostati con precisione rispetto al cilindro a piastre. Ingranaggi in acciaio inox o SS316L vengono utilizzati laddove sussistano problemi di contaminazione o corrosione della soluzione di smorzamento. M2–M3, DIN Classe 6–7.
Precisione di registrazione: tradurre la qualità di stampa in specifiche degli ingranaggi.
La registrazione del colore è l'allineamento di strati di inchiostro successivi: in una macchina da stampa a quattro colori, ciano, magenta, giallo e nero vengono stampati in unità separate e devono allinearsi entro i limiti di risoluzione dell'occhio umano per una riproduzione dei colori nitida e accurata. Il margine di errore di registrazione è in genere:
Tolleranza di registrazione totale (tipica commerciale): ±0,05–0,10 mm
Assegnazione del budget:
Giocate meccaniche (presa della carta, consegne): ±0,02–0,03 mm
Crescita del foglio in funzione della temperatura/umidità: ±0,01–0,02 mm
Contributo dell'errore di trasmissione del cambio: ±0,01–0,02 mm
Il limite di contributo dell'errore di trasmissione (TE) di ±0,01–0,02 mm si traduce direttamente in una variazione della velocità angolare sull'albero del cilindro. Per un cilindro di stampa di diametro D = 400 mm che ruota a 120 giri/min (tipico per una macchina da stampa a foglio a velocità media):
Errore di posizione angolare consentito sul cilindro = 0,01 mm / (π × 400 mm) × 360° = 0,00286°
Sull'ingranaggio del cilindro principale (M4, z=100, d=426mm, velocità della linea di passo 2,67 m/s):
Errore di trasmissione equivalente TE ≤ 0,01 × π × 426 / (π × 400) × Mn = 2,6 µm nel cerchio primitivo
Un errore di trasmissione pari o inferiore a 2,6 µm sul cerchio primitivo del cilindro principale ingranaggio elicoidale È possibile ottenere questo risultato con ingranaggi di precisione rettificati DIN Classe 4–5 con scarico della punta correttamente specificato, ma non con ingranaggi fresati DIN Classe 7–8 (TE tipicamente 15–25 µm), che causerebbero un disallineamento cromatico visibile nelle stampe di alta qualità.
Requisiti di classe di precisione DIN per ingranaggi elicoidali per macchine da stampa
rettifica di precisione DIN Classe 4–5 ingranaggio elicoidale Per la trasmissione del cilindro della macchina da stampa, i fianchi dei denti rettificati HÖFLER (Ra ≤ 0,2 µm) con scarico parabolico della punta (C_α = 8–12 µm per il livello di carico tipico della macchina da stampa) riducono l'errore di trasmissione a 2–5 µm sul cerchio primitivo, rispettando il budget di tolleranza di registro del colore per la stampa commerciale e di imballaggio di alta qualità.
| Tipo di stampa | Obiettivo di qualità di stampa | Tolleranza di registro | Classe DIN richiesta | Scarico della punta C_α |
|---|---|---|---|---|
| Stampa offset a bobina ad alta velocità (giornali) | Rete serigrafica 60–85 lpi | ±0,15–0,25 mm | Classe 6–7 (a telaio accettabile) | 10–20 µm (standard) |
| Stampa offset commerciale a foglio singolo | Rete da 150–175 lpi | ±0,05–0,10 mm | Classe 5–6 (obbligatorio a terra) | parabolico da 8–15 µm |
| Stampa rotocalco/flessografica su imballaggi di alta qualità | Rete serigrafica da 175 a 200 lpi | ±0,02–0,05 mm | Classe 4–5 (terreno HÖFLER) | parabolico da 5–10 µm |
| Sicurezza e stampa di banconote | Linee sottili e microtesto | ±0,01–0,02 mm | Classe 3–4 (terreno premium) | Parabolico di precisione da 3–8 µm |
Design anti-gioco per ingranaggi elicoidali per macchine da stampa
Perché la reazione negativa è fondamentale nelle campagne di stampa
Le moderne macchine da stampa invertono la direzione di azionamento principale per le operazioni di lavaggio delle lastre, lavaggio dei caucciù e pulizia del percorso del foglio. Al momento dell'inversione della direzione, un convenzionale ingranaggio elicoidale La coppia con gioco standard (DIN 3967 classe ef: 0,08–0,16 mm per M4) produce un breve impatto quando i fianchi del dente cambiano dal lato di azionamento al lato di rilascio. Sul cerchio primitivo del cilindro, questo impatto del gioco rappresenta uno spostamento di posizione fino a 0,16 mm, catastrofico per la registrazione del colore su qualsiasi stampa prodotta immediatamente dopo un evento di inversione.
