Файл: ТДиПП Громыко конспект лекций.pdf

Суммарная площадь печатающих элементов в зоне контакта при угле ϕ1

Из выражения (1) следует, что величина давления при ϕ1 будет во столько раз меньше, чем при угле ϕ2, во сколько суммарная площадь печатающих элементов при ϕ1 больше, чем при ϕ2. Но поскольку силовой способ основан на задании неизменной суммарной силы F = const, и следовательно, первое условие не может быть выполнен и силовой способ создания давления неприменим к высокой печати.

В машинах офсетной и глубокой печати силовой способ задания давления обеспечивает выполнение и второго требования к давлению печати, т. е. Его неизменности на протяжении печатания тиража.

При кинематическом способе создания давления постоянной задается величина деформации упругого декеля α = const. Этот способ состоит в сближении с помощью механизма натиска поверхностей печатного и формного цилиндра с формой до расстояния, меньшего толщины декеля в несжатом состоянии. В этом случае давление печати будет определяться:

где Су.д. — жесткость участка декеля единичной площади, (Н/м)/м2.

Как видно из (2) давление не зависит ни от количества, ни от площади печатающих элементов в зоне печатного контакта. Поскольку величина дефор-

мации декеля и его жесткость постоянны для каждого состава декеля, давление по всей площади печатной формы также будет иметь постоянную величину. А, следовательно, выполняется первое требование к давлению в высокой печати. Величину давления при этом можно регулировать, используя декели различной жесткости.

Суммарная сила F в данном случае не будет являться постоянной величиной при данном способе создания давления, она будет зависеть от суммарной площади печатающих элементов, и будет изменяться при повороте цилиндров печатной пары:

Таким образом, кинематический способ создания давления обеспечивает выполнение двух основных требований к давлению печати.

Практическое использование кинематического способа создания давления имеет ряд особенностей:

1)кинематический способ обязательно требует наличия декеля на печатном цилиндре;

2)обеспечение одинаковой величины давления по площади печатной формы зависит от обеспечения точности геометрических параметров (толщины): печатной формы, декеля, равномерности зазора в печатной паре. Значительные отклонения данных величин от номинальных размеров приводят к разбросу величины давления по площади печатной формы, который может превосходить допустимый интервал

рmax—рmin;

3) возможность возникновения местного изменения жесткости декеля, что может вызвать разброс давления по площади печатной формы;

4) при использовании в качестве декелей материалов с ярко выраженными вязкоупругими свойствами неизбежны зависимость давления от скорости печати и явление релаксации напряжения в декеле, что приводит к изменению величины давления при печатании тиража.

4. Особенности развития деформаций в условиях реального печатного процесса. Рассмотрим развитие деформации в декеле под воздействием заданной нагрузки постоянной величины F = const в течении некоторого времени и спад деформации после ее снятия F = 0.

На графике по оси абсцисс отложено время Т, по оси ординат — относительная деформация ε. В момент Т1 приложения нагрузки в декеле возникает мгновенная деформация сжатия (участок ОА). В течении времени Т1—Т2 деформация сжатия декеля постепенно возрастает (участок АВ), причем скорость накапливания деформации постепенно падает. Общая суммарная деформация декеля за время Т1—Т2 определяется на графике как О1В. При снятии нагрузки (в момент времени Т2) часть деформаций мгновенно исчезает (участок ВС). Затем в течении времени Т2—Т3 наблюдается постепенное уменьшение деформации (участок кривой СД). В точке Д спад деформаций практически прекращается. Оставшаяся в декеле деформация соответствует участку ДО2.

Таким образом, общая деформация декеля состоит из:

εсум = εу + εэл + εост

Упругая деформация возникает и исчезает практически мгновенно. Вслед за упругой деформацией при условии неизменно действующей нагрузки начинают появляться эластические деформации, которые развиваются с большой скоростью и так же быстро исчезают после снятия нагрузки за время «отдыха» (быстрые эластические деформации). Эти деформации, вместе с упругими, участвуют в создании давления печати. Медленные эластические деформации развиваются с ростом числа циклов работы печатной машины. За время «отдыха»декеля они не успевают полностью исчезнуть и постепенно накапливаются в декеле, играя роль необрати-

мых остаточных деформаций.

