인쇄기 구동 구조 — 헬리컬 기어가 공정을 구동하는 곳
최신 시트 공급식 또는 웹 오프셋 인쇄기는 여러 개의 구성 요소를 포함합니다. 헬리컬 기어 구동계는 각각 정확도 및 소음 요구 사항이 다릅니다.
각 인쇄 장치의 판 실린더, 블랭킷 실린더 및 인쇄 실린더는 일련의 장치로 동기화됩니다. 헬리컬 기어 메인 프레스 모터에 의해 구동됩니다. 인쇄 정렬 정확도는 전적으로 이 기어들의 전달 오차에 의해 결정됩니다. 실린더 피치의 주기적인 속도 변화는 인쇄물에서 색상 정렬 편차를 유발합니다. 모듈 M3–M5, DIN 클래스 4–5, 역회전 방지 사양.
잉크 롤러는 실린더 기어 트레인을 통해 감속 기어로 구동됩니다. 헬리컬 기어 잉크 공급 장치는 실린더 공급 장치보다 약간 더 높은 전달 오차를 허용하지만(잉크 층 평균화로 작은 속도 변화가 완화됨), 일관된 잉크 밀도를 유지하려면 설정된 롤러-실린더 속도 비율을 정확하게 유지해야 합니다. M2~M4, DIN 클래스 5~6, 표준 백래시.
기존 감쇠 시스템은 다음과 같은 방식을 사용합니다. 헬리컬 기어 플레이트 실린더에 대해 정확하게 설정된 속도 비율로 워터 폼 및 계량 롤러를 구동합니다. 감압 용액 오염이나 부식이 우려되는 경우 스테인리스강 또는 SS316L 기어가 사용됩니다. M2–M3, DIN 클래스 6–7.
등록 정확도 — 인쇄 품질을 장비 사양으로 변환
색상 정렬은 연속적인 잉크 레이어의 정렬을 의미합니다. 4색 인쇄기에서 시안, 마젠타, 옐로우, 블랙은 각각 별도의 유닛으로 인쇄되며, 선명하고 정확한 색상 재현을 위해서는 사람의 눈으로 식별 가능한 해상도 한계 내에서 정렬되어야 합니다. 정렬 오차 허용치는 일반적으로 다음과 같습니다.
전체 등록 허용 오차(일반적인 상용 제품): ±0.05–0.10 mm
예산 배분:
기계적 조작(시트 그립, 투구): ±0.02–0.03 mm
온도/습도에 따른 시트 팽창률: ±0.01–0.02 mm
기어 변속 오차 영향: ±0.01–0.02 mm
기어 변속 오차(TE)의 영향 한계인 ±0.01~0.02mm는 실린더 축의 각속도 변화에 직접적으로 영향을 미칩니다. 직경 D = 400mm이고 120RPM으로 회전하는 인쇄 실린더(중속 시트 공급 인쇄기에서 일반적인 속도)의 경우:
원통에서의 허용 각도 위치 오차 = 0.01 mm / (π × 400 mm) × 360° = 0.00286°
메인 실린더 기어(M4, z=100, d=426mm, 피치 라인 속도 2.67m/s)에서:
등가 전송 오류 TE ≤ 0.01 × π × 426 / (π × 400) × Mn = 피치 원에서 2.6μm
주 실린더의 피치 원에서 2.6µm 이하의 전송 오차 헬리컬 기어 DIN 클래스 4~5 정밀 연삭 기어에 정확하게 지정된 팁 릴리프를 적용하면 이러한 품질을 구현할 수 있지만, 호빙 가공된 DIN 클래스 7~8 기어(일반적으로 팁 릴리프 15~25µm)로는 고품질 인쇄 작업에서 눈에 띄는 색상 불일치가 발생하므로 불가능합니다.