Soluzione anti-gioco per ingranaggi a forbice divisi
La soluzione anti-gioco standard per macchine da stampa ingranaggi elicoidali Si tratta dell'ingranaggio a forbice diviso (Tandempaar in tedesco): due ruote dentate identiche sono montate coassialmente sull'albero del cilindro, precaricate l'una rispetto all'altra da una molla di torsione. Il precarico della molla mantiene una metà premuta contro il fianco sinistro del pignone accoppiato e l'altra metà premuta contro il fianco destro, mantenendo un contatto continuo su entrambi i fianchi simultaneamente. In caso di inversione di marcia, il passaggio dal fianco motore al fianco di folle è continuo (senza impatto) perché entrambi i fianchi sono già caricati dalla molla. La rigidità della molla deve essere impostata al di sopra della coppia di spunto massima del motore ma al di sotto della coppia nominale, tipicamente 5–15% della coppia nominale dell'ingranaggio del cilindro.
Un'alternativa per le macchine da stampa a basso costo è specificare la classe di spessore dei denti DIN 3967 g o h (gioco ridotto, 0,02–0,06 mm per M4) combinata con una distanza tra i centri dell'alloggiamento molto precisa (tolleranza di ±0,005 mm). Ciò riduce l'impatto del gioco a meno di 0,06 mm, un valore accettabile per la stampa di qualità commerciale ma non per la stampa di imballaggi o di sicurezza.
Specifiche di rumorosità per azionamenti a ingranaggi elicoidali per macchine da stampa
Le sale di stampa sono luoghi di lavoro regolamentati con limiti di esposizione al rumore. La Direttiva Macchine dell'UE e le normative nazionali sul rumore sul lavoro richiedono in genere che gli operatori delle macchine da stampa non superino gli 80 dB(A) di media ponderata nel tempo. Per una grande macchina da stampa con 8-12 unità di stampa e apparecchiature ausiliarie, il budget totale del rumore della macchina da stampa destina circa 68-72 dB(A) alla principale ingranaggio elicoidale Azionamenti a cilindro. Ciò è realizzabile con ingranaggi rettificati DIN Classe 4–5 con scarico parabolico in punta, ma non con ingranaggi fresati, che in genere producono 78–85 dB(A) alle velocità del treno cilindri di 1–3 m/s di velocità della linea di passo.
Materiali e lubrificazione per ingranaggi elicoidali delle macchine da stampa
Cilindro principale della maggior parte delle macchine da stampa ingranaggi elicoidali Utilizzare acciaio 20CrMnTi o 17CrNiMo6 cementato a gas e rettificato HÖFLER, nelle classi M3–M5, con i seguenti requisiti specifici:
- Lubrificante per uso alimentare/a contatto indiretto con gli alimenti: Per le presse per il confezionamento alimentare, il lubrificante deve essere classificato NSF H2 o equivalente per il contatto indiretto con gli alimenti. L'olio sintetico ISO VG 150–220 PAO è lo standard; inoltre, offre un coefficiente di trazione inferiore (maggiore efficienza) e intervalli di manutenzione più lunghi rispetto all'olio minerale.
- Resistenza alla corrosione per gli ingranaggi del sistema di smorzamento: ingranaggi elicoidali Le parti a diretto contatto con la soluzione umidificante (isopropanolo/acqua/concentrato per fontane) devono essere realizzate in acciaio inossidabile SS316L o dotate di un rivestimento anticorrosione. Korea Ever-Power fornisce ingranaggi per stampanti in SS316L conformi alla classe DIN 5-6 (l'SS316L è più morbido dell'acciaio cementato: con le attuali tecniche di rettifica è possibile raggiungere al massimo la classe DIN 5).
- Opzione di grasso a bassa rumorosità: Per gli ingranaggi del sistema di inchiostrazione delle piccole macchine da stampa (M2–M3) che funzionano in configurazione aperta anziché in bagno d'olio, è specificato un grasso al litio complesso con granulometria fine e un pacchetto di additivi a bassa rumorosità. Evitare i lubrificanti standard per ingranaggi aperti (troppo viscosi, assorbono la polvere di carta nell'ingranamento dei denti).
Korea Ever-Power — Fornitura di ingranaggi elicoidali per macchine da stampa
Frammento dentato duro Ever-Power coreano di classe DIN 4–5 ingranaggio elicoidale per il treno cilindri della macchina da stampa: errore di trasmissione misurato e riportato sull'analizzatore di ingranaggi prima della spedizione; scarico parabolico della punta verificato all'angolo di rotolamento specificato; spessore del dente entro la classe g-h della DIN 3967 per il gruppo anti-gioco
Fornitura di energia Ever-Power in Corea ingranaggi a taglio elicoidale per azionamenti cilindri per macchine da stampa, ingranaggi del treno dell'inchiostro e ingranaggi del sistema di smorzamento in M2–M8, classe DIN 3–6. Il report dell'analizzatore di ingranaggi per ogni ingranaggio di precisione per la stampa include la curva dell'errore di trasmissione (TE) derivata dalla misurazione della deviazione del profilo, fornendo all'ingegnere della macchina da stampa il contributo di registrazione effettivo previsto dall'ingranaggio, non una stima di classe. Per i set di ingranaggi a forbice divisi (anti-gioco), Korea Ever-Power produce la coppia abbinata con intervallo W_k confermato per entrambe le metà per garantire un precarico della molla uguale su entrambi i fianchi. Come diretto produttore di ingranaggi elicoidaliIl team di ingegneri di Korea Ever-Power esamina il budget di tolleranza di registrazione e raccomanda la corretta classe DIN, l'entità del rilievo della punta e la classe di spessore del dente per la velocità di pressatura e il diametro del cilindro specifici. Sfoglia il gamma di prodotti per ingranaggi elicoidali per applicazioni di stampa e di precisione.
