初紅艷 趙俊濤 嚴(yán)曉飛 蔡力鋼

北京工業(yè)大學(xué)，北京，100124

0 引言

勻墨系統(tǒng)是印刷機(jī)的重要組成部分，它的作用是將從墨斗輥傳出的條帶狀的油墨在周向和軸向兩個(gè)方向打勻［1］。勻墨系統(tǒng)中，串墨輥和勻墨輥在安裝時(shí)處于相互擠壓狀態(tài)，串墨機(jī)構(gòu)帶動(dòng)串墨輥在軸向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過摩擦力將油墨在軸向打勻。串墨輥在做軸向串動(dòng)的同時(shí)還做周向轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過摩擦力帶動(dòng)勻墨輥轉(zhuǎn)動(dòng)，油墨的周向打勻是依靠墨輥之間的擠壓和旋轉(zhuǎn)完成的。因此，勻墨系統(tǒng)性能的好壞對(duì)最終印刷品的質(zhì)量產(chǎn)生重大的影響。

國(guó)外學(xué)者主要通過實(shí)驗(yàn)對(duì)某一特定條件下的油墨轉(zhuǎn)移情況進(jìn)行分析，得出的結(jié)果適用范圍相對(duì)有限，實(shí)驗(yàn)成本高、周期長(zhǎng)［2］。國(guó)內(nèi)學(xué)者主要利用MATLAB和VC＋＋編程平臺(tái)，開發(fā)輸墨系統(tǒng)的仿真軟件，分析輸墨系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，設(shè)置初始條件時(shí)忽略了墨輥擠壓對(duì)油墨的作用，同時(shí)還假設(shè)墨輥之間不存在相對(duì)滑動(dòng)，分析結(jié)果與實(shí)際情況相差太遠(yuǎn)［3－4］。王儀明等［5］對(duì)高 速膠印機(jī)圖文轉(zhuǎn)移機(jī)理和油墨轉(zhuǎn)移過程的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上指出了膠印機(jī)關(guān)鍵技術(shù)問題。Tanimoto等［6］用有限元方法分析油墨轉(zhuǎn)移的熱黏彈性，確定了橡膠層接觸時(shí)影響供墨均勻性的凸起和溫度分布，并進(jìn)行了數(shù)值仿真，得到了與實(shí)驗(yàn)一致的結(jié)果。周洪星等［7］指出，勻墨輥表面覆蓋的橡膠存在滯彈性，墨量發(fā)生變化時(shí)，油墨通道的變化具有滯后性，但只是從理論上進(jìn)行分析，沒有實(shí)驗(yàn)或分析作為支撐。陳振歡［8］利用CFD軟件對(duì)兩墨輥對(duì)滾時(shí)油墨的流動(dòng)情況進(jìn)行模擬分析，但忽略了兩墨輥之間的相互作用力，得出的結(jié)果與實(shí)際情況有一定偏差。

本文利用ANSYS建立串墨輥和勻墨輥的有限元模型，對(duì)墨輥的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬，分析了勻墨輥的變形、運(yùn)動(dòng)、受力及影響因素，可以為準(zhǔn)確分析兩墨輥間的油墨傳遞特性提供邊界條件，為進(jìn)一步研究油墨和墨輥的流固耦合提供參考依據(jù)，對(duì)印刷品的色彩質(zhì)量控制研究具有重要意義。

1 膠印機(jī)輸墨系統(tǒng)介紹

膠印機(jī)輸墨系統(tǒng)主要由供墨系統(tǒng)、勻墨系統(tǒng)和著墨系統(tǒng)組成，如圖1所示。供墨系統(tǒng)一般由墨斗、間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的墨斗輥1和擺動(dòng)的傳墨輥2組成，其作用是供給印刷所用的油墨。

圖1 膠印機(jī)輸墨系統(tǒng)示意圖

勻墨系統(tǒng)由多組串墨輥3、4、5，勻墨輥6、8，重輥7、9組成，上串墨輥3將供墨部分傳來的油墨初步打勻、拉??；中串墨輥4則繼續(xù)打勻墨層，同時(shí)存儲(chǔ)一定量的油墨并分配墨流；下串墨輥5將油墨最終打勻，達(dá)到工藝所要求的墨層厚度。重輥給勻墨輥和串墨輥之間施加必要的壓力，以保證正常的摩擦傳動(dòng)。