인쇄기 헬리컬 기어에 대한 DIN 정밀도 등급 요구 사항
DIN 클래스 4-5 정밀 연삭 헬리컬 기어 인쇄기 실린더 구동 장치에 사용되는 HÖFLER 연마 톱니 측면(Ra ≤ 0.2 µm)과 포물선형 팁 릴리프(일반적인 인쇄기 부하 수준에서 C_α = 8–12 µm)는 피치 원에서 전달 오차를 2–5 µm로 줄여 고품질 상업 및 포장 인쇄에 필요한 색상 정렬 허용 오차를 충족합니다.
| 프레스 타입 | 인쇄 품질 목표 | 레지스터 허용 오차 | 필수 DIN 등급 | 팁 릴리프 C_α |
|---|---|---|---|---|
| 고속 웹 오프셋(신문) | 화면 해상도 60–85 lpi | ±0.15–0.25 mm | 6~7등급 (홉 가공 허용) | 10~20 µm (표준) |
| 상업용 시트 공급 오프셋 | 화면 해상도 150~175 lpi | ±0.05–0.10 mm | 5~6등급 (지상 필수) | 8–15 µm 포물선 |
| 프리미엄 패키징 그라비아/플렉소 인쇄 | 스크린 해상도 175~200 lpi | ±0.02–0.05 mm | 클래스 4–5 (회플러 지면) | 5–10 µm 포물선 |
| 보안 및 지폐 인쇄 | 가는 선과 미세한 글씨 | ±0.01–0.02 mm | 3~4등급(프리미엄 지상) | 3~8 µm 정밀도의 포물선형 |
인쇄기 헬리컬 기어용 역회전 방지 설계
인쇄 확대 정책에서 반발이 중요한 이유는 무엇일까요?
최신 인쇄기는 판 세척, 블랭킷 세척 및 용지 경로 청소 작업을 위해 주 구동 방향을 반전시킵니다. 방향 반전 순간, 기존의 방식은 다음과 같습니다. 헬리컬 기어 표준 백래시(DIN 3967 클래스 ef: M4의 경우 0.08~0.16mm)가 있는 쌍은 톱니 측면이 구동측에서 비구동측으로 바뀔 때 짧은 충격을 발생시킵니다. 실린더 피치 원에서 이 백래시 충격은 최대 0.16mm의 위치 단차를 나타내며, 이는 반전 직후에 출력되는 모든 인쇄물의 색상 정렬에 치명적인 영향을 미칩니다.
분할형 가위형 기어 역회전 방지 솔루션
인쇄기용 표준 역회전 방지 솔루션 헬리컬 기어 분할형 "가위형" 기어(독일어로 Tandempaar)는 두 개의 동일한 기어 휠이 실린더 샤프트에 동축으로 장착되고, 비틀림 스프링에 의해 서로 상대적으로 미리 비틀려진 상태를 유지합니다. 스프링의 예압은 한쪽 절반을 맞물리는 피니언의 왼쪽 면에, 다른 절반을 오른쪽 면에 밀착시켜 양쪽 면이 동시에 지속적으로 접촉하도록 합니다. 방향 전환 시, 양쪽 면 모두 스프링에 의해 이미 하중을 받고 있기 때문에 구동면에서 비구동면으로의 전환이 부드럽게(충돌 없이) 이루어집니다. 스프링 강성은 구동 장치의 최대 분리 토크보다 높지만 정격 토크보다는 낮게 설정해야 하며, 일반적으로 실린더 기어의 정격 토크의 5~15% 정도입니다.
저가형 인쇄기의 대안으로는 DIN 3967 규격의 톱니 두께 등급 g 또는 h(M4 기준 0.02~0.06mm의 좁은 백래시)를 지정하고 하우징 중심 거리를 매우 정밀하게(±0.005mm 공차) 설정하는 방법이 있습니다. 이렇게 하면 백래시 영향을 0.06mm 미만으로 줄일 수 있으며, 이는 상업용 고품질 인쇄에는 적합하지만 포장 인쇄나 보안 인쇄에는 적합하지 않습니다.
인쇄기 헬리컬 기어 드라이브의 소음 사양
인쇄소는 소음 노출 제한이 있는 규제 대상 작업장입니다. EU 기계 지침 및 국가별 작업장 소음 규정은 일반적으로 인쇄기 작업자가 시간 가중 평균 80dB(A)를 초과하는 소음을 발생시키지 않도록 요구합니다. 8~12개의 인쇄 장치와 보조 장비를 갖춘 대형 인쇄기의 경우, 전체 인쇄기 소음 예산에서 주요 부분에 할당되는 소음은 약 68~72dB(A)입니다. 헬리컬 기어 실린더 구동 장치. 이는 포물선형 끝단 완화 기능을 갖춘 DIN 클래스 4~5 연삭 기어를 사용하면 달성할 수 있지만, 일반적으로 1~3m/s의 피치 라인 속도의 실린더 트레인 속도에서 78~85dB(A)의 소음을 발생시키는 호빙 기어로는 달성할 수 없습니다.