Domande frequenti
L'espansione termica del telaio della pressa e dei cuscinetti del cilindro modifica la distanza centrale effettiva tra gli accoppiamenti ingranaggi elicoidali man mano che la pressa si riscalda dall'avvio a freddo alla temperatura di esercizio. Per un telaio di pressa lungo 2 m in ghisa, un aumento di temperatura da 20 °C a 45 °C espande il telaio di circa 0,25 mm (α_ghisa ≈ 11 µm/m·°C × 2 m × 25 °C). Questa variazione di 0,25 mm della distanza tra i centri influisce sul gioco e modifica leggermente la sovrapposizione della coppia di denti, producendo uno spostamento temporaneo del registro durante il riscaldamento che si stabilizza una volta che la pressa raggiunge l'equilibrio termico (in genere 20-40 minuti dopo l'avvio). Questo è un problema del telaio della pressa e della gestione termica, non un problema di specifica degli ingranaggi, correttamente rettificati ingranaggi elicoidali In realtà mostrano una minore sensibilità alla temperatura rispetto agli ingranaggi fresati perché il loro errore di trasmissione inferiore è meno sensibile alle piccole variazioni della distanza tra i centri.
Una macchina da stampa di classe DIN 4-5, cementata e rettificata, con specifiche precise. ingranaggio elicoidale Mantenuti in un bagno d'olio pulito, gli ingranaggi dovrebbero durare dalle 15.000 alle 25.000 ore di funzionamento prima che l'usura dei denti provochi un aumento dell'errore di trasmissione oltre la tolleranza di registro. In pratica, molti produttori di macchine da stampa programmano l'ispezione degli ingranaggi (e la sostituzione se il registro è compromesso) a intervalli di 10 anni per le macchine da stampa a uso moderato (un solo turno, circa 4.000 ore/anno): l'intervallo di ispezione di 40.000 ore spesso rileva un'usura misurabile molto limitata sui fianchi dei denti degli ingranaggi correttamente specificati e lubrificati. La causa più comune di sostituzione anticipata non è la fatica, bensì il danno causato dall'operatore che fa funzionare le lastre a secco (senza inchiostro, senza soluzione di bagnatura), il che rimuove la lubrificazione dalle sezioni esposte degli ingranaggi e provoca abrasioni in poche ore.
Sì, a condizione che l'usura del fianco del dente sia uniforme (non vaiolatura, che richiederebbe la rimozione di più materiale di quanto consentito dalla cassa) e che la profondità residua della cassa dopo la riaffilatura superi il minimo specificato (ECD ≥ 0,6 × Mn). Ever-Power Korea riaffila le macchine da stampa ingranaggi elicoidali Misurando il profilo del dente esistente sull'analizzatore di ingranaggi, determinando la quantità di materiale da rimuovere per ripristinare il profilo a evolvente nominale entro i limiti della classe DIN 4-5 ed eseguendo la rettifica correttiva, la ri-rettifica ha in genere un costo pari al 40-60% di quello di un ingranaggio nuovo e produce un risultato con la stessa classe di precisione, risultando quindi conveniente quando la profondità residua della camera di lavorazione lo consente.
Sì, indirettamente. Un angolo di elica β più elevato fornisce un rapporto di contatto di sovrapposizione ε_β più elevato, che riduce l'ampiezza dell'errore di trasmissione per la stessa deviazione del profilo. A ε_β ≥ 2 (ottenuto a β = 25° con larghezza della faccia adeguata), l'errore di trasmissione è ridotto a circa 30–50% del suo valore a ε_β = 1, un miglioramento diretto del registro senza alcuna modifica nella classe di precisione del profilo. Questo è il motivo per cui la macchina da stampa ingranaggi elicoidali In genere si utilizza β = 20–25° anziché il minimo di 15° che sarebbe adeguato per un azionamento industriale: i 5–10° extra di angolo dell'elica forniscono una riduzione TE 30–50% che si traduce direttamente in un registro cromatico migliorato, allo stesso costo di rettifica di classe DIN.
Richiesta di informazioni sugli ingranaggi elicoidali per macchine da stampa di precisione
Fornire il diametro del cilindro della pressa, il modulo, il numero di denti e la tolleranza di registro. Korea Ever-Power calcola il limite di errore di trasmissione richiesto, specifica la classe DIN e lo scarico della punta e produce l'ingranaggio con TE misurato e riportato sul certificato dell'analizzatore di ingranaggi.
Gamma di prodotti per ingranaggi elicoidali
Classe DIN 3–6 · Curva TE dall'analizzatore · Scarico parabolico della punta · Coppie di forbici anti-gioco · Disponibile in SS316L · Quantità minima d'ordine 1 pezzo
Redattore: Cxm
