基于振動(dòng)測試的覆膜機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)

吳永鋒　郭亮　邱燁

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，印刷包裝行業(yè)中的各類印刷設(shè)備和相關(guān)的加工設(shè)備也有了較大的發(fā)展。主要以覆膜機(jī)的振動(dòng)研究為出發(fā)點(diǎn)，對覆膜機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)，最大限度地提高了覆膜機(jī)的精度。

關(guān)鍵詞：振動(dòng)測試；覆膜機(jī)；PVC膜；覆膜工序

中圖分類號：TS803 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.118

在石膏生產(chǎn)線中，可充分運(yùn)用覆膜機(jī)將各類PVC膜貼在建筑裝飾墻和家具上，具有高效、性價(jià)比高、綠色環(huán)保的特點(diǎn)，獲得了人們的喜愛。隨著人們需求的日益增加，對覆膜機(jī)的精度提出了更高的要求。而我國在覆膜機(jī)精度方面的研究一直沒有獲得突破，特別是在高速運(yùn)作時(shí)，覆膜機(jī)的精度會(huì)大大下降。由此可見，覆膜機(jī)的振動(dòng)是影響精度的因素之一，需要通過一定的振動(dòng)測試尋找覆膜機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)的新突破。

1 覆膜機(jī)振動(dòng)測試

按功能將覆膜機(jī)的結(jié)構(gòu)分為3個(gè)部分，即上膠、烘道和熱壓。在石膏生產(chǎn)線中的覆膜工序是運(yùn)用覆膜機(jī)在石膏板表面鍍上厚度在0.012～0.020 mm的PVC膜，制出外觀平整、性能優(yōu)良的覆膜產(chǎn)品。在覆膜機(jī)的運(yùn)作過程中，由于軸及軸上零件之間的間隙過大、安裝時(shí)對中不良等原因，導(dǎo)致軸上的離心力沒有規(guī)律，最終造成覆膜機(jī)振動(dòng)。隨著覆膜機(jī)的振動(dòng)，軸振動(dòng)的幅度隨之加大，進(jìn)而影響了覆膜機(jī)的精度。通過對覆膜機(jī)進(jìn)行振動(dòng)測試，可確定振動(dòng)級數(shù)，明確振動(dòng)根源，對其結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究，對生產(chǎn)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行實(shí)地模擬，并可作為產(chǎn)品質(zhì)量檢測的指標(biāo)。

2 覆膜機(jī)的振動(dòng)測試和分析

2.1 振動(dòng)測試的對象

由于覆膜機(jī)的振動(dòng)主要是由旋轉(zhuǎn)軸導(dǎo)致的，因此，我們選擇覆膜機(jī)的軸和與其連接的墻板部分作為測試對象，軸包括前規(guī)軸、側(cè)規(guī)軸和熱壓部分的光輥。這些結(jié)構(gòu)在覆膜機(jī)中發(fā)揮著非常重要的作用，并對覆膜機(jī)的結(jié)構(gòu)有著直接影響。

2.2 振動(dòng)測試方法

為了獲取精確、科學(xué)和實(shí)用性較強(qiáng)的數(shù)據(jù)，在振動(dòng)測試時(shí)，采用了精確度較高的電測量法。電測量法還可以測量出頻率范圍和線性范圍較大的數(shù)據(jù)，同時(shí)，操作簡便，收集到的數(shù)據(jù)可直接用計(jì)算機(jī)分析。振動(dòng)測試是將傳感器測定的振動(dòng)幅值通過一定的計(jì)算模型轉(zhuǎn)換為電信號，并利用相應(yīng)的處理軟件還原為被測設(shè)備的振動(dòng)量。

2.3 振動(dòng)測試分析

覆膜機(jī)軸振動(dòng)測試收集到的數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 覆膜機(jī)軸振動(dòng)測試數(shù)據(jù)

覆膜機(jī)速度 軸振動(dòng)/μm

前規(guī)軸 側(cè)規(guī)軸 光輥

低速/（15 m/min） 12.42 9.11 14.07

高速/（45 m/min） 40.21 38.01 56.21

由表1可知，前規(guī)軸和側(cè)規(guī)軸的振動(dòng)相似，光輥的振動(dòng)則比這兩者大。而從覆膜機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的角度分析可以看出，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)要比低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的軸振動(dòng)大，其中，以光輥的振動(dòng)變化最突出。前規(guī)軸與側(cè)規(guī)軸挨著安裝在同一個(gè)墻板上，動(dòng)力均由凸輪軸提供。側(cè)規(guī)軸通過齒輪完成傳動(dòng)，雖然高效，但精度較低。前規(guī)軸在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中因軸的質(zhì)心與軸中心線偏離，導(dǎo)致振動(dòng)產(chǎn)生。光輥的動(dòng)力由鏈輪傳遞，并將動(dòng)力一分為三傳給下一個(gè)機(jī)構(gòu)，由于缺乏彈性、負(fù)載不均勻，導(dǎo)致振動(dòng)強(qiáng)度較大。

墻板開展振動(dòng)測試后，收集得到的數(shù)據(jù)如表2所示。

由表2可知，墻板在覆膜機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的振動(dòng)較大。墻板處的振動(dòng)是由多個(gè)軸和覆膜機(jī)其他部件共同造成的。在傳動(dòng)系統(tǒng)中，覆膜機(jī)的前、后方向具有較強(qiáng)的沖擊振動(dòng)，其他兩個(gè)方向的沖擊振動(dòng)較小。

3 覆膜機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

依據(jù)上述數(shù)據(jù)，為了進(jìn)一步提高覆膜機(jī)的精度，將側(cè)規(guī)軸的中間光軸改為階梯軸，加強(qiáng)了前規(guī)軸與側(cè)規(guī)軸的配合，同時(shí)，確保兩個(gè)軸有較好的同心度并降低振動(dòng)，以提高精度。對光輥的鏈輪進(jìn)行了改進(jìn)，選用同步帶傳動(dòng)替代原有的鏈輪。同步帶傳動(dòng)可依靠其特有的抗拉體保持帶齒間不發(fā)生相對滑動(dòng)，更好地適應(yīng)了覆膜機(jī)高運(yùn)轉(zhuǎn)速度，還能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。對于墻板的改進(jìn)，主要從墻板材料的選擇開始，安置時(shí)選用減振良好、抗振優(yōu)秀的材料。鑄鐵具有較高的抗壓性和減振性，同時(shí)，還可以增強(qiáng)軸和孔的配合精度。

4 結(jié)束語

綜上所述，由于在行業(yè)內(nèi)缺乏振動(dòng)的控制標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在對覆膜機(jī)的改進(jìn)中只能確認(rèn)覆膜機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的精度高，而在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)覆膜機(jī)的振動(dòng)要最大限度地向低速時(shí)的振動(dòng)靠近。

參考文獻(xiàn)

[1]李光，李利，張陽.基于振動(dòng)測試的覆膜機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].北京印刷學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（02）.

[2]張陽，李利.覆膜機(jī)振動(dòng)測試的研究[J].北京印刷學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（04）.

〔編輯：張思楠