Исследование износа опорных роликов в печатных машинах

УДК 621-9

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСА ОПОРНЫХ РОЛИКОВ В ПЕЧАТНЫХ МАШИНАХ

Л.Б. Серкова, Л.Г. Варепо, А. С. Серков

Одной из важных задач проектирования и эксплуатации любых машин является обеспечение надежной работы каждого узла. В печатных машинах большое внимание уделяется системе передачи листов. Наиболее распространенным способом передачи листа является способ передачи с помощью захватов. При этом большую роль играют опорные ролики, которые в процессе эксплуатации подвержены значительному износу.

Ключевые слова: опорный ролик, износ, печатная пара, печатная машина.

Практически любая машина в своем составе имеет подшипники или опорные ролики. Несмотря на, казалось бы, простоту изобретения, опорные ролики являются сложной системой и представляют собой сборочную единицу. В печатных машинах такие ролики используются в листопроводящей системе (рис. 1).

Рис. 1. Использование подшипниковых роликов в печатной машине

Данный опорный ролик является одной из важнейших частей листопроводящей системы, т.к. выход его из строя может привести к заклиниванию системы захватов, а также к возникновению погрешностей передачи листа, что в свою очередь ведет к дефектам печати или разрыву бумажного полотна.

Данный способ передачи листа заключается в том, что лист за переднюю кромку передаётся из захватов одного цилиндра в захваты другого и удерживается с помощью сил трения. Открытие и закрытие данных захватов осуществляется при вращении цилиндра совместно с валом захватов, при этом подшипниковый ролик вращается по поверхности и в необходимый момент открытия захватов наскакивает на неподвижный кулачок цилиндра (эксцентриситет), а при соскакивании с него захваты прижимаются к опорной поверхности вновь. Таким образом, даже малые деформации, износ и дефекты могут привести к нарушению процесса передачи листа.

Дефекты, возникающие в подшипниках можно классифицировать следующим образом (рис. 2).

На рис. 3 представлен опорный подшипниковый ролик INA F-217813.04, используемый в офсетной печатной машине (производство Германия).

В связи с тем, что данные ролики имеют постоянные нагрузки за счет накатывания по неровной поверхности, то именно они чаще всего выходят из строя. Разбитые внутренние части ролика вызывают появление осевого смещения. Так же вызывают отклонение формы наружного кольца ролика. Согласно техническим характеристикам диаметр наружного кольца составляет 28 мм, однако, проведенные измерения с помощью ручного инструмента показали, что диаметр равен 27.975 мм и цилиндрическая поверхность наружного кольца имеет отклонение профиля продольного сечения в виде бочкообразности. Помимо этого, сказаться на пригодности ролика может и наличие следов износа [1].

Проведем анализ изменений внешней поверхности детали. Появление размазывания следов вращения на рабочей поверхности ролика показано на рис. 4.

Данный дефект может возникать из-за недостаточной смазки рабочей поверхности, а также высоких скоростей вращения и резких ускорений и торможений.

Следы молекулярно-механического износа можно наблюдать на рис. 5.

Рис. 2. Классификация износов подшипников качения

Рис. 3. Опорный ролик

Рис. 4. Размазывание следов вращения

Рис. 5. Следы молекулярно-механического изнашивания

299

Причиной возникновения данного дефекта может быть взаимодействие адгезионных связей, возникающих при соприкосновении двух рабочих поверхностей. При высоких скоростях вращения происходит испарение смазывающих материалов, разрыв масляной плёнки, в следствии чего повышенное трение, в результате происходит вырывание частиц металла с одной детали и прилипание их к другой детали.

Наиболее глубокие повреждения поверхности металла можно отнести к усталостному изнашиванию (рис. 6).

Рис. 6. Следы усталостного изнашивания

Такие дефекты возникают в результате повторного деформирования материала деталей и могут развиваться в результате переменных нагрузок, динамических ударов и т. д. Таким образом, в данном ролике при динамической нагрузке за счет выступов на поверхности накатывания может образовываться усталостный износ.

Следы абразивного износа детали представлены на рис. 7. Следует полагать, что данный вид износа появляется в результате попадания в зону контакта абразивных частиц. В результате образуются малые вмятины и царапины.

Рис. 7. Следы абразивного износа

300

Согласно [2-3] во многом развитие износа различного вида связано с использованием смазочного материала. Для улучшения поверхностного слоя деталей можно применять технологические методы такие как упрочнение ультразвуком, дробеструйная обработка, гидродробеструйная обработка, гидрооб-разивная прокачка, выглаживание поверхности, вибровыглаживание, дорнование, центробежно-шариковая обработка, накатывание поверхности, методы лазерного, электронно-лучевого, плазменного и детонационного упрочнения, вакуумное ионно-плазменное упрочнение, ионное магнетронное распыление, ионное легирование, магнитное упрочнение деталей машин, упрочнение деталей наплавкой, химико-термическая обработка, нанотехнологии и др.

Износ рабочих поверхностей деталей вызывает вибрации узла, которые сказываются на качестве печати. Для оценки технического состояния роликов и печатной машины производят вибродиагностику. Данный метод основан на анализе комбинации параметров вибраций, по которым возможно определить состояние оборудования, место и причины возникновения вибраций для их последующего устранения [4].

Помимо повреждения рабочей поверхности ролика стоит учитывать такие характеристики, как зазоры между наружным кольцом подшипника и его корпусом, которые также неблагоприятно сказываются на работе опорного ролика [5]. Экспериментальные исследования также проводятся по выявлению влияния вибраций тел качения [6].

Дальнейшую работу предполагается посвятить причинам возникновения износа, а также методам его устранения. Изучить геометрические отклонения и разработать предложения по улучшению надежности работы узла передачи листа.

