Контрольная работа по "Послепечатному оборудованию"

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 
ГОУ ВПО «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ 
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА» 

ИНСТИТУТ ПЕЧАТИ 

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ И МАШИН ПОЛИГРАФИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 

по дисциплине «Послепечатное оборудование»

                                                                    Выполнила: студентка группы ИП  
                                                                                   
                                                    Проверила:

                                                                      Оценка: _________________

Самара 2009

Содержание:

1. Подборочные машины. Назначение, классификация. Технологические  схемы построения подборочных  машин, требования к машинам и подбираемым комплектам. Эффективность использования подборочных машин.

2. Листовые крышкоделательные  машины. Принципиально-тех нологические  схемы, их описание. Технологические  возможности машин. 

3. Описать технологические  схемы машин для бесшвейного скрепления.

4. Усилия прижима в  одноножевых бумагорезальных машинах  для различных систем. Перечислить  факторы, влияющие на необходимость  увеличения или снижения усилия  прижима. 

5. Расчет производительности  фальцмашин. Указать, какие факторы  влияют на производительность ножевых и кассетных фальцмашин.

1. Подборочные машины. Назначение, классификация. Технологические  схемы построения подборочных  машин, требования к машинам  и подбираемым комплектам. Эффективность  использования подборочных машин. 

Существует два способа комплектовки блоков: подборкой и вкладкой. При комплектовке подборкой тетради накладываются одна на другую в определенной последовательности. При комплектовке вкладкой — тетради вкладывают одна в другую. Вкладкой обычно комплектуются малообъемные брошюры, «тонкие» журналы, детские иллюстрированные книжки и прочие издания, которые имеют объем не более 128 страниц, что соответствует толщине блока до 6,5 мм. Комплектовка вкладкой обычно производится на вкла-дочно-швейных машинах и вкладочно-швейно-резальных агрегатах, т.е. эта операция выполняется в комплексе с последующими операциями, например со скреплением, обрезкой.

Комплектовка подборкой  производится для изданий любого объема и выполняется на подборочных машинах. Подборочные машины предназначены для комплектовки книжных блоков из тетрадей в последовательности, которая определяется нумерацией страниц методом наложения их одна на другую. Могут подбираться также комплекты открыток, репродукций, плакатов и других листовых изделий.

Подборочные машины по способу вывода тетрадей ранее строились по двум схемам: с выводом тетрадей снизу стопы или сверху.

Каждая из них имеет  свои преимущества и недостатки. При  выводе тетради снизу имеется возможность легкого пополнения их запаса без остановки машины, при этом перемещение тетрадей в магазине происходит под действием собственного веса. Отрицательная черта — более сложный вывод тетради, поскольку с увеличением высоты стопы возрастает сила трения, отсюда — ограниченная вместимость магазинов.

При верхнем выводе необходимо механизировать подъем стопы по мере расходования тетрадей, для дозаправки магазинов необходимо останавливать машину.

Все современные подборочные  машины используют самонаклады с нижним выводом тетрадей. Ранее они строились в зависимости от расположения магазинов по двум схемам: вертикальные машины, если магазины были расположены один над другим, и горизонтальные, если магазины располагались один рядом с другим. Вертикальные подборочные машины из-за неудобства их загрузки тетрадями сейчас не выпускаются, но они используются для подборки документов или малоформатных изданий в организациях, конторах, небольших предприятиях, их иногда называют колаторами. Для полиграфических предприятий заводы-изготовители выпускают машины только горизонтального построения.

Подборочные машины могут  использоваться как операционные (т.е. автономные единицы оборудования), так и в агрегатированном виде как составная часть в агрегатах  или поточных линиях. Как операционные они используются в основном в небольших и средних типографиях, для которых характерно большое разнообразие видов продукции при малых тиражах.

