毕业设计(论文)-卷筒纸胶印机印刷滚筒设计.doc

摘 要首先针对卷筒纸胶印机进行总体方案设计，进而确定卷筒纸胶印机的总体布局，随后，对卷筒组件进行设计。介绍了卷筒的工作原理及关键技术。然后，确定了合理的卷筒总体结构，分别对卷筒的各零部件作了设计，产生了装配图、零件图与设计说明书等设计文档。最后，对卷筒的旋转轴和轴承进行了详细的分析和校核，计算表明，该卷筒设计符合要求。 本课题是以卷筒纸胶印机为基础，参考目前市场上常用的卷筒纸印刷机进行设计，对滚筒和离合压的等常用结构进行设计。通过参考同类机器的设计实现印版和橡皮布的装卡和锁紧、滚筒之间的离合压及调压；滚筒的转动可实现手动和电动；离合压机构可以使用手动和气动两种形式。印版滚筒的装卡机构采用窄缝式，橡皮布的装卡采用夹板式；离合压、调压采用单偏心机构。并用SolidWorks软件建立了卷筒纸胶印机印刷装置实体模型。关键词：卷筒纸胶印机，印刷装置，实体 VIIIAbstractFirstly, the overall scheme design for web offset printing machine, which will determine the overall layout, web offset printing machine then, carries on the design to the spool assembly. This paper introduces the working principle and key technology of roll. Then, the drum structure reasonable, the drum parts were designed, produced the assembly drawing, part drawing and the design specification and design documents. Finally, on the rotation of the drum shaft and bearing are analyzed and checked, detailed calculation shows that, the drum is designed to meet the requirements of.This topic is web offest press based on the market at present, reference commonly used web printing machine design, carries on the design to the common structure of cylinder and clutch pressure. Clutch by reference to similar machine implementation of the plate and blanket clamping and locking, drum pressure and pressure; the rotation of the roller can realize manual and electric; the on-off pressure mechanism can use manual and pneumatic two forms. A printing plate cylinder clamping mechanism adopts a narrow slit type, blanket clamping the splint; clutch pressure, pressure regulating single eccentric mechanism. And the establishment of the web offset printing device of solid model in SolidWorks software.Keywords: web offset printing device, entities目 录摘 