著墨系統(tǒng)由著墨輥10、11、12組成，其作用是向印版圖文部分涂布油墨。

2 勻墨系統(tǒng)瞬態(tài)動(dòng)力響應(yīng)的數(shù)學(xué)模型及求解模式

2.1 系統(tǒng)的有限元方程［9］

應(yīng)用動(dòng)力分析的有限元法求解勻墨系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)，根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)能、位移和消耗功率的耗散函數(shù)，由拉格朗日方程可得

式（1）即為ANSYS軟件進(jìn)行動(dòng)力分析所使用的有限元法求解模型。

2.2 系統(tǒng)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)求解模式

式（2）、式（3）就是Newmark所用的兩個(gè)基本假定式，其中，α、β為常數(shù)，它們的選取要保證此積分格式的穩(wěn)定性。為使算法具有無條件穩(wěn)定性，要求1＞α≥0.5，β≥0.25（0.5＋α）2。顯然，如果取α＝0.5，β＝0.25，則式（2）、式（3）所用的加速度是平均加速度，此時(shí)的Newmark法就是平均加速度法。

式（2）、式（3）整理后可得

3 勻墨系統(tǒng)有限元模型

3.1 選擇單元類型，定義材料屬性

考慮到模型計(jì)算的準(zhǔn)確性，勻墨輥模型選用20節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的solid186單元。solid186單元自身不支持大的轉(zhuǎn)動(dòng)，為了使勻墨輥模型能夠繞著中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，還要選取mpc184單元建立相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)副。勻墨輥的中心軸為鋼軸，表面包裹著一層橡膠，為方便建立模型，勻墨輥只建立橡膠部分模型，考慮到鋼軸對(duì)仿真的影響，在勻墨輥中心mass21節(jié)點(diǎn)加載鋼軸的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。勻墨輥的材料為橡膠，選用Mooney－Rivlin模型。

串墨輥幾乎不發(fā)生變形，可以看作鋼輥，但串墨輥存在大的周向轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向串動(dòng)。另外，為模擬與勻墨輥之間的相互擠壓，串墨輥還存在向下的運(yùn)動(dòng)。綜上考慮，串墨輥模型選用8節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的shell281單元。串墨輥材料選用塑料，彈性模量為4GPa，泊松比為0.33。

3.2 網(wǎng)格劃分并建立接觸對(duì)

如圖2所示，串墨輥為壁厚5mm的空心圓柱體，網(wǎng)格形狀為三角形，網(wǎng)格大小為5mm，采用自由網(wǎng)格劃分形式；勻墨輥為內(nèi)徑27mm、外徑55mm的空心圓柱體，網(wǎng)格形狀為六面體，每1／4圓弧劃分為10段，采用掃掠網(wǎng)格劃分形式。

根據(jù)墨輥運(yùn)動(dòng)需要給模型建立兩個(gè)接觸對(duì)：一是串墨輥表面和勻墨輥表面之間的接觸對(duì)；二是勻墨輥內(nèi)表面和中心pilot節(jié)點(diǎn)之間的接觸對(duì)，內(nèi)表面為剛性面，它的運(yùn)動(dòng)是通過pilot節(jié)點(diǎn)給定的位移來確定的。

3.3 邊界條件的施加

在勻墨系統(tǒng)中，串墨輥在軸向串動(dòng)的同時(shí)周向轉(zhuǎn)動(dòng)，并依靠摩擦力帶動(dòng)勻墨輥在周向轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)串墨機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真可知，串墨輥的軸向位移和速度曲線近似為正余弦曲線［10］。串墨輥工作條件如表1和表2所示，其中A、B均為變量。

圖2 串墨輥和勻墨輥有限元模型

表1 串墨輥串動(dòng)條件

表2 串墨輥轉(zhuǎn)動(dòng)條件

勻墨系統(tǒng)中，串墨輥和勻墨輥在安裝時(shí)處于相互擠壓狀態(tài)；仿真分析時(shí)，串墨輥和勻墨輥初始時(shí)處于相切狀態(tài)，為了使串墨輥和勻墨輥處于擠壓狀態(tài)，需在載荷步1中給串墨輥兩端中心節(jié)點(diǎn)施加Y方向的位移。表3所示為實(shí)際測(cè)得的油墨印刷適性儀中勻墨輥在不同壓力條件下的變形量，據(jù)此設(shè)定施加位移為－0.5mm。載荷步1的時(shí)間為1s，選擇斜坡加載，子步數(shù)為20，最大子步數(shù)、最小子步數(shù)分別為30和10。兩個(gè)子步之間的時(shí)間即為2.2節(jié)中的Δt。

