Тетрадные самонаклады

Брошуро - переплеточное оборудование.

Тема: Тетрадные самонаклады.  Колонтай И.И.

Содержание

Введение

Различные машины, входящие в состав брошюровочно-переплетного оборудования, поштучно обрабатывают сфальцованные тетради. Эти машины работают с высокой скоростью, поскольку  они выполняют технологические  операции по обработке массовых полуфабрикатов, многократно превышающих по количеству готовую продукцию. Для подачи тетради  в машину применяются устройства, называемые тетрадными самонакладами. Они входят в комплект подборочных, приклеечных, ниткошвейных автоматов, вкладочно-швейно-резальных агрегатов  и так далее.

Тетрадные самонаклады  предназначены в основном для  отделения тетради стопы и  подачи ее в машину в соответствующий  момент рабочего цикла.

Основные  требования, предъявляемые к самонакладам:

1) высокая  надежность работы;

2) универсальность  использования в различных типах  машин;

3) удобство  пополнения запаса тетрадей и  устранение неполадок;

4) безопасность  и простота в обслуживании;

5) максимально  низкие динамические нагрузки  в их приводе.  

1. Классификация тетрадных самонакладов

Классификация тетрадных самонакладов приведена на рис.1.

Рис. 1 – Классификация тетрадных самонакладов

Как видно  из схемы, тетрадные самонаклады  делятся на две основные группы: самонаклады для вывода тетрадей из магазина и подачи в машину и  самонаклады, выполняющие, кроме того, дополнительную операцию – раскрывание  тетрадей посередине, необходимость  которой определяется технологическим  назначением машины, в состав которой  они входят.

Самонаклады первой группы называются самонакладами  для вывода тетрадей, а входящие во вторую группу – тетрадными самонакладами-раскрывателями.

Как видно  из схемы, тетрадные самонаклады  обеих групп имеют практически  одинаковые разновидности механизмов, обеспечивающих отделение тетради  от комплекта и ввод в машину.

В самонакладах-раскрывателях  к перечисленным механизмам добавляются  устройства для раскрывания тетрадей посередине. Они делятся по принципу действия на шлейфные и перелистывающие. Самонаклады-раскрыватели могут работать как с левым, так и с правым шлейфом. При этом должна соблюдаться  точность размеров шлейфа и отсутствие косины в его положении у всех тетрадей.

2 Самонаклады для вывода тетрадей

Для отделения  тетрадей от стопы и их вывода применяют  различные виды самонакладов, отличающихся в основном устройством выводных механизмов (рис. 2).

Эти механизмы  могут быть щипцевые (а) и (б), ротационными (в) и фрикционными (г).

Тетради выходят  из самонакладов корешком вперед, являющимся наиболее точным, четким и стабильным краем тетрадей любой конструкции, удобным для отгиба и захвата. Для удобства загрузки тетрадей в  процессе работы машины, как правило, применяют самонаклады с выводом  нижней тетради.

Магазины, в  которые тетради укладывают стопами, могут быть вертикальными или  наклонными. Их образуют четыре стенки угольников 12, расстояние между которыми меняется в зависимости от формата  тетрадей.

Рис. 2 – Виды устройств выводных механизмов

В вертикальных магазинах высота стопы ограничена увеличением давления на нижнюю тетрадь, что ухудшает условия и надежность ее вывода.

Дно магазина может быть горизонтальным или наклонным, в зависимости от того, как он установлен.

Для уменьшения сил трения между тетрадью и дном магазина на его краю обычно находится  свободно вращающийся ролик 10, положение  которого может регулироваться, вместе с опорными подшипниками, в зависимости  от жесткости тетради винтом 11.

Чем жестче тетрадь, тем дальше от корешка отодвигается ролик, и чем легче тетрадь, тем  ближе к корешку.

Вместе с  валиком перемещается и центр  качания присосов, отгибающих нижнюю тетрадь. При этом угол отгибания  тетрадей может существенно меняться.

Центр качания  присосов должен совпадать с центром  изгиба тетради. Эти механизмы и  их рабочее положение влияют на надежность вывода тетрадей из магазина.

Рассмотрим  схему (а) с качающимися щипцами. Рычаг 1 вместе со щипцами 8 качается на шарнирной опоре. В крайнем положении  у магазина 12 они захватывают  отогнутую присосками 9 нижнюю тетрадь  Т за корешковое поле и выводят  ее из магазина. Качающийся рычаг 3, предназначенный  для приподнимания стопы во время  вывода нижней тетради Т, входит крючком 6 в пространство между корешком выводимой тетради и стопой. Затем  опорная поверхность крючка 6 начинает поворачиваться и одновременно перемещаться вверх относительно рычага 3, на котором  он закреплен. Это происходит в результате давления неподвижного ролика 4 на противоположный  от шарнирной опоры крючка 6 хвостовик 5. Исходное положение крючка 6 и величины подъема стопы регулируется винтом 2 в зависимости от угла сгиба  тетради. Если магазин расположен наклонно, надобность в рычаге 3 отпадает.