要IIABSTRACTIII第1章绪论11.1概述11.2印刷机分类11.3印刷机的构造61.3.1印刷机滚筒61.3.2收放卷装置61.3.3传动部分61.3.4供墨系统61.3.5干燥系统71.4工作原理71.5国内外研究现状91.6卷筒纸胶印机的发展趋势10第2章 滚筒的结构设计122.1印版滚筒的设计122.1.1 胶印机滚筒概述122.1.2胶印机滚筒装卡机构设计122.1.3印版滚筒轴向结构设计134.2滚筒的设计134.2.1滚筒概述132.2.2滚筒装卡机构设计14第3章 卷筒组件要求与设计计算163.1卷筒的基本要求173.1.1旋转精度173.1.2 刚度173.1.3 抗振性183.1.4 温升和热变形193.1.5 耐磨性193.2卷筒组件的布局193.3卷筒结构的初步拟定233.4卷筒的材料与热处理233.5卷筒的技术要求243.6卷筒直径的选择253.7卷筒轴承的选择263.8 轴承的选型及校核283.9卷筒前端悬伸量313.10卷筒支承跨距323.11卷筒组件的验算323.11.1 支承的简化333.11.2卷筒的挠度333.11.3 卷筒倾角343.12 卷筒轴承的润滑35第4章 滚筒调整机构设计36结 论37参考文献38致 谢40全套设计请加 197216396或401339828第1章绪论1.1概述生产印刷品及完成印刷过程使用的机械、设备、仪器的总称。一般分为制版机械、印刷机、装订机械3类。另外，用于文具，电子类产品印刷的移印机、丝印机应用也较广泛。1.2印刷机分类印刷机产品的种类繁多，有不同的分类方法。1按印版种类分类。按所用印版种类的不同可将印刷机分为以下四种。（1）凸版印刷机。凸版印刷是用凸版施印的一种印刷方式，凸版印刷机是使用凸版完成印刷过程的机器。这里所说的凸版是指图文部分明显高于空白部分的印版，如活字版、照相凸版和感光性树脂版等。首先由匀墨辊1和着墨辊2在印版滚筒3（圆柱形的印版支承物）的印版上着以油墨，然后进纸，在纸的背面由压印滚筒5（圆柱形的压印体）施以印刷压力，从而使印版上的油墨转移到纸上。此种印刷方法属于直接印刷方式，即印版上图文部分的油墨直接转移到承印物表面的印刷方式。（2）凹版印刷机。凹版印刷是用凹版施印的一种印刷方式。凹版印刷机是用凹版进行印刷的机器。这里所说的凹版是指图文部分低于空白部分的印版，主要有照相凹版和雕刻凹版。凹印机的着墨方法与凸印机不同，即采用短墨路系统。首先使整个版面全部着墨，然后把图文部分2以外的油墨用刮墨刀4刮净，当纸张5从压印滚筒6与印版滚筒1中间通过时进行压印，完成印刷。为此，印刷部应设有利墨装置。这种印刷方法也属于直接印刷方式。（3）平版印刷机。平版印刷是用平版施印的一种印刷方式。平版印刷机是使用平版完成印刷过程的机器。这里所说的平版是指图文部分与空白部分几乎处于同一平面的印版，如平凹版、PS版、多层金属版以及无水平版等。由于现代平版印刷机一般采用间接印刷方式，即印版上图文部分的油墨，经中间载体的传递，转移到承印物表面的印刷方式，故也将平版印刷机称为平版胶印机，即按照间接印刷原理，印版通过橡皮布转印滚筒将图文转移到承印物上进行印刷的平版印刷机。印版滚筒P上的印版在着墨前首先用水辊2在版面上着水（空白部分4着水而抗墨），然后用墨辊3在版面上着墨（图文部分着墨），利用水墨互斥原理进行印刷。因此，在结构上除设有输墨装置外，还设有给水装置。另外，印版上图文部分的油墨不是直接转移到承印物表面，而是先转印到橡皮布上，再由橡皮布转移到纸上，故特设橡皮滚筒B。当纸张从橡皮滚筒与压印滚筒中间通过时，在印刷压力的作用下进行压印，完成印刷。（4）丝网印刷机：丝网印刷是孔版印刷的一种。孔版印刷是指印版的图文部分可透过油墨漏印至承印物上的印刷方式。丝网印刷印版呈网状，版面形成通孔和不通孔两部分，印刷时油墨在刮墨板的挤压下从版面通孔部分漏印在承印物上。丝网印刷机是供丝网印刷用的机器，可分为平型和圆型丝网印刷机。丝网印版：一般简称网版，版面呈网状，由丝网模版、丝网和网框组成的一种孔版。a丝网模版：由感光胶膜、膜片或其他材料附于丝网上，使空白部分不漏墨的封闭层。b丝网：制作丝网印版支承体用的编织物，主要有尼龙丝网、聚酯丝网和不锈钢丝网等。