表3 油墨印刷適性儀勻墨輥?zhàn)冃瘟?/p>

在載荷步2中，為分析竄動(dòng)引起的剪切力隨時(shí)間變化的規(guī)律，假設(shè)串墨輥只竄動(dòng)不轉(zhuǎn)動(dòng)，竄動(dòng)速度函數(shù)為Aπcos［π（t－1）］；為分析勻墨輥的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，假設(shè)串墨輥只轉(zhuǎn)動(dòng)不竄動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為Bπrad／s；又分析了串墨輥處于既竄動(dòng)又轉(zhuǎn)動(dòng)的正常工作狀態(tài)下勻墨輥的受力和變形，竄動(dòng)速度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度同前。載荷步2的時(shí)間為2s，選擇階躍加載，子步數(shù)為50，最大子步數(shù)、最小子步數(shù)分別為80和30。本文中所施加的邊界條件如表4所示。

表4 有限元分析邊界條件

4 ANSYS數(shù)值仿真結(jié)果與分析

4.1 接觸力的理論計(jì)算和有限元分析

4.1.1接觸力的理論計(jì)算

兩個(gè)半徑分別為R1、R2的平行圓柱體接觸。沒有加壓時(shí)，兩圓柱體為線接觸。受載后，接觸點(diǎn)附近出現(xiàn)一個(gè)邊界為矩形的接觸區(qū)，則兩圓柱體的接觸寬度b和最大壓力qmax分別為［11］

式中，p′為兩圓柱體單位長(zhǎng)度上的接觸力；E′為當(dāng)量彈性模量；E1、E2為兩圓柱體的彈性模量。

本文中，串墨輥為硬輥，勻墨輥為軟輥，兩墨輥受壓后，串墨輥幾乎不發(fā)生變形。在本文所做的有限元分析中，為分析勻墨輥在擠壓狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)、變形及受力，在串墨輥上施加的不是壓力，而是沿兩圓心方向的位移。假設(shè)串墨輥沿圓心方向運(yùn)動(dòng)0.5mm，則兩墨輥擠壓后的變形假設(shè)圖如圖3所示。

串墨輥半徑為30mm，勻墨輥半徑為27.5mm。設(shè)串墨輥圓心距接觸圓弧割線的距離為y，接觸圓弧割線長(zhǎng)度的1／2為x，則

圖3 兩墨輥擠壓后變形假設(shè)圖

解式（7）得x＝3.78，y＝29.76。則兩圓柱體的接觸寬度b＝2x＝7.56。

串墨輥材料為塑料，彈性模量為4GPa；勻墨輥材料為橡膠，彈性模量為1.16MPa，則根據(jù)式（6）可得E′＝2.319MPa。由 式 （5）可 得 p′ ＝ 1MPa，qmax＝0.168MPa。

4.1.2接觸力的有限元分析

圖4 兩墨輥壓應(yīng)力云圖

由圖4可以看出，串墨輥圓心附近非接觸區(qū)存在一定的應(yīng)力，這是由串墨輥兩端中心節(jié)點(diǎn)處所施加的沿Y軸負(fù)方向的拉力使兩墨輥擠壓所引起的。串墨輥接觸區(qū)受到的最大壓應(yīng)力為151.725kPa，勻墨輥接觸區(qū)受到的最大壓應(yīng)力為－142.53kPa，兩墨輥受到的最大壓應(yīng)力略有不同是由于串墨輥和勻墨輥的網(wǎng)格單元和網(wǎng)格形狀不同。串墨輥和勻墨輥之間的最大壓應(yīng)力的理論計(jì)算值和有限元模擬值之間的誤差為

從式（8）可看出，串墨輥和勻墨輥之間的最大壓應(yīng)力的有限元模擬值和理論計(jì)算值之間存在一定的誤差，但該誤差在可接受范圍之內(nèi)，由此可證明所建立有限元模型的正確性，可以基于此模型進(jìn)行勻墨輥的運(yùn)動(dòng)、變形及受力分析。

