Оценка влияния элементов конструкции на деформации цилиндров печатной пары тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат технических наук Суслов, Михаил Вадимович

• Суслов, Михаил Вадимович
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Суслов, Михаил Вадимович

Введение.

Глава 1. Допустимые деформации цилиндров печатного аппарата и методы их расчета.

1.1. Нагрузки в зоне печатного контакта.

1.2. Допустимые деформации цилиндров печатной пары.

1.3. Конструкция и методы расчета цилиндров печатной пары.

1.3.1. Конструкция цилиндров печатной пары.

1.3.2. Методы расчета деформаций стенок цилиндров.

1.3.3. Методы расчета изгиба оси цилиндра.

1.3.4. Метод конечных элементов.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Методика определения деформаций методом конечных элементов

МКЭ).

2.1. Построение модели цилиндра.

2.2. Задание закрепления модели цилиндра.

2.2.1. Расположение опорных узлов.

2.2.2. Разрешенные перемещения в закреплении.

2.3. Задание нагружения.

2.3.1. О возможности замены распределения нагрузки по площади на распределение по линии.

2.3.2. Силы, действующие на цилиндры печатной пары.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка влияния элементов конструкции на деформации цилиндров печатной пары»

Основным требованием хорошего качества печати является равномерный и насыщенный переход краски с формы или с офсетного полотна на бумагу. Практика показывает, что такой переход краски достигается только, если давление, возникающее при контакте печатающих элементов формы с декелем, находится в определенном фиксированном диапазоне, что справедливо как для офсетной плоской печати, так и для высокой и глубокой печати.

Одной из причин неравномерности давления печати является недостаточная жесткость печатного, формного и офсетного цилиндров на их рабочей части, т.е. на той части, где непосредственно происходит их контакт и осуществляется печатный процесс.

Методика расчета жесткости, применявшаяся в прошлые годы, была основана на методах сопротивления материалов и не учитывала ряда особенностей конструкции цилиндров. Исследование и конструирование печатных аппаратов (ПА) представляет до сих пор одну из актуальных задач в полиграфическом машиностроении. Широко распространившийся в последние годы метод конечных элементов (МКЭ) позволяет ускорить расчёты, однако его реализация наталкивается на определенные трудности, преодолению которых посвящена настоящая работа.

Цель диссертационной работы.

Целью диссертации является разработка методики оценки деформаций цилиндров печатного аппарата и разработка рекомендаций по проектированию таких цилиндров.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: уточнение методики определения допустимых деформаций декеля и цилиндров печатной пары;

- разработка методики реализации метода конечных элементов (МКЭ);

- разработка рекомендаций по геометрическим параметрам элементов конструкции цилиндров ПА.

Научная новизна

1. Уточнена методика определения диапазона допустимых деформаций декеля и цилиндров ПА.

2. Разработана методика моделирования деформаций цилиндров печатного аппарата методом конечного элементов.

3. Выявлены количественные и качественные зависимости деформаций цилиндров печатного аппарата от их конструктивных параметров.

4. Разработана методика подбора параметров цилиндров ПА

Практическая ценность

Проведенные исследования позволяют:

- установить допустимые деформации цилиндров печатной пары в зависимости от требований к равномерности оптической плотности оттиска;

- оперативно и с высокой точностью определять деформации цилиндров самых разнообразных конструкций;

- определить влияние отдельных элементов конструкции на деформацию цилиндров.

Разработанные методики и рекомендации ускоряют внедрение метода конечных элементов в конструкторскую практику и позволяют использовать его в учебном процессе на практических работах по оценке жесткости печатного аппарата.

Положения, выносимые на защиту

1. Уточненная методика определения диапазона допустимых деформаций декеля и цилиндров печатной пары.

2. Методика моделирования деформаций цилиндров печатной пары.

3. Результаты сопоставления экспериментальных данных по исследованию деформаций с результатами моделирования МКЭ.

4. Рекомендации по конструированию цилиндров печатной пары.

