印刷機駆動装置におけるヘリカルギア ― 位置合わせ精度、騒音、バックラッシュ防止

印刷機 ヘリカルギア 産業用ドライブの仕様では、めったに同時に満たされない2つの要件を満たす必要があります。1つは、ピッチ円における伝達誤差が2~5μm以下であること(角速度のわずかなずれでも、色と色のずれに直接影響するため)、もう1つは、オペレーターの位置における騒音が68~72dB(A)以下であること(印刷工場は各生産シフト中ずっと稼働しているため)です。この2つの要件を同時に満たすには、DINクラス4~5の精密研削、最適化されたチップ逃げ角、そして両方向に動作する印刷機に対する慎重なバックラッシュ防止設計が求められます。

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印刷機駆動アーキテクチャ ― ヘリカルギアがプロセスを駆動する

現代のシートフィード式またはウェブオフセット印刷機には、複数の ヘリカルギア それぞれ異なる精度と騒音要件を持つ駆動系:

メインシリンダー駆動系

各印刷ユニットの版胴、ブランケット胴、圧胴は、チェーンによって同期されています。 ヘリカルギア 主プレスモーターによって駆動されます。位置合わせ精度は、これらのギアの伝達誤差によって完全に決まります。シリンダーピッチにおける周期的な速度変動は、印刷シート上の色合わせのずれに相当します。モジュールM3~M5、DINクラス4~5、バックラッシュ防止仕様。

インクトレインドライブ

インクローラーは、シリンダーギアトレインから減速機を介して駆動される。 ヘリカルギア 対。インクトレインは、シリンダートレインよりもわずかに高い伝達誤差を許容しますが(インク層の平均化により小さな速度変動が平滑化されます)、一定のインク濃度を維持するために、設定されたローラー対シリンダー速度比を正確に維持する必要があります。M2~M4、DINクラス5~6、標準バックラッシュ。

制振システム駆動

従来の制振システムでは ヘリカルギア 水流ローラーと計量ローラーを、プレートシリンダーに対して正確に設定された速度比で駆動します。湿し液の汚染や腐食が懸念される場合は、ステンレス鋼またはSS316L製のギアを使用します。M2~M3、DINクラス6~7。

位置合わせ精度 ― 印刷品質をギア仕様に変換する

色合わせとは、連続するインク層の位置合わせのことです。4色印刷機では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックがそれぞれ別のユニットで印刷され、鮮明で正確な色再現のためには、人間の目の解像度限界内で位置合わせを行う必要があります。色合わせ誤差の許容範囲は通常次のとおりです。

全体の位置合わせ許容誤差(一般的な市販品):±0.05~0.10 mm
予算配分:
機械的遊び(シートグリップ、デリバリー):±0.02~0.03 mm
温度/湿度シートの伸び:±0.01~0.02 mm
ギア伝達誤差寄与:±0.01~0.02 mm

ギア伝達誤差(TE)の寄与限界値±0.01~0.02 mmは、シリンダー軸の角速度変動に直接影響します。直径D = 400 mm、回転速度120 RPMの印刷シリンダー(中速枚葉印刷機の典型例)の場合:

円筒における許容角度位置誤差 = 0.01 mm / (π × 400 mm) × 360° = 0.00286°
メインシリンダーギア(M4、z=100、d=426mm、ピッチ線速度2.67m/s)において:
等価伝達誤差 TE ≤ 0.01 × π × 426 / (π × 400) × Mn = 2.6 µm (ピッチ円時)

主シリンダのピッチ円における透過誤差が2.6 µm以下であること ヘリカルギア これは、適切なチップ逃げが指定されたDINクラス4~5の精密研削歯車で実現可能ですが、ホブ加工されたDINクラス7~8の歯車(TEは通常15~25µm)では実現できません。後者の場合、高品質の印刷物で目に見える色ずれが発生します。

印刷機用ヘリカルギアのDIN精度等級要件

印刷機のシリンダー駆動用DINクラス4-5精密研磨ヘリカルギア。歯面表面はRa 0.2ミクロン、先端は放物線状の逃げ面形状で、色合わせ精度を高めるために伝達誤差を3ミクロン以下に抑えています。