4.2 勻墨系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)、變形及受力分析

4.2.1勻墨輥運(yùn)動(dòng)分析

串墨輥勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，勻墨輥也近似勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，但線速度比串墨輥的稍小，兩輥之間存在相對(duì)滑動(dòng)。本文中相對(duì)滑動(dòng)由兩墨輥線速度差來表示。

（1）勻墨輥運(yùn)動(dòng)受串墨輥轉(zhuǎn)速的影響。由表5可知，當(dāng)串墨輥以不同角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，勻墨輥也近似勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著串墨輥轉(zhuǎn)速的增大，兩墨輥之間的相對(duì)滑動(dòng)速度逐漸增大，由1.91 mm／s增大到10.21mm／s。

表5 串墨輥轉(zhuǎn)速對(duì)勻墨輥運(yùn)動(dòng)的影響

圖5所示為兩墨輥間相對(duì)滑動(dòng)隨轉(zhuǎn)速的變化曲線。由圖5可知，隨著轉(zhuǎn)速的增大，兩墨輥間相對(duì)滑動(dòng)速度線性增加，但當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到4πrad／s時(shí)，兩墨輥間相對(duì)滑動(dòng)增加變緩。實(shí)際印刷機(jī)的印刷速度在一定范圍內(nèi)可調(diào)，如北人集團(tuán)BR624型印刷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度為3000～12 000張／h，在該印刷速度范圍內(nèi)有對(duì)應(yīng)的實(shí)際串墨輥轉(zhuǎn)速，如果串墨輥轉(zhuǎn)速在圖5范圍內(nèi)可直接參考，若在此范圍外可將圖5近似為線性關(guān)系得到對(duì)應(yīng)的相對(duì)滑動(dòng)。

圖5 相對(duì)滑動(dòng)速度隨轉(zhuǎn)速變化曲線

（2）勻墨輥運(yùn)動(dòng)受摩擦因數(shù)的影響。由于勻墨輥靠?jī)赡佒g的摩擦力轉(zhuǎn)動(dòng)，因此兩墨輥之間的摩擦因數(shù)直接決定著勻墨輥的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。由表6可知，串墨輥以2πrad／s轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，隨著摩擦因數(shù)的增大，勻墨輥的轉(zhuǎn)速略為減小，兩墨輥的相對(duì)滑動(dòng)速度略微增大，由3.3mm／s逐漸增大到3.4mm／s。在實(shí)際膠印機(jī)中，根據(jù)不同材料，兩輥滾動(dòng)摩擦因數(shù)范圍為0.3～0.6［12］，為了得出摩擦因數(shù)對(duì)勻墨輥運(yùn)動(dòng)影響的規(guī)律，本文中的摩擦因數(shù)在0.1～0.8范圍內(nèi)取值。因此可根據(jù)實(shí)際的摩擦因數(shù)取值在表6中參考對(duì)應(yīng)的相對(duì)滑動(dòng)。

（3）勻墨輥運(yùn)動(dòng)受串墨輥竄動(dòng)量的影響。由表7可知，串墨輥以2πrad／s轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，隨著串墨輥竄動(dòng)量的逐漸增大，勻墨輥的轉(zhuǎn)速稍微增大，兩墨輥之間的相對(duì)滑動(dòng)逐漸減小。

表6 摩擦因數(shù)對(duì)勻墨輥運(yùn)動(dòng)的影響

表7 串墨輥竄動(dòng)量對(duì)勻墨輥運(yùn)動(dòng)的影響

4.2.2勻墨輥正應(yīng)力分析

串墨輥和勻墨輥發(fā)生擠壓時(shí)，勻墨輥在接觸區(qū)受到壓應(yīng)力，但在即將進(jìn)入接觸區(qū)和剛離開接觸區(qū)的位置勻墨輥受到拉應(yīng)力。