c网框：支承丝网用的框架，由木材、金属或其他材料制成。分为固定式和可调式两种形式。刮墨板：将丝网上的油墨刮挤到承印物上的工具。丝网印刷台：丝网印刷机上放置承印物的装置，在印刷时吸住承印物，并与刮墨板共同产生有效印刷压力。网版间隔:丝网印刷机网版印刷面与承印物表面之间的距离。压印时靠网版间隔和丝网回弹性的作用，网版即刻脱离承印物表面，以保证在印刷过程中网版印刷面与承印物表面处干线接触状态，这是实现丝网印刷油墨良好转移的重要条件之一。2按用途分类。按用途不同可将印刷机分为一般印刷机和特种印刷机。（1）一般印刷机:供一般印刷用的印刷机。所谓一般印刷是指采用凸、平、凹等版式，以纸张为承印材料，以印刷书刊、报纸、产品目录等一般印刷物为主要对象，以传递信息为主要目的的印刷方式，如书版印刷机、报版印刷机等。（2）特种印刷机:供特种印刷用的印刷机，主要有软管印刷机、不干胶标签印刷机、移印机等。3按承印物类型分类。主要包括以下两种。（1）单张纸印刷机:指以单张纸或其他单张材料为承印物的印刷机。 （2）卷筒纸印刷机:指以卷筒纸或其他卷筒材料为承印物的印刷机。4按压印机构形式分类:按压印机构和装版机构形式不同可将印刷机分以下几种。（1）手压平印刷机:压印机构和装版机构均呈平面形的印刷机。印刷部的基本构杨如图15所示。压印平板:平压平印刷机用于对版台施加印刷压力的平板。版台。手压平或圆压手印刷机供装营印版用的平台。着墨辊:印刷机上将油墨涂布到印版上的辊。把印版装在版台上，待印版由着墨辊着墨后，将承印物铺在上面，由压印平板施加印刷压力，完成印刷。（2）圆压平印刷机:也称平台印刷机。压印机构呈圆筒形，装版机构呈平面形的印刷机。图16为圆压平印刷机印刷部的构成示意图。印版固定在版台上作水平往复运动，压印滚筒在规定位置旋转，在压印时压印滚筒的圆周统速度应与版台平移速度相等。印刷时，压印滚筒上的咬纸牙咬住纸张带动其旋转，依靠压印滚筒与印版接触时的印刷压力完成印刷。版台往复一次，完成一个印刷过程。压印时，由于是圆柱面与平面接触，所以比平压印刷机容易得到较大的印刷压力（接触区单位面积上受到的力），而总压力又不致过大,这样，有利于进行大幅面印刷。根据压印滚筒的运动特点不同，圆压平印刷机又可分为以下四种类型。停回转印刷机：版台作往复运动，前进时，压印滚筒旋转一周，返回时，压印滚筒停止旋转，完成一个印刷过程的印刷机。其工作原理压印滚筒转动并与印版接触时进行压印，接着压印滚筒停止旋转，版台作返回行程，这时印版从滚筒空档下通过，二者不相接触。二回转印刷机：版台每往复运动一次，压印滚筒连续旋转二周，完成一个印刷过程的印刷机。当压印滚筒旋转第一周时，压印滚筒下降与印版接触进行压印；当压印滚筒旋转第二周时，压印滚筒上升，脱离印版版面，此时版台作返回行程。一回转印刷机：版台每往复运动一次，压印滚筒转一周，完成一个印刷过程的印刷机。图17（c）为其工作原理图。本机印刷部采用大直径的压印滚筒，滚筒表面有两个部分，一部分直径较大；用于压印；另一部分直径较小，以保证版台在返回时不与印版表面接触。往复转印刷机：压印滚筒每往复旋转一次，完成一个印刷过程的印刷机。其工作原理为图117（d）所示。版台在印刷行程时，压印滚筒按逆时针方向旋转并下降与印版表面接触进行压印；版台返回行程时，压印滚筒按顺时针方向旋转并上升脱离印版表面。（3）圆压圆印刷机：压印机构和奖版栩村幼导圆筒形的印刷机。印刷部的基本构成如图18所示。将圆弧形印版装于印版滚筒上，由压印滚筒施加印刷压力，承印物从两个滚筒中间通过完成压印。这种印刷机由于采用了连续旋转的印版滚筒形式，利用两个滚筒的线接触进行压印，不仅结构简单，运动比较平稳，避免了版台往复运动产生的惯性冲击，叮以大大提高印刷速度，而且，还可将印刷装置设计成机组形式，易于进行双面、多色印刷。因此，圆压圆印刷机得到广泛应用。根据给纸形式不同，圆压圆印刷机又分为单张纸印刷机和卷筒纸印刷机。单张纸印刷机套印比较准确，适于印刷精细印品；卷筒纸印刷机几乎全部采用了连续旋转运动机构，印刷速度很高，并可附设折页装置，所以，是进行现代化大量印刷的有效设备。5按印刷色数和面数分类。在同一个印刷过程中，按所完成的印刷色数和面数不同可将印刷机分为以下几种类型。