В реальном процессе печати состав эластической деформации неоднороден. Кривая эластической деформации (участок СД) асимптотически стремиться к прямой, параллельной оси времени и может быть аппроксимирована уравнением:

−t

εэл = εэл0 ×е τ

где εэл — величина эластической деформации после снятия нагрузки за время наблюдений t;

εэл0 — величина эластической деформации, накопленной в материале к моменту снятия нагрузки;

t — время наблюдения; τ — время релаксации.

Экспериментальные данные показали, что время релаксации не является постоянной величиной для одного декеля. Следовательно, каждой точке кривой эластической деформации соответствует свое время релаксации, что значит, что эластическая деформация в реальных декелях протекает не с одинаковой скоростью.

При выборе материала декеля важно знать количественный состав его деформаций. Преобладание в суммарной деформации декеля упругих и быстрых эластических деформаций будет обеспечивать неизменную величину давления при длительной работе машины.

5. Распределение давления по форме высокой печати. Под начальным давлением печати будем понимать давление, возникающее в зоне печатного контакта при первых печатных циклах. По оттискам, полученным при начальном давлении печати, судят о величине разброса давления по площади печатной формы. Для обеспечения нормального режима давления печати необходимо, чтобы разброс величины давления по площади печатной формы был в пределах интервала рmax—рmin. В действительности на оттисках можно обнаружить участки с величиной давления, не достигающей значения рmin и участки с давлением превышающем рmax.

При кинематическом способе создания давления его величина зависит от величины деформации сжатия α и от удельной жесткости Су.д. Если данные величины неизменны, то и давление печати будет постоянным. Если бы величина зазора hз между печатным и формным цилиндром была постоянной в каждой полосе кон-

такта, т. е. если бы цилиндры печатной пары не имели прогибов, деформаций; если бы толщина печатной формы hф в любой точке по площади формы была постоянна,

если бы толщина декеля hд по всей его площади была одинакова, то в этом случае

величина предельной деформации сжатия декеля была бы одинаковой по всей его площади и определялась как:

α = hд + hф + hб − hз

где hб — толщина тиражного листа бумаги, участвующего в деформации декеля в

полосе контакта.

В реальном печатном процессе величина зазора в печатной паре всегда имеет некоторое отклонение от номинальных размеров, а бумага, декель и печатные формы — разбросы толщин, поэтому величина деформации в каждой точке декеля может быть разной, а следовательно, различным будет при этом давление печати.

Если участок формы или декеля имеет завышенную толщину или если величина зазора оказывается меньше номинального размера в зоне полосы контакта, то это вызовет большее сжатие декеля на данном участке, и следовательно, и местное увеличение давления. И наоборот.

Поскольку разброс толщины печатной формы, декеля и величины зазора является случайным, то и разброс величины давления по площади печатной формы также будет носить случайный характер.

Причиной разброса давлений являются не только геометрические неточности формы, декеля и зазора, но и жесткость декеля, т. е. его механические характеристики. Поэтому рассчитаем давление печати с учетом разброса геометрических и механических характеристик. Для этого представим уравнение давления печатания в

развернутом виде ( Е' — начальный эффективный модуль упругости декеля):

р = Е' [(hд + hф + hб )− hз] hд

Поскольку каждый элемент уравнения имеет случайный характер, то он может быть охарактеризован двумя величинами: среднеарифметическим значением и среднеарифметическим отклонением. Тогда уравнение будет иметь вид:

р = Е' ± 2σЕ' [(hд ± 2σд )+ ((hф ± 2σф ))+ (hб ± 2σб )− (hз ± 2σз )]

hд ± 2σд

Е' и σЕ' — среднеарифметическое значение и среднеквадратичное отклонение начального эффективного модуля упругости.

hд , hф , hб , hз , σд, σф, σб σз — среднеарифметические значения и среднеквадра-

тичные отклонения толщины декеля, формы, бумаги и зазора в печатной паре. Допустимый интервал давления печатания должен находиться в пределах

рmin — рmаx . Отсюда:

Подставляя в уравнение данные геометрических характеристик величины зазора в печатной паре, данные различных печатных форм и геометрических и механических характеристик декелей, можно для каждого конкретного варианта получить количественные характеристики разброса давления по площади печатной формы.