Заключение диссертации по теме «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», Суслов, Михаил Вадимович

Выводы по главе

1. По результатам исследований подтверждены зависимости суммарных деформаций цилиндров ПА от геометрии цапф, а так же установлены зависимости для тех параметров, влияние которых нельзя оценить с помощью традиционных методик расчета.

2. На основании полученных зависимостей предлагаются рекомендации по геометрии того или иного элемента конструкции цилиндров ПА.

3. Предложенная методика позволяет получить цилиндр удовлетворяющий условиям допустимых деформаций.

Заключение

Деформации цилиндров печатной пары печатных машин под действием усилия печати не должны превышать допустимых значений, иначе возможно нарушение равномерности оптической плотности оттиска — одного из важнейших показателей его качества.

Допустимая величина деформаций может быть найдена при совместном анализе жесткостной характеристики декеля и зависимости оптической плотности оттиска от давления печати.

Экспериментальная проверка показала, что аналитические выражения для оценки деформации цилиндров, полученные методами сопромата и теории упругости, адекватно описывают прогибы относительно длинных цилиндров постоянного поперечного сечения. Для цилиндров с ребрами и окнами в торцевых стенках в теоретические выражения пришлось ввести экспериментальные корректирующие коэффициенты.

Использование метода конечных элементов позволяет определить деформации цилиндров практически любой конструкции.

Сопоставление результатов численного моделирования с учетом разработанных рекомендаций с данными экспериментов на цилиндрах печатной машины и на моделях из оргстекла, показало возможность использования МКЭ при проектировании ПО.

В работе исследовано влияние отдельных конструктивных элементов цилиндров на их деформацию.

Разработанные в настоящей работе рекомендации по реализации метода конечных элементов позволяют эффективно использовать этот метод в практике конструирования печатных машин.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Суслов, Михаил Вадимович, 2010 год

1. Герценштейн И.Ш. Конструирование и расчет печатного оборудования: конспект лекций. М.: МГУП, 2010 - 136 с.

2. ГОСТ 18854-94. Подшипники качения. Расчет статической грузоподъемности и эквивалентной статической нагрузки. Введ. 01.01.95.- М.: Изд. стандартов, 1994.- 29 с.

3. Готман Е.В. Исследования давления при печати. / Е.В. Готман // Полиграфическое производство. М.: МПИ, 1941. - №2.

4. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. / Джонсон К.; пер. с англ. -M.: Мир, 1989. 510 е., ил.

5. Дэниел Дж. Вилсон Рулонная офсетная печатная машина: механизмы, эксплуатация, обслуживание. / Дэниел Дж. Вилсон; пер. с англ. Н. Герценштейн. М.: ЦАПТ, 2007. - 424 с.

6. Замрий А.А. Проектирование и расчет методом конечных элементов трехмерных конструкций в среде АРМ Structure 3D / Замрий А.А. М.: Изд. АПМ, 2010.-376 с.

7. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. / Зенкевич О. пер. с англ. М.: Мир, 1975. 540 с.

8. Королев А.А. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов: Учеб. пособие для вузов / Королев А.А. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: «Металлургия». 1985. — 376 с.

9. Лукач Ю.Е. Валковые машины для переработки пластмасс и резиновых смесей. / Ю.Е. Лукач, Д.Д. Рябинин, Б.Н. Метлов. М., «Машиностроение», 1967. — 296 стр.

10. Митрофанов В.П. Печатное оборудование / Митрофанов В.П., Тюрин А.А., Бирбраер Е.Г., Штоляков В.И. М.: МГУП, 1999. 442 с.

11. Попрядухин П. А. О давлении в процессе печатания. Труды МПИ, выпуск 1,М., 1948.

12. Попрядухин, П.А. Технология печатных процессов / П.А. Попрядухин.1. М.: Книга, 1968. 360 с.

13. Серпионов H.H. К вопросу о вычислении прогиба стенки безреберного печатного цилиндра от давления печати. Труды МПИ №16, 1963.