Присосы 9 вместе с роликом 10 могут перемещаться вправо и влево, изменяя угол отгиба тетради. Присос 9 и ролик 10 фиксируются винтом 11.

Удержание тетради  в выводном устройстве происходит за счет сил трения между поверхностью щипцов 8 и бумагой. Величина давления на тетрадь определяется силой пружины 7, закрывающей щипцы 8. Подходя к  противоположному крайнему положению, щипцы 8 раскрываются, и тетрадь падает на транспортер машины.

На схеме (б) щипцы, движущиеся возвратно-поступательно, работают аналогично качающимся, но перемещаются по иной траектории – прямолинейной, а не дугообразной (схема (а), что  удобнее для вывода тетради. К  достоинствам выводных устройств щипцевого  типа относятся высокая надежность вывода тетрадей из магазина 12. В крайнем  положении щипцы 8 останавливаются, закрываются и начинают двигаться  в обратную сторону с постепенным  нарастанием скорости. Тетрадь выводится  из магазина плавно, поэтому щипцы 8 надежно удерживают корешок.

К недостаткам  указанного механизма можно отнести  сложность и громоздкость устройства, значительные инерционные нагрузки, возникающие при высокой скорости из-за разгона и торможения механизма  щипцов в крайних положениях.

Ротационное выводное устройство (в) представляет собой непрерывно вращающийся с  постоянной или переменной скоростью  цилиндр 1, на котором находится две  пары клапанов-захватов. Пневмоприсосы 3 отгибают корешок нижней тетради  и прижимают его к цилиндру 1. Первая пара клапанов поворачивается из исходного положения внутри цилиндра 1 в направлении, противоположном  его вращению, и захватывает тетрадь  за корешок. Затем тетрадь выводится из магазина, при этом она мгновенно приобретает линейную скорость, равную скорости поверхности цилиндра 1. В нижнем положении клапаны отпускают тетрадь и возвращаются в исходное положение, а тетрадь падает на транспортер. За один оборот цилиндра 1 из магазина выводится две тетради.

Преимущества  этого типа самонакладов:

– компактность и простота конструкции;

– отсутствие инерционных нагрузок в приводе  за счет того, что вращение диска, несущего клапаны, происходит с постоянной скоростью.

Недостатки:

– тетрадь  из состояния покоя сразу переходит  к максимальной скорости, возможны пропуски;

– частые остановки  по этой причине;

– в момент «выдерживания» тетради из магазина проявляются силы инерции покоя  самой тетради;

– клапаны  не всегда могут обеспечить достойную  силу трения в месте контакта с  тетрадью, и корешок выскальзывает  из зажимов. Возникают пропуски.

Фрикционные выводные устройства (г) создают силы трения между тетрадью и вращающимися дисками 1, к которым она прижимается  качающимся роликом 5, входящим в зазор  между отогнутой нижней тетрадью и стопой. За счет сил трения тетрадь  выводится из магазина 3. Как и  в других самонакладах, нижняя тетрадь  отгибается присосами 2, а стопа приподнимается качающимся рычагом 4 с крючками.

Фрикционные тетрадные самонаклады надежны  в работе при любой скорости машины и просты в устройстве.

Недостатки:

– высокие  ускорения выводимой тетради;

– нарушение  поверхности структуры бумаги при  проскальзывании тетради относительно дисков 1;

– возможное  смазывание оттисков.

Из-за этого  диски 1 приходится по возможности устанавливать  против пробельных мест на странице, что  усложняет и удлиняет приладку. Поэтому  фрикционные самонаклады применяются  редко.

3 Самонаклады шлейфного типа

В некоторых  брошюровочных машинах для выполнения различных технологических операций – шитья нитками, вклейки, вкладки  и т. д. – тетради необходимо раскрывать посередине. Сложность этой операции заключается в том, что в одном  комплекте тетради могут быть различной конструкции: с различным  числом страниц, с приклеенными форзацами, иллюстрациями.

Существует  два способа раскрывания тетрадей посередине: однократный, с помощью  шлейфа, или последовательный, путем  перелистывания тетради до тех пор, пока она не будет раскрыта в нужном месте. Поэтому самонаклады-раскрыватели могут быть со шлейфом или перелистывающие.

Шлейфный  способ раскрывания тетрадей заключается  в следующем. Клапаны раскрывающего  устройства захватывают одну часть  тетради за шлейф, другую – оставляют  свободной. При выводе тетради выводным механизмом ее свободная часть отклоняется  под действием сопротивления  воздуха или специальных направляющих.

