新乡市大为创新印刷包装机械有限公司 河南新乡 453000
摘要：在印刷机械中，压印滚筒上的叼纸牙主要用来承接递纸牙传来的纸张，通过开闭机构咬紧后，在转动过程中使纸张与橡皮滚筒滚压，获得图案。为了适应我国市场的需求．往往要对引进的印刷机械进行缩放设计。本文系统总结了叼纸牙开闭机构的缩放设计理论，并将其应用于实际的新产品开发中，取得了预期的设计效果。
关键词：印刷机械；叼纸牙开闭机构；缩放设计
1、前言
叼纸牙开闭机构作为印刷机械的重要部件，其工作性能的好坏对印刷品的质量有着直接影响。随着科学技术的迅猛发展，近些年来，我国印刷工艺有了很大进步，但与世界水平相比依然有一定的差距，为了缩小差距必须对进国外先进机器分析并学习其精华部分，即对引进的机构运用缩放设计进行优化设计。
2、叼纸牙开闭机分析
1开闭牙机构种类的介绍
传统的开闭牙机构有两种，一种是低点闭牙机构，牙轴摆杆上的滚子在进入凸轮低点部分时，咬纸牙闭合，滚子在凸轮的高点部分移动时咬纸牙处于张开状态，咬纸力由弹簧加压产生。由于叼纸牙上的撑簧在运动中不稳定、易抖动，因此咬纸力常常变化，直接影响套印的精度。
另一种是高点闭牙机构，牙轴摆杆上的滚子在进入凸轮高点部分时，叼纸牙闭合咬住纸张，滚子进入凸轮低点部分时，叼纸牙张开。叼纸力由凸轮高面直接产生，叼纸牢靠。但是这种机构在运动过程中滚子从动件必然会对凸轮产生一个冲击作用。同时，由于叼纸牙轴的弹性变形，牙排上的叼纸牙开闭时间会存在一定的差异，咬合后纸张边缘就会产生扇形的变化，使图像的横向很难套准。随着印刷速度的不断提高，这种滚子从动件冲击作用和咬牙开闭时间差将对多色胶印机的套准精度产生不可忽视的影响。
目前出现了一种新型的开闭牙机构，使用共轭凸轮来控制叼纸牙的打开和关闭。在叼纸牙轴的两侧分别安装一个凸轮，分别控制叼纸牙轴上的一个滚子从动件，。工作过程中，两个滚子相互牵制，可以改变机构的工作间隙甚至消除间隙。因此，在高速的情况下可以有效地控制从动件，使滚子的负荷不会发生突变和跳跃，最小限度的降低噪音、冲击和磨损。双侧安装凸轮，通过两者的配合工作来实现咬牙的打开和关闭，确保了纸张交接时左右叼纸纸牙的同时开闭，纸张输送顺畅，解决了扇形扩张的问题，使套印定位精度有了飞跃性的提高。整个机构简单、可靠。图1为叼纸牙开闭机构结构
1-凸轮；2-滚筒；3-摆脚；4-叼纸牙；5-压簧；6-撑脚；7-滚子
图中凸轮1安装在机器的墙板上，固定不动，摆脚3、叼纸牙4和撑脚6通过销轴A与滚筒2相互连接。当滚筒旋转时，滚子7在压簧5和摆脚的作用下始终紧贴凸轮。随着滚筒的旋转，当滚子与凸轮高点部分接触时，叼纸牙闭合，咬住纸张；当滚子进人凸轮的小面时，由于压簧作用，推动摆脚，使叼纸牙张开。因此，随着凸轮廓线的变化，摆脚也在不断地变化，摆脚的运动带动销轴A旋转，销轴的旋转使得叼纸牙不断做开闭动作，以达到印刷和传纸过程中夹紧纸张的作用。
3、机构运动分析
3.1确定凸轮廓线上切线与法线倾斜角
若在x1、x2、x3….xn节点处，Y的值已知则通过5次拉格朗日多项式我们可以求得在每一节点处的微分公式，比如就假设5点分别为xk-2，xk-1，xk，xk+1，xk+2则与其对应yk-2，yk-1，yk，yk+1，yk+2此时另xk-1-xk-2=a，xk-xk-1=b，xk+1-xk=c，xk+2-xk+1=d，如果r=a/b=a/c=a/d=1，那么以xb点的微分值为例，可得公式Y’=1/12b[yk-2-yk+2+8（yk+2-yk-1）]套入到凸轮实际廓线得p’k=f’（θk）=1/12b[pk-2-pk+2+8（pk+1-pk-1）]。其中pk是凸轮实际廓线向径，θk是对应转交。
3.2按照凸轮理论廓线确定从动件的运动规律
首先在下图中，rb是基圆的半径，βb是摆杆从动件的起点与凸轮、摆杆连线OA间夹角。rk廓线上点的向径；βk是其对应转交，δk是从动件从起点开水计算的从动件转交（角位移）。根据图可得摆动从动件的运动规律βb=arcos（a2+L2-rb2）/2al，βk=arcos（a2+L2-rk2）/2al。那么从动件的角位移δk=βk-βb=ψk。
5、结语
随着科学进步与社会发展，现代社会对印刷水平的要求也越来越高，如今印刷技术呈现以下特点即高速化、多样化，本文通过对印刷机械叼纸牙开闭机构缩放设计的探究，了解了印刷机械凸轮机构缩放设计的基本原理，在分析国外先进印刷机械的基础上，自主探究机构应用原理，希望能够缩小与发达国家的技术水平差距，希望为我国印刷机械的发展做出一定的贡献。
参考文献：
[1]董正平，傅燕鸣.印刷机械中凸轮机构的反求设计[J].机械设计与研究，2003，19（4）：72-75.
[2]刘国栋.印刷机高点闭牙机构动力特性分析与应用研究[D].西安：西安理工大学，2007.
论文作者:陈泽书,庄莎莎,任志学
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/20
标签：凸轮论文; 滚子论文; 机构论文; 开闭论文; 印刷机械论文; 缩放论文; 纸张论文; 《基层建设》2017年第35期论文;