DIN規格4~5級精密研磨 ヘリカルギア 印刷機のシリンダー駆動部において、HÖFLER社製の研磨歯面(Ra ≤ 0.2 µm)と放物線状の歯先形状(一般的な印刷機負荷レベルでC_α = 8~12 µm)により、ピッチ円における伝達誤差を2~5 µmに低減し、高品質な商業印刷およびパッケージ印刷における色見当公差を満たします。

プレスタイプ 印刷品質目標 レジスター許容範囲 必要なDINクラス 先端の凹み C_α
高速ウェブオフセット印刷(新聞) スクリーン線数:60~85 lpi ±0.15~0.25 mm クラス6~7(ホブ加工可) 10~20 µm(標準)
商業用枚葉オフセット印刷機 スクリーン線数 150~175 lpi ±0.05~0.10 mm 5年生~6年生(地上授業必須) 8~15 µmの放物線
高級パッケージのグラビア印刷/フレキソ印刷 スクリーン線数 175~200 lpi ±0.02~0.05 mm クラス4~5(ヘフラーグラウンド) 5~10 µmの放物線
セキュリティと紙幣印刷 細線とマイクロテキスト ±0.01~0.02 mm クラス3~4(プレミアムグラウンド) 3~8 µmの精度を持つ放物線

印刷機用ヘリカルギアのバックラッシュ防止設計

印刷ドライブにおいて反発力が重要な理由

現代の印刷機は、版洗浄、ブランケット洗浄、シートパス清掃作業のために主駆動方向を反転します。方向反転の瞬間、従来の ヘリカルギア 標準バックラッシュ(DIN 3967クラスef:M4の場合0.08~0.16mm)を持つペアでは、歯面が駆動側からコースト側に切り替わる際に、わずかな衝撃が生じます。シリンダピッチ円では、このバックラッシュによる衝撃は最大0.16mmの位置ずれに相当し、反転イベント直後に印刷されるあらゆる印刷物の色合わせに致命的な影響を与えます。

分割式シザーギアのバックラッシュ防止ソリューション

印刷機用の標準的なバックラッシュ防止ソリューション ヘリカルギア 分割式「シザーズ」ギア(ドイツ語ではTandempaar)とは、2つの同一のギアホイールがシリンダーシャフトに同軸上に取り付けられ、ねじりばねによって互いにあらかじめねじられている構造です。ばねの予圧により、一方の半分が相手側のピニオンの左側面に、もう一方の半分が右側面に押し付けられ、両側面が同時に連続的に接触した状態が維持されます。方向転換時には、両側面がすでにばねによって荷重を受けているため、駆動側からコースト側への移行は連続的(衝撃なし)です。ばねの剛性は、駆動装置の最大ブレークアウェイトルクより高く、かつ定格トルクより低い値に設定する必要があります。通常、シリンダーギアの定格トルクの5~15%程度です。

低価格印刷機向けの代替案:DIN 3967規格の歯厚クラスgまたはh(バックラッシュが小さい、M4の場合0.02~0.06mm)を指定し、ハウジング中心間距離を非常に精密に(±0.005mmの公差)設定する。これによりバックラッシュの影響を0.06mm未満に抑えることができ、商業印刷には許容範囲内だが、パッケージ印刷やセキュリティ印刷には適さない。

印刷機用ヘリカルギア駆動装置の騒音仕様

印刷工場は騒音曝露制限が定められた規制対象の職場です。EU機械指令および各国の騒音規制では、通常、印刷機オペレーターの騒音レベルは時間加重平均で80 dB(A)を超えてはならないと規定されています。8~12個の印刷ユニットと補助機器を備えた大型印刷機の場合、印刷機全体の騒音予算は、メインユニットに約68~72 dB(A)を割り当てます。 ヘリカルギア シリンダ駆動。これは、放物線状の歯先逃げを備えたDINクラス4~5の研削歯車で実現可能ですが、ホブド歯車では実現できません。ホブド歯車は、通常、ピッチ線速度1~3m/sのシリンダ列速度で78~85dB(A)の騒音を発生させます。