Шлейфный  принцип раскрывания имеет существенные недостатки:

– отходы бумаги из-за наличия шлейфа, который при  обрезке блоков срезается, увеличиваются  на 1–2%;

– усложняется  спуск полос печатной формы;

– необходима высокая точность фальцевания, приклейки  форзацев и вклейки иллюстраций;

– возникает  деформация шлейфа, выступающего за ширину тетради, при хранении и транспортировке, что снижает надежность работы;

– наличие  шлейфа требует строго определенной конструкции тетрадей с иллюстрациями  и вклейками внутри, что усложняет  процесс изготовления книги.

Тетрадные самонаклады-раскрыватели шлейфного типа могут быть реверсивными, планетарными и ротационными.

Принципиальное  устройство самонаклада-раскрывателя реверсивного действия показано на рис.3.

Тетрадь 2 с  левым шлейфом подается в магазин  корешком вниз на наклонный ленточный  транспортер 1. К корешковому полю крайней тетради подходит  качающийся присос 8 и отводит корешок влево. Качающиеся секторы 9 поворачиваются против часовой стрелки, захватывают в  крайнем положении тетрадь за корешок клапанами 3, установленными на секторах 9, а затем начинают поворачиваться в обратном направлении, выводя тетрадь  из магазина. Пластина 4 прижимает тетрадь  к поверхности секторов 9, и клапаны 7 поворачиваются и захватывают тетрадь  за шлейф. В крайнем левом положении  свободная внешняя часть тетради  под действием сил упругости  волокон отклоняется от секторов, и тетрадь раскрывается.

Рис. 3. Принципиальное устройство самонаклада-раскрывателя реверсивного действия

В начале движения против часовой стрелки клапаны 7 и 3 последовательно отпускают тетрадь, и она падает вниз на седло транспортера 5, раскрываясь за счет сопротивления  воздуха. Направляющая панель 6 предупреждает  сильное раскрытие тетради и  помогает ее падению на стол транспортера.

Этот самонаклад простой по устройству и рассчитан  на скорость работы до 120 циклов в минуту.

На рис. 4 показано принципиальное устройство планетарного наматывающего самонаклада-раскрывателя. Тетради 1 укладываются вертикальной стопой в магазин самонаклада. Нижняя тетрадь опирается на большой диск 5, на котором расположены опорные ролики 4. На этих же дисках 5 находятся вращающиеся малые диски 2, имеющие присосы и установленные под магазином в несколько рядов. Малые диски 2 вращаются против часовой стрелки, а большие диски 5 – по часовой стрелке. Малые диски 2 присосами захватывают корешок нижней тетради 1 и, вращаясь вокруг оси, наматывают тетрадь 1 на свою поверхность. Таким образом, тетрадь 1 выводится из магазина. При дальнейшем вращении тетрадь 1 подается к щетке 11. Отсос воздуха прекращается, и присосы отпускают тетрадь 1, которая при подходе очередного упора 3 проталкивается вниз к цепному транспортеру 9 вперед шлейфом. При проталкивании тетрадь 1 поддерживается с одной стороны опорными роликами 4, а с другой – щетками 11.

Очередные клапаны 10 цепного транспортера 9 захватывают  тетрадь за шлейф и направляют ее к столу 8 транспортера 7. За счет сил упругости и инерции укороченная  часть тетради 1 отклоняется, обеспечивая  тем самым ее раскрывание. При  открывании клапанов 10 цепного транспортера 9 тетрадь 1 кладется на стол 8. Направляющая 6 ограничивает излишнее открывание тетради.

Планетарные самонаклады универсальны, то есть могут работать с тетрадями любой  конструкции. Скорость работы их до 100 циклов в минуту. По конструкции  они сложны и требуют точной наладки. Вместимость вертикального магазина ограничена.

В ниткошвейных автоматах и во вкладочно-швейно-резальных  агрегатах применяются самонаклады, где раскрывание тетради происходит с помощью двух цилиндров. Принципиальная схема такого самонаклада приведена на рис. 5. Тетрадь 1 из магазина 2 выводится с помощью присосов 14, которые прижимают корешковое поле нижней тетради 1 к вращающемуся диску 5, и клапанов 4, вращающихся и захватывающих тетрадь 1 за корешок.