인쇄기 헬리컬 기어용 재료 및 윤활
대부분의 인쇄기 메인 실린더 헬리컬 기어 M3~M5 규격의 20CrMnTi 또는 17CrNiMo6 가스 침탄 및 HÖFLER 연삭 재질을 사용하며, 다음과 같은 특정 요구 사항을 충족해야 합니다.
- 식품 안전/간접 식품 접촉 윤활제: 식품 포장 프레스의 윤활유는 NSF H2 또는 그와 동등한 간접 식품 접촉 등급을 받아야 합니다. ISO VG 150–220 PAO 합성유가 표준으로 사용되며, 광물유보다 마찰 계수가 낮아 효율성이 높고 사용 주기가 더 깁니다.
- 댐핑 시스템 기어의 내식성: 헬리컬 기어 감압 용액(이소프로판올/물/분수 농축액)과 직접 접촉하는 부분은 SS316L 스테인리스강으로 제작되거나 내식성 코팅이 되어 있어야 합니다. 한국의 에버파워는 DIN 5~6 등급의 SS316L 인쇄 기어를 공급합니다(SS316L은 침탄강보다 무른 재질이며, 현재의 연삭 기술로는 최대 DIN 5 등급까지 가능합니다).
- 저소음 윤활유 옵션: 오일 배스 방식이 아닌 개방형 구조로 작동하는 소형 인쇄기 잉크 트레인 기어(M2~M3)에는 미세 입자 크기와 저소음 첨가제 패키지를 갖춘 리튬 복합 그리스가 권장됩니다. 일반적인 개방형 기어 윤활유(점도가 너무 높아 종이 먼지를 기어 맞물림에 흡수함)는 사용하지 마십시오.
한국 에버파워 - 인쇄기 헬리컬 기어 공급
한국 에버파워 DIN 클래스 4-5 경질 톱니 측면 헬리컬 기어 인쇄기 실린더 트레인의 경우, 출하 전 기어 분석기를 통해 변속 오차를 측정 및 보고하고, 지정된 롤 각도에서 포물선형 팁 릴리프를 검증하며, 백래시 방지 어셈블리의 치형 두께는 DIN 3967 g-h 등급을 준수해야 합니다.
한국 에버파워 공급 헬리컬 기어 M2~M8, DIN 클래스 3~6 규격의 인쇄기 실린더 구동 장치, 잉크 트레인 기어 및 댐핑 시스템 기어에 사용됩니다. 모든 정밀 인쇄 기어에 대한 기어 분석 보고서에는 프로파일 편차 측정에서 도출된 전달 오차(TE) 곡선이 포함되어 있어 인쇄기 엔지니어에게 등급 추정치가 아닌 기어의 실제 예상 정렬 오차 기여도를 제공합니다. 분할 가위형 기어(백래시 방지) 세트의 경우, 한국 에버파워는 양쪽 측면의 스프링 예압이 동일하도록 양쪽 절반의 W_k 범위가 확인된 매칭 쌍을 생산합니다. 헬리컬 기어 제조업체한국 에버파워의 엔지니어링 팀은 등록 공차 예산을 검토하고 특정 프레스 속도 및 실린더 직경에 맞는 DIN 등급, 팁 릴리프 크기 및 톱니 두께 등급을 권장합니다. 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 헬리컬 기어 제품군 인쇄 및 정밀 응용 분야에 적합합니다.