Подборочные машины обычно агрегатируются с оборудованием для скрепления блоков: машинами для клеевого бесшвейного скрепления (МБС) или шитья проволокой втачку. При их использовании с МБС скомплектованные подборкой блоки с помощью передающего устройства непрерывным потоком поступают в транспортирующие устройства этого оборудования для дальнейшей обработки. При этом скорость работы подборочной машины будет задаваться скоростью МБС. Поскольку скорость МБС в последнее время значительно возросла и достигает 18 000 блоков в час (300 бл./мин), возникла необходимость создания скоростных подборочных машин.

При втором варианте агрегатирования  с проволокошвейной секцией для скрепления блоков втачку образуется подборочно-швейная машина. Такой способ агрегатирования не является распространенным, поскольку требует выполнения дополнительной операции (крытья блоков мягкой обложкой на отдельном оборудовании) и сейчас применяется редко. Все это уменьшает эффективность такого агрегатирования.

В зависимости от типа применения (операционные или агрегатиро-ванные) подборочные машины имеют некоторые отличия в конструкции. В операционных машинах имеется приемка, скорость работы их небольшая; агрегатированные подборочные машины приемки не имеют и передают подобранные комплекты тетрадей непосредственно на следующую операцию передающим транспортирующим устройством.

При эксплуатации подборочных машин  к ним предъявляются следующие требования. Они должны обеспечивать:

1. точную и правильную комплектовку блоков из тетрадей, не допуская их пропусков, одновременного вывода двух одинаковых тетрадей или тетрадей других изданий (при этом расположение контрольных меток на корешке блока должно быть ступенчатым);
2. автоматическую остановку машины при выводе двух тетрадей или при неподаче тетради;
3. выравнивание тетрадей по корешковому фальцу и головке;
4. поштучный вывод блоков (в операционных машинах);
5. надежность в работе, удобство обслуживания при загрузке тетрадей в магазины;

6) надлежащую охрану труда обслуживающего персонала. 
Кроме машин для комплектовки тетрадей применяются также подборочные машины офисного назначения, комплектующие издания из отдельных листов. Такие машины для экономии площади строятся по вертикальной схеме, т.е. магазины (их называют лотками) сравнительно малой емкости располагаются друг над другом по 8— 12 штук в виде «башен». Несколько башен может быть соединено в одну линию, что позволяет увеличивать объем подбираемых изделий до 48 и даже 60 листов.

Далее будут рассматриваться  промышленные подборочные машины для комплектовки тетрадей.

Технологическая схема работы подборочной машины

Абсолютное большинство  современных подборочных машин строится по линейному принципу. Машина состоит из ряда магазинов 2, в которые закладываются тетради в виде вертикальных стоп 1 в порядке их последовательности в блоке. В каждый магазин кладут тетради определенного номера (сигнатуры), корешком к передней стенке, расположенной над подборочным транспортером. В магазин возле приемного устройства кладут стопу первых тетрадей. В следующий магазин — стопу тетрадей № 2 и т.д., в крайний слева — последнюю тетрадь блока.

Тетради выводятся из магазинов с помощью листовыводного устройства и укладываются на неподвижные пластины 3. Необходимость в этом промежуточном звене объясняется необходимостью выравнивания всех подобранных тетрадей по головке. Подборочный транспортер 4, двигаясь вдоль магазинов (на рисунке — слева направо), упорами 5 сдвигает тетрадь п, выведенную из первого магазина, с пластины на неподвижный настил 6 машины и ведет ее к следующей позиции. Там упор снимает с пластины следующую (л — 1) тетрадь и она ложится поверх первой. Аналогичным способом происходит вывод остальных тетрадей. Комплектовка блока заканчивается, когда на подобранную стопу ложится последняя (№ 1) тетрадь, выведенная из магазина 1. Скомплектованный блок 7 выводится на приемку (в операционных машинах) или передается дальше на скрепление (в агрегатированных машинах).