单色印刷机：在一个印刷过程中，只完成单色印刷的印刷机。双色印刷机。在一个印刷过程中，完成双色印刷的印刷机。多色印刷机：在一个印刷过程中，完成两种以上墨色印刷的印刷机。双面单色印刷机：一个印刷过程中，在承印物的双面都完成单色印刷的印刷机。双面多色印刷机：一个印刷过程中，在承印物的双面至少有一面完成多色印刷的印刷机。1.3印刷机的构造1.3.1印刷机滚筒印刷机滚筒（辊筒）是印刷机械 的核心部件，其表面光洁度、几何精度的高低会对印刷品的质量产生重要影响，尤其是在印制精美印刷品时，丝毫的误差都会降低印刷品的整体效果，使对开印刷产品两边发虚或失真。由于印刷过程中使用的酸性油墨、酒精 、水等化工原料会腐蚀印刷机滚筒（辊筒）的两边，常常导致墨辊筒、版滚筒（辊筒 ）的局部塌陷和斑点；对于镀铬滚筒（辊筒），经常由于异物的带入而产生压坑。此外，长期、超负荷的使用也会导致印刷设备发生磨损失效。1.3.2收放卷装置收放卷自动交接料装置，实现不停机接换料，大大节省了更换新纸卷的时间，提高了机器 的生产效率。张力系统采用伺机电动控制，收卷采用变频电机控制。1.3.3传动部分主电机调速采用变频调速器并配备精密齿轮，其传动精度高，噪音低，整机运行平稳。采用气动离合压机构精确调节印刷压力 ，印刷压锟气动离合，并有保护锁定功能，压力任意可调。刮刀角度三维可调，刮墨刀设有轴向往复移动机构，以改变刮墨刀 在印版上的轨迹，达到更好的印刷效果，同时使刮墨刀磨损均匀，并延长刮墨刀的使用寿命。1.3.4供墨系统采用国内最先进的气动膈膜泵着墨油墨箱装置。实现印版 凹陷部分吸墨充分，确保图象效果更佳。该装置形成了供墨循环系统，由于油墨被连续不断地搅动，油箱 内的油墨可以充分利用，效果更好。 1.3.5干燥系统 为适应塑料薄膜凹版印刷的特点和使油墨在塑料薄膜上迅速干燥的要求，本机在每印刷单元机组上均配有加热烘干箱和冷却干燥箱，采用密封式高效热风循环干燥系统，干燥温度由控温仪自动控制，并根据印刷工作需要增减电热功率，实行节能、安全及环保工作，为操作者提高较好工作环境。 1.4工作原理印刷机的一个工作循环是：给件定位落版降到墨板 、升回墨板刮墨 行程升到墨板降回墨板抬版回墨行程解除定位收件。在连续循环动作中，只要能实现功能，每个动作占用的时间应尽量短，以缩短每个工作循环同期，提高工作效率。在印刷行程中，到墨板挤压油墨和丝网印版 ，使丝网印版与承印物形成一条接触线，称为压印线 。这条线在刮墨板刃口处，无数条压印线构成印刷面。实现理想的压印线是很困难的，因为印刷行程是一个动态过程。图1.1 印刷工作原理经传动机构传递动力，让刮墨板 在运动中挤压油墨和丝网印版，使丝网印版与承印物形成一条压印线，由于丝网具有张力，对刮墨板产生力，回弹力使丝网印版除压印线外都不与承印物相接触，油墨 在刮墨板的挤压力F1作用下，通过网孔，从运动着的压印线漏印到承印物上。在印刷过程中，丝网印版与刮墨板进行相对运动，挤压力F1和回弹力F2也随之同步移动，丝网在回弹力作用下，及时回位与承印物脱离接触，以免把印迹蹭脏。即丝网 在印刷行程中，不断处于变形和回弹之中。 印刷机刮墨板在完成单向印刷后与丝网印版一起脱离承印物，同时进行返程回墨，即完成一个印刷循环。回墨后承印物的上面与丝网印版反面的距离称为同版距或网距，一般应为25mm。手工印刷时，操作工人的手法与熟练程度直接影响压印线的形成。在实践中丝印工作者积累了许多宝贵经验，具体可归纳为六点，即保证刮墨板运动中的直线性、匀速性、等角性、均压件、居中性和垂边性。印刷时刮墨板应直线前进，不能左右晃动；不能前慢后快，前快后慢或忽慢忽快；到墨板的倾斜角应保持不变，特别要注意克服倾斜角逐渐增大的通病；印刷压力要保持均匀一致；保持刮墨板与网框内侧两边的距离相等；到墨板与边框保持垂直。 印刷机平面丝网印版夹持在网框上由平网曲面丝网印刷机带 动作匀速平移，由于网版的摩擦便放置在支承装置上的承印物随之转动。在压印线处曲面承印物的线速度与平面丝网印版移动速度一致，实现刮墨印刷。理论上压印 线应在曲面承印物最高一条母线处，以利于加大离网角，保证印刷质量。为调整方便，刮墨板一般采用6015顶角，要求能作垂直程度与上下尺寸的调整。