Рис. 4. Принципиальное устройство планетарного наматывающего самонаклада-раскрывателя

Тетрадь 1 выводится из магазина 2, а рычаг 3 приподнимает стопу для уменьшения давления на выводимую тетрадь 1. Диск 5 и клапаны 4 ведут тетрадь 1 до упора 13, регулируемого в зависимости  от формата тетрадей 1. Здесь клапаны 4 отпускают тетрадь 1, а ролики 12 удерживают ее возле упора 13, пока клапан 8 на вращающемся секторе 6 и клапаны 9 на диске 11 не захватят тетрадь 1 за шлейф  и вторую часть. Продолжая вращение, они поведут ее вниз на седлообразный  стол с поводками цепного транспортера 7. Для уменьшения сил трения ролики 12 при помощи кулака 10 в этот момент отходят от тетради 1.

Рис. 5. Принципиальная схема самонаклада с двумя цилиндрами

Основным  достоинством этого самонаклада  является равномерное вращение выводных механизмов и отсутствие инерционных  нагрузок в приводе. Однако выстой около  упора 13 и встречное по отношению  к направлению вращения диска 5 движение тетради 1 могут вызывать отпаривание  краски и появление на бумаге морщин («петухов»).

4 Самонаклады перелистывающего типа

Для раскрытия  тетрадей путем перелистывания применяют  пневматические прижимы, которые осуществляют последовательное перелистывание тетради  в процессе транспортировки в  машину после вывоза ее из магазина.

Перелистывающие самонаклады строятся с использованием двух принципов раскрывания:

− традиционного  одностороннего, осуществляемого по схеме 6+1, при котором последовательно  работают до 6 верхних присосов, перелистывающих  верхнюю половину лежащей на транспортере тетради; при этом нижняя половина удерживается одним присосом или захватом;

− нового двустороннего, отличающегося от первого тем, что  в нем используют четыре верхних  и четыре нижних присоса, т. е. по схеме 4+4.

Второй принцип  раскрывания более эффективен, так  как перелистывание тетрадей можно  начинать с любой стороны, что  позволяет избежать ненужного перелистывания форзаца и возможного разрыва  страниц, а также уменьшить габариты самонаклада.

Перелистывание  тетрадей с помощью пневматических присосов, в которых создается  разрежение, является надежным и эффективным  способом. Однако в работе встречаются  пористые или перфорированные листы, при которых могут возникать  пропуски из-за того, что воздух будет  проникать сквозь поры бумаги. При  двустороннем перелистывании по схеме 4+4 появляется возможность избежать пропусков и значительно повысить надежность работы самонаклада за счет того, что при помощи переключателей каждая пара присосов, начиная со второй по ходу движения тетради, может быть переведена на режим «всасывание  − раздув».

Кроме повышения  надежности работы, одной из основных задач совершенствования самонакладов является расширение их технологических  возможностей путем увеличения возможности  обработки тетрадей различных типов  и конструкций.

Решение этой задачи осуществимо в самонакладах бесшлейфной конструкции, т. е. перелистывающего типа. На рис. 6 приведена кинематическая схема самонаклада перелистывающего типа.

Тетрадь 5 укладывается на дно 2 магазина корешками к стенке 6. Корешковое поле нижней тетради 5 отгибается присосом 10 вниз к выводному цилиндру 13 при помощи зубчатого сектора 3 и шестерни 4. Для облегчения вывода нижней тетради 5 из магазина применяются  отсекатели 9, управляемые рычагом 1, жестко связанным с шестерней 7 и  сектором 8. Захваты 11 цилиндра 13 прижимают  корешок тетради 5 к упорам 12 и  выводят ее из магазина. Затем передают ее переворачивающему цилиндру 15 с  зажимом 14, который кладет тетрадь  на наклонный стол 20. Для обеспечения  стабильного положения тетради  на столе 20 используется качающаяся планка 16, удерживающая тетрадь после отпускания ее захватами 11 цилиндра 13 в зоне 18. На наклонном столе 20 тетрадь 5 выравнивается по упорам и затем зажимается клапанами 21, находящимися на цепном транспортере 19, управляемыми горкой 17.

Рис. 6. Кинематическая схема самонаклада перелистывающего типа

Тетрадь движется вверх по наклонному столу 20 и поступает  к перелистывающим механизмам 26, в которых находятся присосы 25. Они последовательно отгибают листы  тетради 5 до полного ее раскрывания. Нижняя половина тетради 5 захватывается  клапанами 24 барабана 23, затем клапаны 21 освобождают корешок тетради 5 в верхней точке, а клапаны 24 опускают тетрадь ниже вершины стола 22.

Заключение

В результате проделанной работы были изучены  основные виды тетрадных самонакладов, сделаны выводы о достоинствах и  недостатках каждого вида, приведены  принципиальные и кинематические схемы.

Список использованных источников

1. Вирченко А.И., Сивогорлый А.А. Брошюровочно-переплетное оборудование / Вирченко А.И; Минск, Изд-во БГТУ, 2003. – 216 с.