Способ вывода тетрадей из магазина на неподвижную пластину применяется в малоскоростных машинах. В быстроходных применяется специальное устройство — ускоряющий столик, который разгоняет тетради до скорости подборочного транспортера, вследствие чего их передача происходит плавно, без ударов.

Конструктивно подборочные  транспортеры могут быть выполнены по двум схемам: с горизонтальным или вертикально-наклонным расположением тетрадей. Однако в обоих случаях функцию подборщика тетрадей выполняет цепная передача с упорами.

Важное значение имеет  надежность листовыводного устройства подборочной машины, поскольку их количество достигает нескольких десятков. Поэтому все подборочные машины оснащаются системой блокировок, останавливающие ее при случайном невыводе тетради или выводе двух тетрадей одним из самонакладов. При этом возле магазина, где произошел такой сбой, вспыхивает контрольная лампочка.

Чтобы обеспечить надежную работу подборочной машины с минимально возможным количеством остановок, необходимо, чтобы тетради в магазинах имели четкий и жесткий фальц, были хорошо обжаты и не имели деформаций. У тетрадей с приклеенными форзацами клей должен быть хорошо подсушен, иначе тетради могут слипнуться между собой, что приведет к остановке машины. Правильность комплектовки блока контролирует приемщица по контрольным меткам на корешках тетрадей. Хотя есть разработки, направленные на автоматизацию этой контрольной операции.

Магазин с листовыводным  устройством образует одну подборочную станцию, а несколько станций (2, 3 или 4) — секцию. Общее количество станций зачастую составляет 12 — 24, реже — 30. По специальному заказу иногда изготавливают машины и с большим количеством станций. Отключение незадействованных самонакладов в случае необходимости происходит по секциям.

Эффективность использования подборочных машин

Особенностью подборочных  машин является большое количество одинаковых исполнительных механизмов — самонакладов тетрадей, что необходимо для комплектовки блоков как можно большего объема. Но вместе с тем выход из строя хотя бы одного самонаклада влечет за собой остановку всей машины. Поэтому с увеличением количества самонакладов возрастает частота остановок машины. То есть возникает противоречие между технологическими возможностями машины и ее надежностью.

Проведены исследования влияния на эффективность работы подборочной машины общего количества работающих самонакладов (m₁), количества самонакладов, которые работают с приклейками (m₂) и скорости их работы (z). Зависимость между указанными параметрами обратно пропорциональна: при увеличении количества работающих самонакладов коэффициент уменьшается.

В результате расчетов получена зависимость производительности от скорости работы машины (z) и количества работающих станций (m) в виде графика. Он позволяет определить  самые благоприятные условия обработки тиража за счет оптимального выбора скорости роста машины (z)  в зависимости от параметров обрабатываемых тетрадей.

2. Листовые  крышкоделательные машины. Принципиально-тех нологические схемы, их описание. Технологические возможности машин.

Крышкоделательные машины служат для изготовления переплётных крышек книги. Крышкоделательные машины — агрегат циклического действия, в котором соединена работа ряда автоматических механизмов: самонаклада,механизма периодически подающего по две картонных сторонки, подачи ткани, бумаги или отстава (полоска плотной бумаги, соответствующая размерам корешка книги), клеемазальных аппаратов, наносящих тонкий слой клея на переплётную ткань или бумагу, механизмов каретки и ножей для вырубки уголков ткани, механизмов для загибки краев ткани или бумаги по ширине и длине развёрнутой крышки, обжимного устройства и приёмника готовых крышек. Применяют два вида крышкоделательных машин - листовые, работающие с листовыми заготовками ткани или бумаги, ротационные — с рулонным обложечным материалом.

Крышкоделательная машина — оборудование для изготовления переплётных крышек книги. В типографии используются машины с  рулонной и листовой подачей кроющего материала.

