韓紅鳳

在印刷過程中，如果油墨滯留在墨輥表面不及時處理，極易發(fā)生干燥結(jié)膜，久而久之便會影響墨輥的外形尺寸和印刷適性，油墨的轉(zhuǎn)移性也會變得越來越差。為保證印刷機(jī)時刻處于良好的生產(chǎn)狀態(tài)，洗墨裝置便成為印刷機(jī)的重要組成部分。傳統(tǒng)的洗墨裝置效率低，勞動強(qiáng)度高，且因需手動操作而極易發(fā)生安全事故。因此，在印刷工藝快速發(fā)展的當(dāng)下，如何使洗墨問題變得更加便利和安全，已經(jīng)成為國內(nèi)外印刷機(jī)械制造商亟待解決的問題。

傳統(tǒng)洗墨裝置的弊端

傳統(tǒng)洗墨裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由洗墨槽、洗墨刮刀、支軸和螺釘組成。洗墨過程中，操作人員先將洗墨槽（連帶洗墨刮刀、螺釘）安裝在支軸上，調(diào)整螺釘使洗墨刮刀與串墨輥之間產(chǎn)生一定的接觸壓力，再點(diǎn)動印刷機(jī)慢速運(yùn)行，然后使用噴瓶將洗車水澆淋在上方的墨輥表面，此時洗墨刮刀將洗車水從串墨輥上刮下來，使其流入洗墨槽內(nèi)，清洗完畢后再調(diào)整螺釘，使洗墨刮刀與串墨輥分開。

在此操作過程中，為了使洗墨刮刀與串墨輥之間達(dá)到合適的接觸狀態(tài)，操作人員還需反復(fù)調(diào)整螺釘?？梢?，整個洗墨操作過程既麻煩又耗時，而一名操作人員每次只能清洗一個色組，清洗一臺五色印刷機(jī)至少需要耗費(fèi)半個多小時。

氣動式自動洗墨裝置

目前，國內(nèi)外許多印刷機(jī)械制造商在面對洗墨問題時，首先想到的是改進(jìn)洗墨裝置，改進(jìn)方向?yàn)樽詣踊潭雀?、效率高、多色組同時洗墨等?？紤]到氣源具有廉價和清潔等特點(diǎn)，許多設(shè)計人員將改進(jìn)方法集中在使用氣缸推動洗墨裝置上。

1.幾款典型的自動洗墨裝置

筆者針對知名印刷機(jī)械制造商推出的幾款較為典型的自動洗墨裝置進(jìn)行分析，希望從中找出一些設(shè)計思路。

（1）小森自動洗墨裝置

小森自動洗墨裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其使用了鉸接式氣缸連接擺臂，當(dāng)洗墨槽內(nèi)充滿液體時，需要拆下洗墨裝置，所以設(shè)計時應(yīng)考慮到洗墨裝置拆裝的便利性。在此機(jī)構(gòu)中，洗墨槽與擺臂之間用鍵連接，既起到傳動旋轉(zhuǎn)力矩的作用，又可實(shí)現(xiàn)方便拆裝的目的。

筆者對其進(jìn)行受力分析時發(fā)現(xiàn)，洗墨刮刀對串墨輥的作用力F的大小除了與氣缸作用力P有關(guān)外，還與擺臂L1及洗墨刮刀作用點(diǎn)至轉(zhuǎn)動中心的距離L2有關(guān)。由于L1與L2相等，那么最終作用在串墨輥上的作用力F與氣缸作用力P相等。

（2）高寶Ⅰ型自動洗墨裝置

高寶Ⅰ型自動洗墨裝置結(jié)構(gòu)如圖 3所示，此結(jié)構(gòu)比小森自動洗墨裝置的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。其利用長擺臂原理將氣缸作用力P約放大1.5倍，且可以從印刷機(jī)的左側(cè)裝入，空間性和可視性較好，操作更加方便。

（3）高寶Ⅱ型自動洗墨裝置

高寶Ⅱ型自動洗墨裝置結(jié)構(gòu)如圖4所示，其特點(diǎn)是使用偏心軸使整個裝置的作用力增大，偏心軸將氣缸作用力P進(jìn)行放大，使得作用在螺釘上的作用力F1增大至氣缸作用力P的幾倍（圖示約為3.5倍），假設(shè)L1等于L2，那么F2也是氣缸作用力的3.5倍。

對比小森自動洗墨裝置中的氣缸結(jié)構(gòu)來說，此氣缸結(jié)構(gòu)更適用于需要較大作用力的洗墨裝置。但由于其使用了齒輪、齒條，氣缸的行程較大，所以此結(jié)構(gòu)在垂直方向上占用的空間較大。

2.氣動式自動噴液裝置

上述裝置解決了洗墨器自動化操作的問題，而噴灑洗車水要實(shí)現(xiàn)自動化，同樣需要?dú)鈩涌刂啤?img src="https://cimg.fx361.com/images/2024/04/08/qkimagesyijbyijb201502yijb20150230-2-l.jpg"/>