騒音と登録に関する複合的なメリット: チップリリーフは伝達誤差を低減し(位置合わせを改善)、同時にギアのかみ合いノイズの励起を低減します(ノイズレベルを改善)。どちらの効果も同じ改良によって得られます。印刷機向け ヘリカルギアDIN規格4~5級で放物線状の先端逃げ部を指定することは、単なる品質上の好みではなく、±0.02~0.05mmのレジスター許容誤差と70dB(A)の騒音目標値を同時に満たす唯一の仕様です。コスト削減のために先端逃げ部を省略すると、どちらの基準も満たせなくなります。

印刷機用ヘリカルギアの材質と潤滑方法

ほとんどの印刷機のメインシリンダー ヘリカルギア 以下の特定の要件を満たす、ガス浸炭処理およびヘフラー研削処理を施した20CrMnTiまたは17CrNiMo6鋼材(M3~M5)を使用する。

  • 食品に安全な/間接的に食品に接触する潤滑剤: 食品包装プレス機の場合、潤滑油はNSF H2または同等の間接食品接触規格に適合している必要があります。ISO VG 150–220 PAO合成油が標準で、鉱物油よりも摩擦係数が低く(効率が良く)、サービス間隔も長くなります。
  • 制振システムギアの耐腐食性: ヘリカルギア 湿し液(イソプロパノール/水/湿し液濃縮液)と直接接触する部品は、SS316Lステンレス鋼製であるか、耐腐食性コーティングが施されている必要があります。Korea Ever-Power社は、DINクラス5~6のSS316L製印刷ギアを供給しています(SS316Lは浸炭鋼よりも柔らかく、現在の研削方法で達成可能な最大DINクラス5です)。
  • 低騒音グリースオプション: 小型印刷機のインク搬送用ギア(M2~M3)は、オイルバス式ではなく開放式で動作するため、微粒子で低騒音添加剤配合のリチウム複合グリースが指定されています。一般的な開放式ギア用潤滑剤は使用しないでください(粘度が高すぎるため、紙粉が歯の噛み合い部分に吸収されてしまいます)。

韓国エバーパワー社製 印刷機用ヘリカルギアサプライ

韓国エバーパワー社製DINクラス4-5硬歯側面ヘリカルギアは、印刷機シリンダー駆動用で、色合わせ精度を確保するため、出荷前にギアアナライザーで伝達誤差3ミクロン以下であることが確認されています。

韓国エバーパワー DINクラス4-5 硬質歯面 ヘリカルギア 印刷機用シリンダ列の場合、出荷前にギアアナライザーで伝達誤差を測定し報告する。パラボリックチップリリーフは指定されたロール角度で検証済み。バックラッシュ防止アセンブリの歯厚はDIN 3967クラスg-hの範囲内。

韓国エバーパワーが供給 ヘリカルカットギア 印刷機のシリンダー駆動装置、インクトレインギア、および湿し装置ギア(M2~M8、DINクラス3~6)に対応。精密印刷ギアのギアアナライザーレポートには、プロファイル偏差測定から導出された伝達誤差(TE)曲線が含まれており、印刷機エンジニアにクラス推定値ではなく、ギアからの実際の期待される位置合わせ寄与度を提供します。分割シザーギア(バックラッシュ防止)セットの場合、韓国エバーパワーは、両方のハーフのW_k範囲が確認されたマッチドペアを製造し、両側面に均等なスプリング予圧を確保します。 ヘリカルギアメーカー韓国エバーパワーのエンジニアリングチームは、位置合わせ公差予算を精査し、特定のプレス速度とシリンダー径に対して適切なDINクラス、チップ逃げ量、歯厚クラスを推奨します。 ヘリカルギア製品群 印刷および精密用途向け。

よくある質問

ギアの設定が正しくても、印刷機が温まるにつれて色の見当が悪くなるのはなぜですか?