Крышкоделательная машина с рулонной подачей соединяет  картонные сторонки и отстав с  корешком составной крышки. Сматываемая с рулона лента переплётного материала проходит через клеевой аппарат, где на её изнаночную сторону наносится тонкий слой клея. На стол машины самонакладами подаются две картонные сторонки, а с бумажного рулона — отстав. Материал корешка отрезается от ленты, края загибаются на внутреннюю сторону крышки.

При выводе из машины лента  проходит между валами каландра, где  материал корешка прижимается и  прочно приклеивается к картонным  сторонкам и отставу. При наличии  специальных приводочных устройств  можно производить крышки с заранее отпечатанными на рулонном переплётном материале или бумаге изображениями.

Крышкоделательные машины с листовой подачей применяются  в полиграфии для изготовления цельнокрытых крышек или приклеивания кроющего материала (обложек) на сторонки заранее склеенных заготовок. Они отличаются от рулонных тем, что работают с листовыми заготовками бумаги или картона. Недостаток машин с листовой подачей покровного материала – более низкая производительность по сравнению с рулонными машинами.

Рис.1. Схема крышкоделательной машины: 1 — рулон ткани; 2 — клеевой валик; 3 — сторонки.

3. Описать технологические  схемы машин для бесшвейного скрепления

Технологическая схема  работы машины бесшвейного скрепления со срезкой корешковых фальцев показана на схеме. В позиции I комплект тетрадей подается автоматически или вручную в раскрытый зажим транспортного устройства (ТУ), которое перемещает его (без зажима) в позицию II, где комплект проходит базирование по двум сторонам — сталкивается по корешку и головке с помощью выравнивающего устройства (ВУ). Затем комплект тетрадей фиксируется в зажимах ТУ. Все эти и последующие операции обычно выполняются без остановки, на ходу.

Проходя цепочку технологических  операций, комплект в позиции III обрабатывается резальным инструментом, который срезает фальцы и превращает комплект тетрадей фактически в стопу листов. Далее поверхность среза (позиция IV) торшонируется, т.е. обрабатывается специальными дисковыми инструментами для придания ей определенной шероховатости, происходит разрыхление волокон бумаги для создания более прочного клеевого соединения. Далее поверхность тщательно очищается от пыли. На подготовленную таким образом поверхность блока с помощью валиков (позиция V) наносится слой клея. Затем технологический процесс может идти по двум схемам в зависимости от вида продукции, которая обрабатывается. Если на машине изготовляются книги в мягкой обложке, то от стопы с помощью присосов отделяется мягкая обложка (МО), которая подводится к корешку (позиция Via), совмещается и приклеивается к нему. Если изготовляются книги в твердом переплете, то к корешковой части блока (позиция V76) приклеивается лента окантовочного материала (ОМ). В следующей позиции осуществляется обжим этих элементов в зоне корешка с трех сторон (позиция Vila, VII6) для плотного прилегания и прочного скрепления с блоком. В позиции VIII происходит сушка корешка (если применяется холодный клей на основе ПВАД) или охлаждение блока (если использован термоклей). В позиции IX зажимы транспортного устройства раскрываются, освобождая блок, и он поступает на дальнейшую обработку.

Представленная здесь технологическая схема обработки блоков является традиционной, однако в реальных машинах могут быть другие варианты расположения отдельных секций, в особенности это касается сушки и охлаждения корешка.

4. Усилия прижима в одноножевых бумагорезальных машинах для различных систем. Перечислить факторы, влияющие на необходимость увеличения или снижения усилия прижима.

Механизм прижима предназначен для зажима, фиксирования стопы и  отдельных листов в период резки. Второй его функцией является уплотнение, сжатие стопы, чтобы в процесс резки под листами создать достаточно плотное основание, которое будет плотно препятствовать чрезмерному прогибу листов под лезвием ножа, предотвратит вытягивание листов из-под балки прижима. Балка прижима является основным исполнительным звеном механизма: она должна зажать стопу до начала резки, удерживать в таком положении до полного разделения листов и освободить ее вслед за подъемом ножа выше уровня стопы. Поэтому характер взаимодействия этих механизмов такой, что прижим при опускании на стопу всегда опережает нож, а после резки при подъеме – отстает от него. Балка прижима также выполняет функцию указателя линии реза, поскольку расстояние между передней кромкой балки прижима и плоскостью ножа составляет 0.3мм.