자주 묻는 질문
프레스 프레임과 실린더 베어링의 열팽창으로 인해 맞물리는 부분 사이의 유효 중심 거리가 변합니다. 헬리컬 기어 프레스가 냉간 시동에서 작동 온도까지 예열되는 동안, 길이 2m의 주철 프레스 프레임의 경우 온도가 20°C에서 45°C로 상승하면 프레임이 약 0.25mm 팽창합니다(α_주철 ≈ 11 µm/m·°C × 2 m × 25°C). 이 0.25mm의 중심 거리 변화는 백래시에 영향을 미치고 톱니 쌍의 겹침을 약간 변경하여 예열 중에 일시적인 레지스터 편차를 발생시키지만, 프레스가 열 평형 상태에 도달하면(일반적으로 시동 후 20~40분) 안정화됩니다. 이는 기어 사양 문제가 아니라 프레스 프레임 및 열 관리 문제입니다. 즉, 기어가 올바르게 연마되었을 경우에 발생하는 문제입니다. 헬리컬 기어 실제로 호빙 가공 기어보다 온도 민감도가 낮은데, 이는 전달 오차가 작아 중심 거리의 작은 변화에 덜 민감하기 때문입니다.
정밀하게 사양이 갖춰진 침탄 및 연삭 처리된 DIN 4-5 등급 인쇄기 헬리컬 기어 깨끗한 오일 배스에 보관된 기어는 톱니 마모로 인해 전송 오차가 허용 오차를 초과하기 전까지 15,000~25,000시간 동안 작동할 수 있습니다. 실제로 많은 인쇄기 제조업체는 중간 부하 인쇄기(단일 교대, 연간 약 4,000시간)의 경우 10년 간격으로 기어 검사(및 정렬에 영향을 미치는 경우 교체)를 실시합니다. 40,000시간 검사 주기 동안에는 적절하게 설계되고 윤활된 기어의 톱니 측면에 측정 가능한 마모가 거의 없는 경우가 많습니다. 조기 교체의 가장 흔한 원인은 피로 마모가 아니라, 작업자가 잉크나 습윤 용액 없이 인쇄판을 건조 상태로 작동시켜 노출된 기어 부분에서 윤활유를 제거하고 몇 시간 내에 마모를 일으키는 것입니다.
예, 치아 측면 마모가 균일하고(피팅 현상이 없어야 함. 피팅 현상은 케이스 허용량보다 더 많은 재료를 제거해야 함) 재연마 후 남은 케이스 깊이가 지정된 최소값(ECD ≥ 0.6 × Mn)을 초과하는 경우 가능합니다. 한국의 에버파워는 인쇄기를 재연마합니다. 헬리컬 기어 기어 분석기를 사용하여 기존 치형을 측정하고, DIN 클래스 4-5 한계 내의 공칭 인벌류트 형상으로 복원하는 데 필요한 재료 제거량을 결정한 후, 교정 연삭 작업을 수행합니다. 재연삭 비용은 일반적으로 새 기어 비용의 40~60% 정도이며, 동일한 정확도 등급의 결과를 얻을 수 있으므로, 잔여 케이스 깊이가 허용하는 경우 충분히 가치가 있습니다.
네, 간접적으로 그렇습니다. 나선각 β가 클수록 겹침 접촉비 ε_β가 높아져 동일한 프로파일 편차에 대한 전송 오차 진폭이 줄어듭니다. ε_β ≥ 2(적절한 면폭을 가진 β = 25°에서 달성됨)일 때 전송 오차는 ε_β = 1일 때 값의 약 30~50%로 감소합니다. 이는 프로파일 정확도 등급의 변화 없이 직접적인 레지스터 개선 효과를 가져옵니다. 이것이 바로 인쇄기에서 이러한 원리가 적용되는 이유입니다. 헬리컬 기어 일반적으로 산업용 드라이브에 적합한 최소 15° 대신 β = 20–25°를 사용합니다. 5–10°의 추가 헬릭스 각도는 30–50%의 TE 감소를 제공하며, 이는 동일한 DIN 등급 연삭 비용으로 색상 등록 개선으로 직접 이어집니다.
정밀 인쇄기 헬리컬 기어 문의
프레스 실린더 직경, 모듈, 톱니 수 및 레지스터 공차를 제공하십시오. 코리아 에버파워는 필요한 전달 오차 한계를 계산하고, DIN 등급 및 팁 릴리프를 지정하며, 측정된 전달 오차(TE)가 기어 분석기 인증서에 기재된 기어를 생산합니다.
DIN 클래스 3~6 · 분석기에서 얻은 TE 곡선 · 포물선형 팁 릴리프 · 역회전 방지 가위형 쌍 · SS316L 재질 사용 가능 · 최소 주문 수량 1개
편집자: Cxm