印刷机圆筒形容器或圆锥形容器的 曲面印刷可采用两对滚轮支座，长度与直径之比小于15的盖类和杯类用轴套支座，软性中空容器可用充气装置支撑。椭圆面近似为圆柱面的一部分，可以用圆柱 体镶嵌办法支承。在圆锥体的表面进行印刷的原理，与在圆柱体表面进行印刷的原理基本相同，所不同的是丝网印版的图形形状和丝网印版的运动形式。在制作用于 圆锥体表面印刷的丝网印版时，要先画出圆锥体表面的展开图，并根据展开图求出扇形的中心，再选取适当网框制作丝网印版。 印刷机在版的下方用4个辊支撑承印物，刮板呈固定状，按扇形移动版框，刮板加压就可进行圆锥版的表面印刷了。印刷时，圆锥形承印刷在一定的刮板压力下与丝网印版呈线接触；当丝网印版绕扇形展开图的轴心作水平扇形移动时，承印物在支撑装置上作同步旋转运动；油墨在刮板的压挤下，漏印到承印物的表面，完成印刷。 1.5国内外研究现状20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。卷筒纸印刷设备形成庞大的数控设备家族，每年全世界的产量有1020万台，产值上百亿美元。 世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2000年至今已接受个月以后的订货合同，生产任务饱满。随着我国的发展，国内引进了许多世界上先进的卷筒纸印刷设备，使我国印刷业进入了高速发展阶段，报业、商业印刷以及包装印刷迅猛崛起印刷技术。以海德堡、曼罗兰、高宝、小森、三菱、西研、德兰特-格贝尔等为代表的公司都推出了采用新技术的卷筒纸胶印机，其都具有印刷速度高、生产效率高、自动化程度高、印刷质量好等特点1.6卷筒纸胶印机的发展趋势卷筒纸胶印机的基本发展方向是多色式印刷，有较好的发展。多色式印刷，多色机可以打印多种颜色，效率高，主要是提高印刷速度，减少辅助时间。从两个方面来保证卷筒纸胶印机效率高。具体包括：（1）高速发展方向由于高时效性的报纸，因此，使用卷筒纸胶印机首先要求高速度。大型卷筒纸胶印机，主要由滚筒直径的两倍，每转4的报纸。每小时超过160000件的报纸印刷。近年来出现了用卷筒纸胶印机双卷筒新闻。因为每小时辊速度，同样可以印制的160000多份报纸。和更灵活的，可以节省板。在卷筒纸胶印机业务，书刊，过去为了保证印刷质量，大部分选用中小型机单或半宽度。随着技术的发展，印刷质量控制问题已经完全解决，目前，与本机的商业和书籍已经开发出更多的单和单一的趋势。印刷速度也不断提高。鼓的轮转印刷机的速度达到了每小时十万。为了保证印刷质量，追求高速度的卷筒纸胶印机发展的基本方向。（2）精密智能自动化的发展结合计算机技术，微电子技术，光纤通信技术和网络技术，在轮转印刷机上的应用。不仅解决了张力控制问题，印刷，油墨控制问题，而且还配备了色彩管理系统，组织或CIP4（CIP4接口。为了满足高速度，高质量的要求，机床的精度普遍提高，并逐步配备自动组卷系统，自动或半自动换版系统，机器自动故障诊断显示折叠机系统，远程诊断和调整系统，自动，甚至可以直接与印刷装订设备。一些新闻网站抵消纸库完全实现带纸，纸，机器自动换版，自动换纸路，所有印刷自动控制，加工，包装，印刷，整理客户地址，自动输送自动化。作为一个结果，自动化，智能化控制，大大减少了辅助时间，卷筒纸胶印市场更好地适应短版，质量高，短时间内发展的需要。（3）标准化，模块化的开发卷筒纸胶印机的主要结构和内容，根据不同的切割尺寸的要求，设计了一个标准化的模块。一方面可以组织专业化生产，稳定和提高产品质量，根据市场和用户的需求，更重要的是，使用不同的排列组合，组合成不同的形式及时机，以满足市场和客户的要求。如果有需要，可以配备在用户的机器上的色组，改装机。（4）向多功能的方向发展扩大使用的卷筒纸和使用范围的另一个显著特点。主要包括：1.多单位，多纸路，一个可以同时打印多个磁带机，大大提高工作效率。2、直接光刻，改变每个带各印刷色数，减少印刷单元印刷多色印刷。（5）对数字胶印机近年来，随着计算机技术的发展，数字技术，计算机CTP制版技术，很快的数字印刷技术的发展。数字卷筒纸胶印机是重要的发展方向之一。曼罗兰公司推出的dicoweb网络数字胶印机的代表。目前，数字印刷机的“板块”一般是可以记录不能擦，擦不能记录。