（1）勻墨輥正應(yīng)力受硬度的影響。一般橡膠的硬度范圍為A20～A90［13］，本文中，勻墨輥硬度分別設(shè)置為A35、A40、A45和A50來進(jìn)行對(duì)比。圖6所示為不同硬度情況下勻墨輥平均正應(yīng)力隨時(shí)間變化的曲線，所提取結(jié)果的節(jié)點(diǎn)初始時(shí)刻都位于勻墨輥和串墨輥相切處。由圖6可知，在其他參數(shù)相同的情況下，勻墨輥同一點(diǎn)受到的正應(yīng)力和硬度成正比。在前1s時(shí)間內(nèi)，串墨輥下降，勻墨輥受到的正應(yīng)力逐漸增大，勻墨輥的硬度越大，受到的正應(yīng)力越大；在1～2s時(shí)間內(nèi)，勻墨輥發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，勻墨輥在接觸區(qū)和靠近接觸區(qū)的位置分別受到壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，硬度越大的勻墨輥受到的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力越大。

圖6 不同硬度下勻墨輥平均正應(yīng)力變化曲線

（2）勻墨輥正應(yīng)力受串墨輥轉(zhuǎn)速的影響。圖7所示為不同轉(zhuǎn)速下勻墨輥平均正應(yīng)力的變化曲線，所提取結(jié)果的節(jié)點(diǎn)初始時(shí)刻都位于勻墨輥和串墨輥相切處。載荷步1為串墨輥下降0.5mm，時(shí)間為1s。載荷步2中兩墨輥開始轉(zhuǎn)動(dòng)，串墨輥轉(zhuǎn)速為πrad／s時(shí)，載荷步2作用時(shí)間為2s；串墨輥轉(zhuǎn)速為2πrad／s時(shí)，載荷步2作用時(shí)間為1s；串墨輥轉(zhuǎn)速為4πrad／s時(shí)，載荷步2作用時(shí)間為0.5s，比較上述三種轉(zhuǎn)速下勻墨輥轉(zhuǎn)動(dòng)一周過程中的正應(yīng)力變化規(guī)律。由圖7可知，串墨輥轉(zhuǎn)速越高，勻墨輥的轉(zhuǎn)速越高，所取節(jié)點(diǎn)的平均正應(yīng)力變化也越快，但串墨輥轉(zhuǎn)速對(duì)勻墨輥受到的正應(yīng)力大小沒有明顯的影響。

圖7 不同轉(zhuǎn)速下勻墨輥平均正應(yīng)力變化曲線

4.2.3勻墨輥剪切應(yīng)力分析

串墨輥在軸向往復(fù)竄動(dòng)時(shí)，勻墨輥受到軸向的剪切應(yīng)力，該剪切應(yīng)力與竄動(dòng)方向有關(guān)，與竄動(dòng)的瞬時(shí)速度無關(guān)。分析硬度和摩擦因數(shù)這兩個(gè)因素對(duì)勻墨輥剪切應(yīng)力的影響。

（1）勻墨輥剪切應(yīng)力受硬度的影響。圖8所示為不同硬度勻墨輥接觸區(qū)中間節(jié)點(diǎn)XZ方向平均剪切應(yīng)力曲線，由圖8可知，在其他參數(shù)相同的情況下，勻墨輥硬度越大，其剪切應(yīng)力的值越大，如圖9所示。

圖8 不同硬度下勻墨輥XZ方向平均剪切應(yīng)力曲線

圖9 XZ方向剪切應(yīng)力隨硬度變化曲線

（2）勻墨輥剪切應(yīng)力受摩擦因數(shù)μ的影響。圖10所示為不同摩擦因數(shù)下勻墨輥接觸區(qū)中間節(jié)點(diǎn)XZ方向平均剪切應(yīng)應(yīng)力曲線，由圖10可知，在其他參數(shù)相同的情況下，兩墨輥間摩擦因數(shù)越大，其剪切應(yīng)力的值越大，如圖11所示。

圖10 不同摩擦因數(shù)下勻墨輥XZ方向剪切應(yīng)力曲線

圖11 XZ方向剪切應(yīng)力隨摩擦因數(shù)變化曲線

4.2.4勻墨輥?zhàn)冃畏治?/p>

當(dāng)串墨輥和勻墨輥發(fā)生擠壓時(shí)，勻墨輥的半徑迅速減小，由于橡膠的體積不可壓縮性，在接觸區(qū)附近稍微增大。因此從硬度、串墨輥竄動(dòng)量和串墨輥轉(zhuǎn)速來分析對(duì)勻墨輥?zhàn)冃蔚挠绊憽?/p>