6. Краевое давление печатания. Факторы, определяющие его величину.

На оттисках, полученных с форм высокой печати, можно наблюдать следы повышенного давления на краях полос текста и иллюстраций, на изолированно расположенных печатающих элементах формы, особенно на элементах малой площади (колонцифры, отточия, линейки), причем, чем меньше площадь печатающего элемента формы, тем большее давление возникает при его печати. Следствием этого являются геометрические искажения размеров печатающих элементов, большой оборотный рельеф на оттисках.

Рассмотрим причины возникновения повышенного давления — краевого

давления печати.

Причиной краевого давления является растяжение материала декеля за границами периметра печатающих элементов, приводящее к возникновению в нем соответствующих напряжений, реакциями на которые будут краевые давления. Величина краевого давления определяется:

р = 2αСрастsin2 β2

Из выражения видно, что величина краевого давления зависит от величины деформации декеля при сжатии α, жесткости на растяжение его поверхностных слоев Сраст и угла β, которым определяется характер внедрения печатающего элемента в поверхностный слой декеля или зона растяжения декеля.

Способы снижения краевого давления:

1) задание декелю малой величины деформации α;

2)снижение жесткости на растяжение поверхностных слоев декеля Сраст. Однако на практике это трудно осуществимо, поскольку механические свойства декеля не выбираются произвольно, а показатель Сраст связан с этими свойствами;

3)снижение величины sin2 β2 за счет использования в верхнем слое декеля

материала с малой степенью растяжения, например, жесткой синтетической пленки. Благодаря квадратичной форме данного выражения, его величина при малых значениях β, будет малой и приведет к значительному снижению общего значения выражения краевого давления. Если пленка в верхней части декеля практически нерастяжима, то угол β будет стремиться к 0, что приведет к стремелению к 0 всего выражения.

Величина краевого давления зависит не только от площади печатающего элемента, но и от места расположения его на печатной форме. Печатающий элемент, расположенный изолированно, всегда будет испытывать значительно большее давление, чем одинаковый с ним по площади печатающий элемент, находящийся в группе с другими печатающими элементами.

Изолированно расположенный печатающий элемент вызовет сжатие декеля по площади, равной площади печатающего элемента и свободное растяжение декеля за его границами. Сгруппированные печатающие элементы также вызовут деформацию сжатия декеля по площади и свободное его растяжение, — но только за границами крайних печатающих элементов, входящих в группу, т. е. по ее периметру.

Относительное увеличение давления под изолированным элементом будет больше, чем под элементом той же площади внутри группы, т. к. последний будет испытывать давление, вызванное только сопротивлением сжатию, а изолированный элемент будет испытывать краевое давление, создаваемое деформацией растяжения декеля. Печатающие элементы, расположенные по краям группы, также будут испытывать краевое давление. Однако увеличение давления на отдельно стоящий элемент будет значительно больше, т. к. больше будет относительная зона растяжения декеля вокруг этого элемента.

Рассмотрим зависимости давлений печати от площади печатающих элементов.

Как видно из рис. 1, с уменьшением площади печатающих элементов, давление печати увеличивается и не зависит ни от свойств материала декеля, ни от величины задаваемой деформации. При исключении растяжения декеля (рис. 2) величина давления не зависит от площади печатающих элементов, что свидетельствует об отсутствии краевого давления, т. е. отсутствие условий для растяжения декеля за границами печатающих элементов исключает возможность появления краевого давления.

7. Приправка и ее назначение. Возможности бесприправочной печати.

При подготовке машины к печати тиража примерно 60% времени простоя машины (по нормам) расходуется на операцию приправки.

Приправка — операция, целью которой является выравнивания давления по всей площади печатной формы. Это выравнивающая приправка. Такая приправка