曼罗兰公司推出的dicoweb网络数字印刷机的“盘”，不仅可以记录也能擦。它是在印版滚筒上套一个由特殊材料制成的金属套，在类似的带状材料使用Creo曝光的激光头，然后转移色带上的亲水性或亲爱的油原料进入金属套，形成“版本”，可以打印。印刷完毕后，用清洁液清洁图像可。需要“版本的金属套”。这种技术也可以移植到单张纸数字印刷机。（6）结合轮转印刷机随着技术和印刷产品市场发展的要求越来越高，有时胶印机不仅是一个单一的满足需求。因此，会出现在不同的印刷方法的组合式印刷机。的卷筒纸胶印机组合主要有：在柔性版印刷或打印模式组合印刷的组合，和其他数字印刷机的组合。选择哪种组合，根据用户的具体要求确定。第2章 滚筒的结构设计卷筒纸胶印机的印刷部件跟单张纸胶印机区别不大，只是结构有简单一些。因为不需要叼纸牙结构，滚筒的空挡很小，印版和橡皮的安装比较方便。2.1印版滚筒的设计2.1.1 胶印机滚筒概述印版滚筒是装卡印版的滚筒，卷筒纸胶印机和单张纸胶印机的印版滚筒结构不同，印版装卡和调整机构也不同。卷筒纸胶印机的印版滚筒可以设计成安装一块印版的结构，也有设计成安装两块印版的结构。2.1.2胶印机滚筒装卡机构设计印版滚筒安装夹机构可以分为夹板式印版滚筒、装四块印版的印版滚筒、套红印版滚筒、卷轴式印版滚筒、窄槽式印版滚筒和无缝滚筒等几种。目前采用最为广泛的是窄槽式印版装夹机构，本次毕业设计亦采用了此种机构。图1-1所示的为目前广泛应用的窄槽式印版装夹机构。这种装夹机构只是在滚筒体上开一个约11.5mm的窄槽, 将印版在弯版机上弯成前端小于90o的角（按窄槽的角度确定）, 一般为尾端大于90的角, 先将印版的前端勾住滚筒上窄槽与滚筒外圆夹角小于90o的角, 再将尾端插入滚筒的槽内, 印版就装好了。这种印版要求弯版尺寸非常准确, 利用印版前端和尾端的挤压力使印版在滚筒体上固定。 这种装版机构的优点是操作非常简单，缺点是如果印版弯版尺寸不合适, 印版就不能很好的紧紧地贴在版滚筒上, 印版寿命会受一定的影响。2.1.3印版滚筒轴向结构设计整体部件是对称的，在两边对称处安装齿轮以保证滚筒不会产生扭曲。采用走肩铁式的滚筒，两端的螺纹用于安装锁紧螺母，进行印版滚筒的轴向定位和调整。图1-4为印版滚筒SolidWorks所做的实体，两端的偏心套完成离合压和调压的工作，在滚筒的两端安装成对的齿轮，从而达到一个比较好的传动效果。滚筒走肩铁是现在比较流行的方式，可以使印版滚筒运转的更加平稳。4.2滚筒的设计4.2.1滚筒概述橡皮滚筒的作用是将印版滚筒上的图文转阴到橡皮布上，在转印到纸张上。另外，橡皮滚筒还有滚筒离合压和调压的工作部件。橡皮滚筒具有橡皮布装卡机构，橡皮布必须平整均匀地包在橡皮滚筒上，使用中不允许有松动现象。新橡皮布使用一段时间之后一般会伸长，故要求装卡橡皮布机构能重新拉紧橡皮布。不同的机器装卡机构也不同，根据机器使用装卡机构分类，橡皮滚筒可分为压板式橡皮滚筒、卷轴式橡皮滚筒、窄缝式橡皮滚筒及套筒式橡皮滚筒等。2.2.2滚筒装卡机构设计在本设计中采用的是压板式橡皮滚筒。橡皮滚筒槽内安装有橡皮夹板和张紧螺栓。橡皮布两端先用橡皮夹板夹住，然后再放入橡皮滚筒槽内，拧动螺栓可使 橡皮布紧紧截面地贴在滚筒上。当橡皮布松动时拧紧螺栓可以使橡皮布张紧。 此种橡皮布装卡机构装卡虽然比较费时间，但如图2-2橡皮布的装卡 它的结构紧凑，适合应用于本设计中的小滚筒单版胶印机。在本设计中，采用的是滚筒离合压的结构。其中一个橡皮滚筒作为离合压和调压的基准以及主动轮，另一个滚筒则完成两个橡皮滚筒的离合压和调压的工作。在此处说明滚筒轴向结构，离合压部分则在下一部分说明。图3-3为两个橡皮滚筒的主动滚筒，它作为调压的基准。图3-3 橡皮滚筒（主动）SolidWorks实体图最右边的齿轮和电动机齿轮相啮合，成为整个印刷平台的动力源。左端的锁紧螺母在对滚筒进行轴向定位的同时，完成整个印刷平台的手动操第3章 卷筒组件要求与设计计算卷筒组件是印刷机的执行件，它的功用是支承并带动卷筒旋转，完成表面成形运动，同时还起传递运动和扭矩、承受切削力和驱动力等载荷的作用。由于卷筒组件的工作性能直接影响到印刷机的加工质量和生产率，因此它是印刷机中的一个关键组件。