（1）勻墨輥?zhàn)冃问苡捕鹊挠绊?。圖12所示為不同硬度下勻墨輥的半徑變化曲線，所提取結(jié)果的節(jié)點(diǎn)初始時(shí)刻都位于勻墨輥Y方向最低處。由圖12可知，不同硬度的勻墨輥的半徑隨時(shí)間變化規(guī)律相同，但勻墨輥的硬度越大，勻墨輥在接觸區(qū)的半徑減小量（變形量）越小。圖13所示為勻墨輥接觸區(qū)最小半徑隨硬度變化曲線，由圖13可知，隨著硬度的增大，勻墨輥接觸區(qū)最小半徑逐漸增大，但當(dāng)硬度達(dá)到A45時(shí)，勻墨輥接觸區(qū)最小半徑增加速度變緩。

（2）勻墨輥?zhàn)冃问艽伕Z動(dòng)量的影響。圖14所示為不同竄動(dòng)量下勻墨輥的半徑變化曲線，所提取結(jié)果的節(jié)點(diǎn)初始時(shí)刻都位于勻墨輥Y方向最低處。由圖14可知，在非接觸區(qū)，竄動(dòng)量對(duì)勻墨輥半徑變化規(guī)律沒有影響；在接觸區(qū)，隨著竄動(dòng)量的增大，勻墨輥半徑減小量（變形量）略微減小，對(duì)應(yīng)著最小半徑略微增大，如圖15所示。

圖12 不同硬度下勻墨輥半徑變化

圖13 最小半徑隨硬度變化曲線

圖14 不同竄動(dòng)量下勻墨輥半徑變化規(guī)律

（3）勻墨輥?zhàn)冃问艽佫D(zhuǎn)速的影響。圖16為不同轉(zhuǎn)速下勻墨輥半徑變化圖，載荷步作用時(shí)間與正應(yīng)力分析時(shí)相同，所提取結(jié)果的節(jié)點(diǎn)初始時(shí)刻都位于勻墨輥Y方向最低處。由圖16可知，串墨輥轉(zhuǎn)速越大，勻墨輥轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間越短，變形恢復(fù)所用的時(shí)間也就越短。勻墨輥的材料為橡膠，受力后的自然恢復(fù)需要一定的時(shí)間，但在本文分析中，當(dāng)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)離接觸區(qū)時(shí)，節(jié)點(diǎn)由受壓應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)槭芾瓚?yīng)力，加快了橡膠的變形恢復(fù)速度，因此橡膠變形恢復(fù)的時(shí)間和串墨輥轉(zhuǎn)速成反比。

圖15 最小半徑隨竄動(dòng)量變化曲線

圖16 不同轉(zhuǎn)速下勻墨輥半徑變化圖

5 結(jié)論

（1）建立了勻墨系統(tǒng)中串墨輥和勻墨輥的有限元模型，模擬得到兩墨輥接觸時(shí)的最大壓應(yīng)力，通過與理論計(jì)算值的比較驗(yàn)證了有限元模型的準(zhǔn)確性。

（2）勻墨輥運(yùn)動(dòng)主要受串墨輥轉(zhuǎn)速和串墨輥竄動(dòng)量的影響。隨著串墨輥轉(zhuǎn)速的增大，兩墨輥之間的相對(duì)滑動(dòng)逐漸增大；隨著串墨輥竄動(dòng)量的增大，兩墨輥之間的相對(duì)滑動(dòng)逐漸減小。

（3）勻墨輥正應(yīng)力主要受其硬度的影響。勻墨輥硬度越大，勻墨輥受到的正應(yīng)力越大。

（4）勻墨輥剪切應(yīng)力主要受其硬度和兩墨輥間摩擦因數(shù)的影響。勻墨輥硬度越大，它受到的剪切應(yīng)力越大；兩墨輥間摩擦因數(shù)越大，勻墨輥受到的剪切應(yīng)力越大。

（5）勻墨輥?zhàn)冃沃饕芷溆捕?、串墨輥竄動(dòng)量、串墨輥轉(zhuǎn)速的影響。勻墨輥硬度越大，勻墨輥在接觸區(qū)的半徑減小量（變形量）越??；隨著竄動(dòng)量的增大，勻墨輥在接觸區(qū)的變形量略微減??；勻墨輥的變形恢復(fù)時(shí)間與串墨輥轉(zhuǎn)速成反比，不受橡膠材料滯彈性的影響。

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