14. Суслов М.В. Влияние конструкции цилиндров печатной пары на их жесткость /М.В. Суслов // Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела. М.: МГУП, 2010. - №3. - С. 55-61.

15. Суслов М.В. Диапазон допустимых деформаций цилиндров печатного аппарата /С.А. Гуляев, И.Ш. Герценштейн, М.В. Суслов // Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела. — М.: МГУП, 2010. №4. - С. 41-47.

16. Суслов М.В. Оптимизация поперечного сечения цилиндров печатной пары /М.В. Суслов // Вестник МГУП М.: МГУП, 2007. - №6. С. 27-28.

17. Тир К.В. Механика полиграфических автоматов / К.В. Тир. М.: Книга, 1980.

18. Тир К.В. О нагрузках возникающих при печати на печатных машинах Сб. трудов УНИИПП Харьков, 1937, № 1.1 9 . Тюрин, A.A. Печатные машины / A.A. Тюрин. — М.: Книга, 1966. -459с.

19. Тюрин, A.A. Печатные машины-автоматы / A.A. Тюрин. — М.: Книга, 1980. -416с.

20. Финакин К.И. Исследование печатного аппарата ролевых книжно-журнальных машин высокой печати и разработка методики его расчета на жесткость. Труды ВНИИПолиграфмаш, выпуск 19, М., 1962.

21. Финакин К.И. Конструкция и жесткость цилиндров печатного аппарата ролевых ротационных машин высокой печати. Труды ВНИИПолиграфмаш, выпуск 19, 1962г.

22. Хечумов P.A. Применение метода конечных элементов к расчету конструкций: Учебное пособие для технических вузов / P.A. Хечумов, X. Кеплер, В.И. Прокопьев : под общ. ред. P.A. Хечумова. М.: Изд. АСВ, 1994. -353 с.

23. Целиков А.И. Машины и агрегаты металлургических заводов. В 3-х томах. Т.З. Машины и агрегаты для производства и отделки проката / А.И. Целиков, Полухин П.И., В.М. Гребеник и др. М.: Металлургия, 1988. -423 с.

24. Чехман Я.И. Печатные аппараты (Основы теории): учебное пособие / Я.И. Чехман. Киев УМК ВО, 1989. 87 с.

25. Чехман Я.И. Печатные машины / Я.И. Чехман, В.Т. Сенкусь, Е.Г. Бир-браер. М.: Книга, 1987.

26. Чижов В.Ф. Исследование жесткости цилиндра и вала печатной машины. /В.Ф. Чижов. -М.: МПИ, 1985.

27. Чичаев В.А. Оборудование целлюлозно-бумажного производства. В 2-х томах. Т. 2. Бумагоделательные машины/ В.А. Чичаев, M.JI. Глезин, В.А. Екимова и др. М.: Лесная пром-сть, 1981. — 264 с.

28. Шелофаст В.В. Основы проектирования машин / В.В. Шелофаст. М.: Изд-во АПМ, 2004. 472 с.

29. Шелофаст В.В. Основы проектирования машин. Примеры решения задач / В.В. Шелофаст, Т.Б. Чугунова. М.: Изд-во АПМ, 2004. 240 с.

30. Штоляков В.И. Офсетные печатные машины : учеб. пособие / В.И. Штоляков, А.Ф. Федосеев, Л.Ф. Зирнзак, И.А. Егоров, С.П. Вартанян, Э.С. Артыков. М.: Изд-во МГУП, 1999. 216 с; 334 ил.

31. Штоляков В.И. Рулонные офсетные печатные машины КБ А : учеб. пособие / Штоляков В.И., Токмаков Б.В., Перова A.A.; Моск. гос. ун-т. печати. М.: МГУП, 2009. - 145 с.

32. Энциклопедия по печатным средствам информации. Технологии и способы производства / Гельмут Киппхан; Пер. с нем. М.: МГУП, 2003. -1280с.