凹印機“十”字翻料架的設計與應用

李征 郭戰號

印刷術的發明是人類文明史上的光輝篇章，而建立這一豐功偉績的莫大光榮是屬于中華民族的。我們的祖輩約在1000多年前就發明了印刷術。今天，印刷術已經成為現代化的綜合技術，印刷工業在國民經濟中的地位逐漸提高，大量精美的印刷產品和人類生活息息相關，形影不離，成為不可缺少的必需品。

要得到高品質多元化的印刷產品，就需要機組式凹版印刷機必須具有高精度和多功能。印刷機的高精度需要精細設計和強有力的生產經營體系，印刷機的多功能范圍比較廣，例如：表印（印刷圖案在表面的印刷，一般針對不透明膜）、里印（印刷圖案在反面的印刷，一般針對透明膜）、二次套印、正面反面印刷等功能。所謂的正反印刷就是要求印刷設備，不但要完成正常的機組式正面印刷功能，而且能實現最后一色或最后兩色反面印刷的功能。要完成這一功能，有下走料翻料方式、“十”字翻料架翻料方式等。下走料是將料膜通過印刷單元下部向上進入印刷的方式，這種方式走料路線太長，料膜容易打皺，而且設備很占空間。“十”字翻料架是料膜通過兩個互成90°翻料輥，使料膜的反面進入下一色印刷單元，這種方式走料路線短、結構緊湊、翻料精度高。所以常用 “十”字翻料架方式翻料。

下面就給大家介紹一下“十”字翻料架的設計與應用。

“十”字翻料架主要是由與主料膜垂直的進料輥、與主料膜成45°的第一翻料輥、與主料膜平行的橫向過渡輥、與主料膜成135°的第二翻料輥、主料膜垂直的出料輥等組成。安裝時，進料輥和出料輥的轉動方向與料膜前進方向一致;兩個翻料輥互成90°的角，與料膜前進方向成45°角;橫向過渡輥與料膜前進方向垂直，如圖1所示。

料膜在進入進料輥時正面朝上，經過三次翻轉，出第二翻料輥時料膜的反面已經朝上，從出料輥進入到下一個印刷單元后就可以在反面進行印刷了。原理看似很簡單，但必須抓住設計的關鍵點，這個關鍵點是如何確定兩個翻料輥中心線在空間方位上的交錯點（在料膜上投影交點），與料膜中心線之間距離（圖1中X值）。若X值計算錯誤，就會導致進翻料結構的料膜和出翻料結構的料膜橫向跑偏，料膜一旦橫向跑偏，影響非常大。不但影響正常反面印刷，而且影響最終的收料整齊度。若正反面印刷與正面印刷有套印關系，直接影響套印精度;若反面需要在指定位置涂冷封膠，直接影響所涂冷封膠的 ? ?位置。

現在介紹一下關鍵點X值的計算過程，根據料膜的材質、寬度、設備空間要求等條件，設定翻料輥長度和直徑D，翻料輥的直徑D是計算X的關鍵數據。我們都知道，用一根線在圓柱體上均勻纏繞后的曲線叫圓柱螺旋線，所以料膜從水平方向經過45°翻轉輥變為垂直方向，纏繞翻轉輥的料膜軌跡也就是圓柱螺旋線。不管是線還是料膜纏繞一圈是一個螺距，從圖1可以看出，料膜是從翻轉輥的下面進入，從翻轉輥的上面出來，所以料膜在翻轉輥上的螺旋軌跡只有半個螺距。螺旋線的幾何計算是，沿曲線將一個螺距的螺旋線剪開，展平后形成一個直角三角形，解析展開的直角三角形，就可以得到螺旋線的所有參數。

翻轉輥上螺旋線螺距的計算如圖2所示。

由此得出料膜在翻轉輥上，沿翻轉輥軸線從下面纏繞到上面的偏移距離A=（1/2）πD，這樣X值就很容易用勾股定理算出，從第一個示圖可以看出，兩個翻料輥的料膜偏移量A和所需偏差X剛好構成一個等腰直角三角形。所以得出：X2+X2=A2，這里的未知數只有翻轉輥直徑D，只要確定出D值，就能很容易算出偏差X。

舉例計算，假設翻轉輥直徑D=Φ200mm

P=πDtan45°=πD≈3.1416×200=628.32（mm）

A=（1/2）πD=（1/2）×628.32=314.16（mm）

由X2+X2=A2得出X≈222.14（mm）

這樣“十”字翻料架的關鍵點X值就計算好了，X值確定后，基本上“十”字翻料架結構就可以輕松設計出來了。

“十”字翻料架在設計過程中，不但要根據客觀條件設定數據（例如根據料寬確定輥子長度，根據料膜的材質和設備的空間大小設定輥子直徑等），而且要經過精密計算確定各個功能輥的安裝位置。當然理論和實際總是有一定的差距，加工誤差、裝配誤差等在所難免。所以每個翻料輥的端面必須有微調結構，保證進去和出來的料膜橫向一致，不能跑偏。

隨著印刷工藝的不斷提高，機組式凹版印刷機安裝“十”字翻料架已經應用于很多產品，比如正面印好圖案后反面打底，或者正面印刷好后反面定點涂冷封膠等。所以“十”字翻料架的應用非常廣泛，設計時一定要認真仔細，精確計算，根據印刷產品的不同技術條件設計出適用于該產品的“十”字翻料架。

作者單位：陜西北人印刷機械有限責任公司

責任編輯：李倩 liqian@cprint.cn