Таким образом, можно сделать следующие выводы:

1. Обеспечение надежной работы узла во многом зависит от дефектов и повреждений опорного ролика;

2. Анализ повреждений рабочей поверхности выявил различные виды износа, в том числе усталостное разрушение и молекулярно-механическое изнашивание, абразивный износ.

Помимо этого, следует изучить дефекты внутренних поверхностей ролика, а также тел качения. Произвести анализ финишной технологической обработки опорных роликов.

Список литературы

1. Повреждения подшипников. [Электронный ресурс]. URL: http://www.pkufa.ru/ support/ defects/ (дата обращения: 22.12.2019).

2. Вахрушев С.И., Цыпленков Р.Г., Дмитриев С.Э. Исследование влияния смазочных материалов на износ узлов трения подшипников качения // Наука и военная безопасность. Спб: Издательство: Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации, 2017. №1. С. 78-81

3. Евстифеев В.В., Мельник С.В., Голощапов Г.А. Исследование влияния эксплуатационных свойств пластичных смазочных материалов на износ узлов трения строительных машин с подшипниками качения // Ориентированные фундаментальные и прикладные исследования - основа модернизации и инновационного развития архитектурно-строительного и дорожно-транспортного комплексов России: материалы международной 66-й научно-практической конференции. Омск: Издательство: Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ), 2012. С. 436-440.

4. Серкова Л.Б. Анализ методов диагностики подшипников качения печатной машины // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2019. Вып. 9. С. 108-115.

5. Guo Chen, Meijiao Qu. Modeling and analysis of fit clearance between rolling bearing outer ring and housing // Journal of Sound and Vibration, 2019. Vol. 438. P. 419-4406.

6. Sham Kulkarni, Wadkar S.B. Experimental Investigation for Distributed Defects in Ball Bearing Using Vibration Signature Analysis // Procedia Engineering, 2016. Vol. 144. P. 781-789.

Серкова Любовь Борисовна, аспирант, lubashka_2010@mail ru, Россия, Омск, Омский государственный технический университет,

Варепо Лариса Григорьевна, д-р техн. наук, профессор, larisavarepo@yandex.ru, Россия, Омск, Омский государственный технический университет,

Серков Александр Сергеевич, аспирант, sanya_93@bk.ru, Россия, Омск, Омский государственный технический университет

RESEARCH OF WEAR OF SUPPORT ROLLERS IN PRINTED MACHINES

L.B. Serkova, L.G. Varepo, A.S. Serkov 301

One of the important tasks of design and operation of any machines is to ensure reliable operation of each node. In printing machines, much attention is paid to the sheet transfer system. The most common way to transfer a sheet in a cylinder is by means of grippers. In this case, a large role is played by the support rollers, which are subject to significant wear during operation.

Keywords: rolling bearing, printing pair, printing machine.

Serkova Lyubov Borisovna, postgraduate, lubashka_2010@mail. ru, Russia, Omsk, Omsk State Technical University,

Varepo Larisa Grigorievna, doctor of technical sciences, professor, larisavarepo@yandex. ru, Russia, Omsk, Omsk State Technical University,

Serkov Alexander Sergeevich, postgraduate, sanya_93@bk. ru, Russia, Omsk, Omsk State Technical

University

УДК 655.05

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОЦЕССА ТРАНЗАКЦИОННОЙ ПЕЧАТИ

Д.Г. Маркова

Рассматривается печать с переменными данными и её виды в полиграфической отрасли, а также возможные перспективы. Также представлены основные аспекты развития транзакционной печи, как одного из вида персонализированной печати, и будущие возможные решения.

Ключевые слова: персонализация, транзакционная печать, полиграфия.

Печать с переменными данными (персонализация) - это общий термин, включающий в себя все виды персонализированных печатных документов с конкретной информацией. Таким образом, любая форма данных, которая изменяется, в то время как основное содержимое остается неизменным, классифицируется как переменная печать. То есть, имея общие текстовые и графические элементы, каждый экземпляр данного вида печати имеет индивидуальные данные. Как пример, печать больших тиражей персонализированных поздравительных открыток, лотерейных билетов, приглашений, каталогов, квитанций, купонов и т.д.

Конечно, время не стоит на месте и на сегодняшний день почти любой вид печати занимает цифровой канал. Имея телефон или компьютер, мы уже всё реже нуждаемся в «бумажках» Однако важно сказать, что печать остаётся востребованной и сейчас, так как, например, по сей день существует и развивается рынок не только упаковочного производства, но и почтовых отправлений [1]. Электронная альтернатива пока не всегда возможна или удобна. Поэтому, концентрируя внимания данной статьи на печати с переменными данными, важно сказать, что вопрос поддержки и развития данного вида печати остаётся актуальным не только сейчас, но и будет оставаться, как минимум, на протяжении ещё нескольких лет.

Хотя восстанавливающаяся экономика не увеличила объем транзакционной печати, как это было с прямой почтовой рассылкой, никоим образом нельзя говорить о назревающем кризисе. Тенденции, которые уже очевидны, будут продолжать развиваться устойчивым, управляемым образом.

Для каждого банка, большой компании, большого офиса или предприятия, рекламного или маркетингового агентства важной составляющей их деятельности является персонализированная информация:

- печать различных уведомлений;

- справки счетов и платёжные документы;

- квитанции;

- персонифицированные приглашения и открытки;

- билеты и купоны;

- банковские карты и др.

В условиях снижения эффективности рекламы из-за её перенасыщенности в СМИ, возрастает потребность в прямом, адресном обращении к настоящему или потенциальному клиенту. Более того, как показывает мировая практика, эффективность персональной рассылки очень высока и способствует росту доходов с уже имеющейся клиентской базы.