（1）工作原理

圖5為五色印刷機(jī)的氣動式自動噴液裝置，其由氣源三聯(lián)件、氣缸、液缸、氣閥、水閥及壓力開關(guān)、噴水嘴等組成。

氣動式自動噴液裝置的工作原理為：當(dāng)洗車水氣閥處于下通道時，壓縮空氣進(jìn)入洗車水氣缸的下腔，帶動洗車水液缸的活塞桿向上運(yùn)動，使洗車水進(jìn)入其下腔進(jìn)行蓄水，同時清水進(jìn)入清水液缸的下腔進(jìn)行蓄水。此時，氣動式自動噴液裝置進(jìn)入清洗工作準(zhǔn)備狀態(tài)。接下來，洗車水氣閥和清水氣閥進(jìn)行換向，使壓縮空氣分別進(jìn)入洗車水氣缸和清水氣缸的上腔，分別推動氣缸活塞桿向下運(yùn)動，使兩種液缸的活塞下行，壓縮活塞下腔內(nèi)的洗車水液缸和清水液缸，洗車水經(jīng)過洗車水水閥和清水水閥進(jìn)入噴水嘴，自動噴到串墨輥上。

（2）操作和控制過程

首先打開截止閥，洗車水液缸和清水液缸分別蓄滿洗車水和清水；然后將主控臺觸摸屏點(diǎn)到“清洗”畫面，依照實(shí)際情況設(shè)置“清洗時間”“清洗間隔時間”“清洗次數(shù)”等預(yù)設(shè)置選項(xiàng)，選擇“1色組”或“2色組”等或“全部色組”，按下“確認(rèn)”鍵；印刷機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)后，再按下“清洗”鍵，PLC就會按照預(yù)設(shè)定程序控制完成以下清洗過程。

（1）氣閥換向，氣缸活塞桿向下運(yùn)動，壓縮洗車水液缸和清水液缸，此時兩個壓力開關(guān)發(fā)送信號。

（2）若壓力正常，程序控制洗墨裝置氣缸動作，使洗墨裝置接觸串墨輥。按觸摸屏上已經(jīng)選擇過的信息和PLC程序，打開色組所對應(yīng)的洗車水水閥和清水水閥，控制清洗次數(shù)及時間。

（3）洗車水噴灑完畢，由PLC程序控制氣缸使洗墨裝置與串墨輥脫離開來，關(guān)閉截止閥，洗墨過程結(jié)束。

自動洗墨裝置的試驗(yàn)和優(yōu)化

結(jié)合小森和高寶自動洗墨裝置的工作特點(diǎn)，根據(jù)我公司膠印機(jī)整體結(jié)構(gòu)特征，筆者設(shè)計了一款斜塊式自動洗墨裝置，并對其使用性能進(jìn)行了試驗(yàn)和優(yōu)化。

斜塊式自動洗墨裝置結(jié)構(gòu)如圖6所示，斜塊與氣缸活塞桿固定在一起，利用斜塊的增力原理，使斜塊產(chǎn)生的推力增大為氣缸作用力的多倍。

對斜塊進(jìn)行受力分析，假設(shè)L1等于L2，那么F2是氣缸作用力P的2.7倍。從受力分析來看，此結(jié)構(gòu)設(shè)計非常合理。但在試驗(yàn)過程中，筆者卻發(fā)現(xiàn)了問題，氣缸自動控制結(jié)構(gòu)動作時，在洗墨刮刀還沒有接觸串墨輥或返回過程中，斜塊常常會被卡住。筆者猜測可能是由于裝置的負(fù)載過大，氣缸作用力過小而造成的。為了驗(yàn)證這個猜想，筆者將洗墨槽拆掉，用手拽動氣缸活塞，但斜塊在導(dǎo)軌內(nèi)的運(yùn)動依然不靈活。仔細(xì)觀察后筆者發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)軌為槽型結(jié)構(gòu)，且斜塊側(cè)面較為干澀，因此很容易被卡住。為此，筆者將導(dǎo)軌槽適當(dāng)加寬，又調(diào)試了斜塊運(yùn)動的靈活性，直至用手輕輕拽動氣缸活塞，使其能在導(dǎo)軌內(nèi)靈活運(yùn)動，在氣缸自動控制下，不再出現(xiàn)被卡現(xiàn)象。

在分析斜塊與導(dǎo)軌之間的受力狀態(tài)時，筆者萌生了更多改進(jìn)方案。試驗(yàn)中出現(xiàn)的斜塊在槽型導(dǎo)軌內(nèi)運(yùn)行干澀的問題，屬于機(jī)構(gòu)剛性差而導(dǎo)致斜塊受力后發(fā)生歪斜，而斜塊與導(dǎo)軌之間為滑動摩擦，當(dāng)摩擦系數(shù)較大時，如果不加以改善，大部分氣缸作用力都將損耗在克服摩擦力上。對此，筆者建議可以通過更換材料或潤滑等方式來改善。

此外，考慮到導(dǎo)軌滑動面不可能加工成絕對的平面，不可避免會出現(xiàn)凸起、偏斜、翹曲等現(xiàn)象，因此斜塊與導(dǎo)軌之間的摩擦力大小很不穩(wěn)定。由于氣體可壓縮，氣缸對摩擦力不均勻性的變化很敏感，滑動導(dǎo)軌的缺點(diǎn)因而會更加明顯地表現(xiàn)出來。所以，最好的改進(jìn)方法就是改為滾動摩擦，如使用滾輪來代替導(dǎo)軌。

實(shí)踐證明，利用自動洗墨裝置，使洗墨過程實(shí)現(xiàn)了自動化作業(yè)，將1臺五色印刷機(jī)的清洗時間由原來的30多分鐘縮短到10分鐘左右，且節(jié)省了大量勞動力。筆者認(rèn)為今后還需對自動洗墨裝置進(jìn)行不斷完善，以適應(yīng)印刷生產(chǎn)更高的要求。