Величина необходимого давления прижима зависит от многих факторов. Однако нужно стремиться к тому, чтобы прогиб листов в стопе был минимальным и, как результат, получить высокую точность размеров отрезаемых листов.

Эффективная работа механизма  прижима возможна лишь при учете особенностей поведения стопы бумаги под действием значительных сжимающих нагрузок.

Существует два вида прижима: жесткий и упругий. В  жестком прижиме верхняя давящая  поверхность прижима после предварительного сжатия стопы остается неподвижной. Жестким прижимом, например, является обычный винтовой пресс. Однако бумага, имея упругопластические характеристики, при разрезке стопы ножом прогибается под его режущей кромкой и сжимается, из-за чего давление балки прижима на стопу будет ослаблено. Если предварительное усилие сжатия было недостаточным, возможно вытягивание листов из-под балки прижима. Во избежание этого в жестких прижимах создают изначально повышенное давление прижима.

Жесткий прижим сейчас применяется  очень ограниченно и только в  малоформатных резальных машинах, например, «Идеал» (Германия).

Упругий прижим получил  свое название из-за наличия в составе  механизма упругого элемента. При  действии балки прижима на стопу  ее давление передается на верхние  листы точно по площади контакта. По мере удаления от нижней поверхности балки прижима ширина, на которую распространяется давление прижима, постепенно увеличивается, достигая максимума у нижних листов. Одновременно удельное давление будет меньше.

За время с момента  зажима стопы до врезания ножа давление в стопе за счет выдавливания воздуха между листами будет снижаться. Это вызовет значительный прогиб листов под кромкой ножа и их отход от нижней поверхности балки прижима по условной дуге. При этом длина дуги будет больше отрезка, а значит, возникнет разница в длинах верхних и нижних листов.

Эта деформация будет  тем больше, чем больше вертикальная составляющая резания и чем меньше спрессованность стопы. В отдельных  случаях возможно вытягивание листов из-под балки прижима. При наличии  упругого прижима при сжатии стопы и ее деформировании лезвием ножа балка прижима будет опускаться вместе со стопой, не уменьшая величины давления. Благодаря этому упругий прижим является сейчас общепринятой системой для всех резальных машин.

Следует также учитывать, что из-за наличия воздушной прослойки между листами и шероховатости на их поверхности действующее усилие прижима будет передаваться от верхних листов нижележащим не мгновенно, а течение какого-то периода, т.е давление прижима будет перемещаться сверху вниз в виде волны, достигая нижних листов через определенный промежуток времени.

Если производить резку  сразу же после приложения усилия прижима, возможен случай, когда кромка ножа достигнет нижних листов прежде, чем они получат достаточное уплотнение, а значит, возможны значительные прогибы листов. Понятно, что время распространения давления будет определяться состоянием поверхности бумаги и ее плотностью. Для плотных, гладких бумаг этот промежуток будет минимальным, для объемных, пористых бумаг с шероховатой поверхностью – максимальным. Поэтому при резке таких бумаг желателен более длительный период прессования стопы.  Ведущие фирмы-изготовители ОРМ учитываю это и создают возможность выбора вариантов интервала времени между опусканием прижима и резкой, чтобы обеспечить высокую точность продукции независимо от ее особенностей. 

Технологически необходимое  давление прижима Q зависит от многих факторов:

• Силы резания
• Высоты стопы
• Плотности материала в стопе
• Требований к точности резки

По мере увеличения Q уменьшается величина местных деформаций листов под ножом, повышается точность резки.  При этом следует исходить из конечной цели – прессование должно уменьшить прогиб листов в стопе, тем самым повысить точность резки, поэтому давление прижима должно возрастать при увеличении возникающего усилия резания, увеличении высоты стопы и т.д.