卷筒和一般传动轴的相同点是，两者都传递运动、扭矩并承受传动力，都要保证传动件和支承的正常工件条件，但卷筒直接承受切削力，还要带动工件或刀具，实现表面成形运动，因此对卷筒有较高的要求。3.1卷筒的基本要求3.1.1旋转精度卷筒的旋转精度是指卷筒在手动或低速、空载时，卷筒前端定位面的径向跳动r、端面跳动a和轴向窜动值o。如图2-1所示：图中实线表示理想的旋转轴线，虚线表示实际的旋转轴线。当卷筒以工作转速旋转时，卷筒回转轴线在空间的漂移量即为运动精度。卷筒组件的旋转精度取决于部件中各主要件（如卷筒、轴承及支承座孔等）的制造精度和装配、调整精度；运动精度还取决于卷筒的转速、轴承的性能和润滑以及卷筒部件的动态特性。各类通用印刷机卷筒部件的旋转精度已在印刷机精度标准中作了规定，专用印刷机卷筒部件的旋转精度则根据工件精度要求确定。图3-1 卷筒的旋转误差3.1.2 刚度卷筒组件的刚度K是指其在承受外载荷时抵抗变形的能力，如图2-2所示，即K=F/y（单位为N/m），刚度的倒数y/F称为柔度。卷筒组件的刚度，是卷筒、轴承和支承座的刚度的综合反映，它直接影响卷筒组件的旋转精度。显然，卷筒组件的刚度越高，卷筒受力后的变形就越小，如若刚度不足，在加工精度方面，卷筒前端弹性变形直接影响着工件的精度；在传动质量方面，卷筒的弯曲变形将恶化传动齿轮的啮合状况，并使轴承产生侧边压力，从而使这些零件的磨损加剧，寿命缩短；在工件平稳性方面，将使卷筒在变化的切削力和传动力等作用下，产生过大的受迫振动，并容易引起切削自激振动，降低了工件的平稳性。图3-2 卷筒组件静刚度卷筒组件的刚度是综合刚度，影响卷筒组件刚度的因素很多，主要有：卷筒的结构尺寸、轴承的类型及其配置型式、轴承的间隙大小、传动件的布置方式、卷筒组件的制造与装配质量等。3.1.3 抗振性卷筒组件的抗振性是指其抵抗受迫振动和自激振动而保持平稳运转的能力。在切削过程中，卷筒组件不仅受静载荷的作用，同时也受冲击载荷和交变载荷的作用，使卷筒产生振动。如果卷筒组件的抗振性差，工作时容易产生振动，从而影响工件的表面质量，降低刀具的耐用度和卷筒轴承的寿命，还会产生噪声影响工作环境。随着印刷机向高精度、高效率方向发展，对抗振性要求越来越高。评价卷筒组件的抗振性，主要考虑其抵抗受迫振动和自激振动能力的大小。3.1.4 温升和热变形卷筒组件工作时因各种相对运动处的摩擦和搅油等而发热，产生了温升，温升使卷筒组件的形状和位置发生畸变，称为热变形。热变形应以卷筒组件运转一定时间后各部分位置的变化来度量。卷筒组件温升和热变形，使印刷机各部件间相对位置精度遭到破坏，影响工件加工精度，高精度印刷机尤为严重；热变形造成卷筒弯曲，使传动齿轮和轴承的工作状态变坏；热变形还使卷筒和轴承，轴承与支承座之间已调整好的间隙和配合发生变化，影响轴承正常工作，间隙过小将加速齿轮和轴承等零件的磨损，严重时甚至会发生轴承抱轴现象。影响卷筒组件温升、热变形的主要因素有：轴承的类型和布置方式，轴承间隙及预紧力的大小，润滑方式和散热条件等。3.1.5 耐磨性卷筒组件的耐磨性是指长期保持其原始精度的能力，即精度的保持性。因此，卷筒组件各个滑动表面，包括卷筒端部定位面、锥孔，与滑动轴承配合的轴颈表面，移动式卷筒套筒外圆表面等，都必须具有很高的硬度，以保证其耐磨性。为了提高卷筒组件的耐磨性，应该正确地选用卷筒和滑动轴承的材料及热处理方法、润滑方式，合理调整轴承间隙，良好的润滑和可靠的密封。3.2卷筒组件的布局卷筒组件的设计，必须保证满足上述的基本要求，从而从全局出发，考虑卷筒组件的布局。印刷机卷筒有前、后两个支承和前、中、后三个支承两种，以前者较多见。两支承卷筒轴承的配置型式，包括卷筒轴承的选型、组合以及布置，主要根据对所设计卷筒组件在转速、承载能力、刚度以及精度等方面的要求，并考虑轴承的供应、经济性等具体情况，加以确定。在选择时，具体有以下要求：（1）适应刚度和承载能力的要求卷筒轴承选型应满足所要求的刚度和承载能力。径向载荷较大时，可选用滚子轴承；较小时，可选用球轴承。双列滚动轴承的径向刚度和承载能力，比单列的大。同一支承中采用多个轴承的支承刚度和承载能力，比采用单个轴承大。一般来说，前支承的刚度，应比后支承的大。因为前支承刚度对卷筒组件刚度的影响要比后支承的大。