浅谈凹版印刷中对张力控制原理的理解和运用

    食品、药品、服装、衣料、香烟等包装所使用纸、玻璃纸、塑料薄膜、铝箔等，其自身特点，多使用凹版轮转印刷机印刷。近年来印刷多样化及印刷高速化，特别是下道工序设备对尺寸精度要求，以及为节约材料，提高成品率等。张力控制方法被广泛利用。当前国外对张力控制利用上已趋于成熟，使用非常普遍。
   现试分析一下张力控制原理和特性。

一、凹印特点
   目前，印刷主要应用版式有凸版、平版和凹版三种，凹版特点是图文部分凹下，把版面全部浸入墨盘，然后用刮刀将多余油墨刮掉，将残留凹下部分油墨转移到被印刷物上方法，就是凹版印刷。
   凹版印刷特点主：
   积版面凹部油墨能够转移出充足油墨，到有层次印刷品，印刷品浓淡是由版深浅表示，印刷物具有立体感，细小线条也能清晰印出来，能够自由广泛选择和使用各种版材。
   
二、凹版张力控制
   叙述这一问题之前，应对何为张力控制有所了解。
   目前，使用凹印机需要适用张力控制原理主要有两个部分：
   第一部分是从给料到给料牵引辊。套印误差，即多色印刷各色间套印精度差。印刷机机构位置关系正确，误差是材料伸长或缩短引起，容许范围内控制一定伸长量，张力控制是最有效。
   第二部分是从收料牵引辊到收料后各部，应注意对收料卷松紧、齐整、可靠等因素进行张力控制。
   下面详说一下从给料轴到给料牵引辊之间张力控制作法。
   牵引辊动作把印刷材料以一定速度、张力从给料轴拉出并送入印刷部，这部分张力要大于印刷部张力，通常用连给纸轴上制动器来控制张力。众所周知，作业同时卷径逐渐变小。近年来高速化，使用材料多样化，卷径变化大。过去所使用手动式机械式制动器不可能到高品质印品。选用自动控制方式，特别是使用张力测量表用数据管理成为必要做法。其检测方法有弹簧摇动辊式和微变位式检测。机械式制动器从很早就被使用，价格便宜，但把握力矩值不准确。逐渐有其它形式出现。磁粉制动器是利用磁粉作为摩擦介质电流产生制动力，其转矩－－-电流特性直线性好。被广泛使用。气压制动器，有印刷机械使用较多，但力矩特性非线性及磨损大因素。也逐渐被大容量磁粉制动器所取代。
   给料张力控制问题，给料张力由以下因素决定：
   厚度不均引起拉伸变化；
   材料打滑和偶被挂住变慢；
   料卷未装好，材料及轴偏心；
   翻转装置旋转中产生周速变化；
   接纸时压辊和裁刀反作用力；
   各个辊圆度不够。
   以上大部分变化部分都是短时间内发生，作为张力变化全部被传到印刷部。从机械结构角度，必须注意到处于给料轴与牵引辊之间导向辊惯性和制造误差都是引起张力增加原因，特别是几公斤以下低张力能忽视。
   一下牵引辊到版辊间(牵引部)张力变化和控制。
   凹印机中牵引辊与第一版辊相邻通常设有周速同步机构。这与给料情况不同，直径是不变化，用其它原理控制张力大小。
   印刷材料与一般物体一样具有弹性和塑性，印刷加工要弹性界限内进行。控制张力要弹性定律。这就是要对不同材料特性有所了解。
   使用中到同样伸长度可按材料宽度与厚度各种比例决定张力。
   有下面两种方法可以到适合张力：
   ①使压紧辊直径稍有变化；
   ②修正压紧辊转数。
   使印刷材料工作中从无张力状态达到设定张力所需时间是把压辊间距离、速度降低值作为时间常数一次延迟响应，这种形式通常叫拉伸控制。
   凹印机基本形式给纸牵引与版辊之间，版辊之间、版辊与收料牵引之间都是这个原理产生张力。
   另外还有摆辊式控制张力方法，原理是张力随重量变更和配重位置变更而变化，什么情况下，摆辊有吸收张力变化效果，摆辊一般采用制造误差小惯性小重量轻且直径大辊子(如中空铝管)，通常用这个方法把给料与牵引辊之间产生短时间同期张力变动，使微小张力变化稳定下来。这个方法还可减少接纸时损失。
   再叙述一下收料牵引部，从版辊到收料牵引之间干燥，通常把距离加大，干燥加热，延伸车发生变化，引起材料伸缩变化，这些都是引起套印不准原因。同给料牵引部一样需要较好较准张力控制。再有极薄纸低张力材料也有被干燥器风吹动容易受到静电附着，而产生微小变化，这些也必须予以考虑。
   卷取部(从收料牵引辊到收料轴之间)这部位张力控制也是一个重要课题。
   这部分是把被印刷材料作为最终制品，送到复合、分切、制袋等下道工序。同时要注意使均匀卷取制品避免刮伤、起皱。值注意是塑料薄膜和铝箔中，要注意防止厚度变化。这仅是用多大张力卷取问题，重要是卷径增大同时调整张力，是用定张力进行调整，用维度张力进行调整。
   卷取部驱动方式样一般有两种：
   (一)表面驱动；
   (二)中心驱动。
   一般中心驱动式虽使用较多，但表面卷取式也具有良好性质，辊周速度一定时情况良好。有些行业使用较多。收料部和给料部相比，收料部要更注意锥度张力，惯性补偿误差。
   中心驱动是纸管上直接卷取材料，过去使用摩擦式控制方法而现采用是高度，自动，高性能电气控制方法，收料卷取手段如下：
   ①使用磁粉离合器；
   ②使用力矩电机；
   ③使用直流电机。
   磁粉离合器宜价格便可获优异性能；力矩电机卷径变化大时不好用；大容量和自动接纸多使用直流电机。
  

三、锥度张力
   一般情况下采用定张力卷取收料，料卷增大相内侧材料力矩变大，产生打滑即卷取收缩。再有材料收缩及空气放出指向中心压力加大材料被挤坏或被横向挤出，产生所谓竹笋现象。靠近卷芯方产生绉纹，使表面凹凸不平。解决这些问题，就是卷径逐渐变大时张力应逐渐减小，即采用锥度张力。卷取时初始张力决定了卷取终了时张力。其减少程度叫锥度。一般使用10％-50％锥度。例如用30％锥度；即以10kg张力开始，则从7kg张力结束，这时变化比率材料和机构性能是不同，厂家应经试验做出各种类型试验曲线，生产中对照调整。
  

四、惯性补偿
   所谓惯性补偿就是吸收机器起动时，作业当中，速度改变时由静止达到所定速度时，料卷惯性引起张力变化而进行补偿。实践中惯性矩与直径成非线性关系与材料密度和材料宽度之间成比例，印刷厂家应用公式计算求出平均值，精确计算补偿曲线指导生产。
   目前，我国印刷机行业对先进张力控制装置应用还不广泛，改革开放形势发展，各种印刷机械，包装机械将会更多采用张力控制这一方法来提高产品质量。