プレスフレームとシリンダーベアリングの熱膨張により、嵌合する有効中心距離が変化する。 ヘリカルギア プレス機が冷間始動から作動温度まで温まるにつれて、鋳鉄製の2m長のプレスフレームの場合、温度が20℃から45℃に上昇すると、フレームは約0.25mm膨張します(α_鋳鉄 ≈ 11 µm/m·°C × 2 m × 25°C)。この0.25mmの中心距離の変化はバックラッシュに影響を与え、歯対の重なりをわずかに変化させます。これにより、ウォームアップ中に一時的なレジスターシフトが発生しますが、プレス機が熱平衡に達すると(通常は始動後20~40分後)、安定します。これはギアの仕様の問題ではなく、プレスフレームと熱管理の問題です。 ヘリカルギア 実際には、ホブドギアよりも温度に対する感度が低い。なぜなら、伝達誤差が小さいため、中心距離のわずかな変化に対する感度が低いからである。

印刷機のヘリカルギアはどのくらいの頻度で交換すべきですか?

仕様が明確な浸炭研磨済みのDINクラス4~5の印刷機 ヘリカルギア 清潔なオイルバスでメンテナンスすれば、歯の摩耗によって伝達誤差がレジストレーション許容範囲を超える前に、15,000~25,000 稼働時間に達するはずです。実際には、多くの印刷機メーカーは、中負荷印刷機(1 シフト、年間約 4,000 時間)の場合、10 年ごとにギアの点検(レジストレーションに影響がある場合は交換)を予定しています。40,000 時間の点検間隔では、適切に仕様が定められ潤滑されたギアの歯面には、測定可能な摩耗がほとんど見られないことがよくあります。早期交換の最も一般的な理由は疲労ではなく、オペレーターがプレートを乾式(インクなし、湿し液なし)で運転することによって生じる損傷です。これにより、露出したギア部分から潤滑剤が除去され、数時間以内に擦り傷が発生します。

印刷機のヘリカルギアは、表面が軽く摩耗した後、再研磨することで見当精度を回復できますか?

はい、ただし歯面摩耗が均一であること(ピッチングが発生していない場合。ピッチングが発生すると、ケースが許容する以上の材料を除去する必要がある)と、再研磨後のケースの残存深さが規定の最小値(ECD ≥ 0.6 × Mn)を超えていることが条件です。韓国のエバーパワー社は印刷機の再研磨を行っています。 ヘリカルギア 歯車解析装置で既存の歯形を測定し、DIN規格4~5級の範囲内で公称インボリュート形状に戻すために必要な材料除去量を決定し、修正研削加工を行うことで、歯形修正を行います。再研削の費用は通常、新品の歯車の40~60%程度で済み、同等の精度が得られるため、歯形深さが十分にある場合は費用対効果が高いと言えます。

印刷機のヘリカルギアのらせん角は、色見当に影響しますか?

はい、間接的に。らせん角βが大きいほど、重なり接触比ε_βが高くなり、同じプロファイル偏差に対して伝送誤差の振幅が減少します。ε_β ≥ 2(適切な面幅でβ = 25°で達成)では、伝送誤差はε_β = 1の値の約30~50%に減少します。これは、プロファイル精度クラスを変更することなく、直接的なレジスターの改善となります。これが印刷機が ヘリカルギア 一般的には、産業用ドライブに十分な最小値である15°ではなく、β = 20~25°を使用します。追加の5~10°のヘリックス角により、30~50% TEの低減が実現し、同じDINクラスの研削コストで色合わせの改善に直接つながります。

精密印刷機用ヘリカルギアに関するお問い合わせ

プレスシリンダーの直径、モジュール、歯数、およびレジスター公差を指定してください。Korea Ever-Powerは、必要な伝達誤差の許容値を計算し、DIN規格と歯先逃げ角を指定し、歯車解析装置による測定結果と証明書に記載された伝達誤差に基づいて歯車を製造します。

DIN規格クラス3~6 · アナライザーによるTEカーブ · 放物線状の先端逃げ · バックラッシュ防止シザーペア · SS316L製もご用意 · 最小注文数量1個

編集者: Cxm