表2-1所示为滚动轴承和滑动轴承的比较。表3-1 滚动轴承和滑动轴承的比较基本要求滚动轴承滑动轴承动压轴承静压轴承旋转精度精度一般或较差。可在无隙或预加载荷下工作。精度也可以很高，但制造困难单油楔轴承一般，多油楔轴承较高可以很高刚度仅与轴承型号有关，与转速、载荷无关，预紧后可提高一些随转速和载荷升高而增大与节流形式有关，与载荷转速无关承载能力一般为恒定值，高速时受材料疲劳强度限制随转速增加而增加，高速时受温升限制与油腔相对压差有关，不计动压效应时与速度无关抗振性能不好，阻尼系数D=0.029较好，阻尼系数D=0.055很好，阻尼系数D=0.4速度性能高速受疲劳强度和离心力限制，低中速性能较好中高速性能较好。低速时形不成油漠，无承载能力适应于各种转速摩擦功耗一般较小，润滑调整不当时则较大f=0.0020.008较小f=0.0010.08本身功耗小，但有相当大的泵功耗f=0.00050.001噪声较大无噪声本身无噪声，泵有噪声寿命受疲劳强度限制在不频繁启动时，寿命较长本身寿命无限，但供油系统的寿命有限（2）适应转速要求由于结构和制造方面的原因，不同型号和规格的轴承所允许的最高转速是不同的。轴承的规格越大，精度等级越低，允许的最高转速越低。在承受径向载荷的轴承当中，圆柱滚子轴承的极限转速，比圆锥滚子轴承的高。在承受轴向载荷的轴承当中，向心推力轴承的极限转速最高；推力球轴承的次之；圆锥滚子轴承的最低，但承载能力与上述次序相反。因此，应综合考虑转速和承载能力两方面要求来选择轴承型式。（3）适应精度的要求起止推作用的轴承的布置有三种方式：前端定位止推轴承集中布置在前支承；后端定位集中布置在后支承；两端定位分别布置在前、后支承。采用前端定位时，卷筒受热变形向后延伸，不影响轴向定位精度，但前支承结构复杂，调整轴承间隙较不便，前支承处发热量较大；后端定位的特点与前述的相反；两端定位时，卷筒受热伸长后，轴承轴向间隙的改变较大，若止推轴承布置在径向轴承内侧，卷筒可能因热膨胀而弯曲。（4）适应结构的要求当要求卷筒组件在性能上有较高的刚度和一定的承载能力，而在结构上径向尺寸要紧凑时，则可在一个支承（尤其是前支承）中配置两个或两个以上的轴承。对于轴间距很小的多卷筒印刷机，由于结构限制，宜采用滚针轴承来承受径向载荷，用推力球轴承来承受轴向载荷，并使两轴承错开排列。（5）适应经济性要求确定卷筒轴承配置型式，除应考虑满足性能和结构方面要求外，还应作经济性分析，使经济效果好。在中速和大载荷情况下，采用圆锥滚子轴承要比采用向心轴承和推力轴承组合配置型式成本低，因为前者节省了两个轴承，而且箱体工艺性较好。综合考虑以上因素，本设计的卷筒采用前、后支承的两支承卷筒，前支承采用双列向心短圆柱滚子轴承和推力球轴承的组合，D级精度；后支承采用圆柱滚子轴承，E级精度。其中前支承的双列圆柱滚子轴承，滚子直径小，数量多（5060个），具有较高的刚度；两列滚子交错布置，减少了刚度的变化量；外圈无挡边，加工方便；轴承内孔为锥孔，锥度为1：12，轴向移动内圈使之径向变形，调整径向间隙和预紧；黄铜实体保持架，利于轴承散热。前支承的总体特点是：卷筒静刚度好，回转精度高，温升小，径向间隙可以调整，易保持卷筒精度，但由于前支承结构比较复杂，前、后支承的温升不同，热变形较大，此外，装配、调整比较麻烦。3.3卷筒结构的初步拟定卷筒的结构主要决定于卷筒上所安装的刀具、夹具、传动件、轴承和密封装置等的类型、数目、位置和安装定位的方法，同时还要考虑卷筒加工和装配的工艺性，一般在印刷机卷筒上装有较多的零件，为了满足刚度要求和能得到足够的止推面以及便于装配，常把卷筒设计成阶梯轴，即轴径从前轴颈起向后依次递减。卷筒是空心的或者是实心的，主要取决于印刷机的类型。此次设计的卷筒，也设计成阶梯形，同时，在满足刚度要求的前提下，设计成空心轴，以便通过刀具拉杆。卷筒端部系指卷筒前端。它的形状决定于印刷机的类型、安装夹具或刀具的形式，并应保证夹具或刀具安装可靠、定位准确，装卸方便和能传递一定的扭矩。3.4卷筒的材料与热处理卷筒材料主要根据刚度、载荷特点、耐磨性和热处理变形大小等因素选择。卷筒的刚度与材料的弹性模量E值有关，钢的E值较大（2.110N/cm左右），所以，卷筒材料首先考虑用钢料。钢的弹性模量E的