Однако увеличивать  силу прижима целесообразно только до определенных границ, поскольку  чрезмерное давление приводит к увеличению усилия резания, возможно возникновение остаточных деформаций от гребенчатой формы балки прижима на верхних листах. Слишком большое уплотнение материала вызывает повышенный износ ножа, возможно растрескивание листов, отмарывание оттисков. На практике отмечаются случаи отклонения траектории кромки ножа от вертикали в сторону отрезаемой части стопы.

5. Расчет производительности  фальцмашин. Указать, какие факторы  влияют на производительность  ножевых и кассетных фальцмашин.

Ритм работы фальцевальных  машин зависит от их типа: для кассетных – непрерывный, для комбинированных – циклический, с синхронизацией операций подачи, базирования и ножевой фальцовки. Поэтому производительность этих машин будет различной.

Часовая производительность кассетной машины будет зависеть от формата листов и скорости их фальцовки:

П₁= (тетр.\ч),

Где v – скорость фальцевания, м/мин; m – количество тетрадей из одного листа; Q – коэффициент эффективного использования рабочего времени, который выражает отношение времени работы машины к календарному времени; А – длина листа, м; ∆А – величина интервала между листами на первом транспортере ϐ – коэффициент выхода качественной продукции.

Для комбинированных фальцмашин П₂= 60nmQϐ (тетр.\ч),

Где n – скорость работы машины, цикл/мин.

Наряду с непрерывным  рабочим процессом и высокой вариабельностью кассетных фальцаппаратов особо следует выделить некоторые их важные факторы:

• высокая производительность;

• незначительные допуски  при фальцовке;

• простая конструкция.

Однако кассетные фальцаппараты чувствительно реагируют на:

• слишком лёгкую бумагу (< 40 г/м2) и слишком плотную бумагу (> 120 г/м2);

• высокий электростатический заряд печатной бумаги.

Для ножевых фальцаппаратов следует выделить следующие факторы:

• нечувствительность к экстремальным сортам бумаги;

• минимальные допуски  при фальцовке.

По сравнению с кассетными фальцевальными машинами этот принцип имеет более дорогостоящее конструкционное построение и недостаточную вариабельность фальцовки.

В кассетной фальцевальной машине с четырьмя фальцаппаратами могут работать до 18 фальцевальных секций. Не существует таких заданий, при которых могли бы использоваться сразу все фальцевальные секции. Обычно количество сгибов на каждый сфальцованный лист составляет от одного до шести.

Благодаря возможности переналадки фальцаппаратов с одновременным включением или отключением любого количества фальцевальных секций существует большое количество вариантов сфальцованных листов, что даёт возможность наряду со стандартными схемами фальцовки планировать и выполнять разнообразные виды специальной фальцовки. В этом многообразии заключается доминирующее преимущество кассетных фальцевальных машин.

Комбинированные фальцевальные машины отличаются целым рядом факторов:

• для них требуется  меньшая площадь, и они дешевле кассетных фальцевальных машин;

• бумага с экстремальными свойствами (например, тонкая и толстая бумага) может более надёжно фальцеваться, чем на кассетных фальцевальных машинах;

• машины быстро переналаживаются для выполнения следующего заказа.

Список источников:

1. Ананьена Е.В., Коцарь  Ю.Н., Мордвин Б.М. «Машины брошюровочно-переплетного  производства» 2 часть, Москва, 1975г.

2. Д.В.Воробьев, А.И.Дубасов,  Ю.М.Лебедев «Технология брошюровочно-переплетных  процессов»: М. Изд. «Книга», 1989. 

3. Белозеркий Л.К. «Брошюровочно-переплетные  машины», 2 часть, Москва, 1971г.