Стенд для определения параметров воздушной подушки воздуходувной поворотной штанги

Техническое решение относится к полиграфии, в частности, к поворотным устройствам лентопроводящих систем, которые применяются в рулонных печатных машинах, существенно расширяя их технологические возможности. Они выполняются в виде неподвижных стержней или труб, предназначенных для изменения направления и плоскости движения запечатанной бумажной ленты в процессе проводки ее через технологические секции печатной машины [1].
Известные конструкции поворотных устройств представляют собой неподвижные штанги в виде труб, внешняя рабочая поверхность которых содержит специальное покрытие, предотвращающее отмарывание краски. Для большей надежности проводки ленты организуется ее безконтактная проводка на воздушной подушке, когда внутрь полой штанги подается сжатый воздух, который через отверстия в стенке трубы попадает в зону взаимодействия ленты со штангой. В результате этого под движущейся бумажной лентой организуется воздушная прослойка, исключающая контакт запечатанной ленты с рабочей поверхностью воздуходувной штанги.
Однако конструктивные параметры воздуходувных поворотных штанг, установленных в современных печатных машинах, существенно различаются, поскольку они выбираются из чисто практических соображений, без теоретического обоснования поведения ленты на воздушной подушке с учетом оптимизации ее параметров, что является недостатком известных поворотных воздуходувных устройств.
Технической задачей полезной модели является выявление опытным путем на экспериментальном стенде оптимальных конструктивных параметров воздуходувной штанги, выполненной в виде сборной конструкции различных по диаметру и выходным отверстиям трубок. Предполагается также определить условия формирования воздушной подушки на поверхности трубок с учетом расхода воздуха, давления в сети и натяжения опытного образца ленты.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в определении из представленного для эксперимента набора образцов воздуходувных трубок оптимальных конструктивных параметров воздуходувной штанги с учетом ее работоспособности.
Сущность полезной модели состоит в том, что проведенные на стенде эксперименты различных образцов воздуходувных штанг позволят опытным путем в статических условиях определить основные конструктивные параметры работоспособной штанги. К ним относятся диаметр воздуходувной штанги, диаметры воздуходувных отверстий, давление и расход воздуха для создания воздушной подушки, а также ее оптимальная толщина с учетом различных величин натяжения образца ленты.
На приведенных чертежах показано: фиг. 1 - общий вид экспериментального стенда, фиг. 2 - вид сверху, фиг. 3 - сечение А-А.
Стенд содержит три набора образцов воздуходувных трубок 1, 2, 3 с втулками 4, 5, концевыми вставками 6, 7 и заглушками 8, которые размещаются в стенках 9, 10, а также лазерный датчик 11, опытный образец ленты 12, оснащенный тензодатчиком 13 с устройством натяжения ленты 14, например, в виде червячной передачи.
Воздуходувная штанга устанавливается в опорные элементы стенок стенда 9, 10. Штанга представляет собой сборную конструкцию в виде трех комплектов образцов воздуходувных трубок, которые различаются своими параметрами с целью выбора опытным путем оптимального варианта воздуходувной трубки. Каждый комплект содержит набор из трех воздуходувных трубок 1, 2, 3 одинаковой длины  и определенного диаметра d, равного 40 мм, 60 мм и 80 мм (фиг. 1).
Рабочая поверхность трубок каждого комплекта составляет 180 градусов с учетом охвата ее лентой и снабжена воздуходувными отверстиями диаметром 2 мм, 4 мм и 6 мм, расположенными в шахматном порядке на рабочем участке трубки выбранным из конструктивных соображений длиной 0,5 . Для герметизации трубки снабжены заглушками 8, которые установлены на их концевых участках, а сами трубки соединяются в сборную конструкцию втулками 4, 5, которые фиксируются стопорными винтами, при этом крайние трубки 1 и 3 каждого комплекта снабжены концевыми вставками 6, 7 для установки сборной конструкции в стенках 9, 10. В средней части воздуходувных трубок каждого комплекта имеется штуцер для подвода сжатого воздуха из воздушной системы (фиг. 2).
Для проведения эксперимента опытный образец 12 бумажной ленты навешивается на выбранный рабочий участок наборной штанги, который подключается к воздушной сети. Один конец опытного образца ленты фиксируется, а к другому концу образца прикрепляется тензодатчик 13 с устройством натяжения ленты 14, который прижимается ленту к трубке с определенным усилием. Устройство натяжения 14 образца ленты 12 представляет собой, например, червячную передачу, что позволяет обеспечить плавное, фиксируемое тензодатчиком, нагружение ленты (фиг. 3).
При подаче воздуха к исследуемой трубке происходит истечение воздуха из ее отверстий и формирование воздушной подушки с возможным подъемом образца ленты 12, который зависит от величины нагружения ленты и параметров воздушной сети. Для регистрации величины подъема ленты относительно рабочей поверхности воздуходувной трубки лазерный датчик 11 устанавливается над опытным образцом 12 и подключается к блоку питания и регистрации перемещения.
В процессе ведения эксперимента фиксируется создаваемая воздушная подушка путем регистрации величины подъема образца ленты над поверхностью штанги в зависимости от давления воздушной сети и скорости истечения воздуха. По разработанной методике проводится серия экспериментов, в результате которых фиксируются все переменные параметры воздушной системы, условия формирования воздушной подушки в зависимости от натяжения ленты, диаметров трубок и их воздуходувных отверстий.
На основе анализа проделанных на стенде экспериментов определяются оптимальные конструктивные размеры воздуходувной штанги, в частности, ее диаметр и диаметры воздуходувных отверстий, а также параметры воздушной системы с учетом безконтактного взаимодействия ленты с рабочей поверхностью трубки.
Экспериментальные исследование поведения образца ленты относительно поверхности воздуходувной штанги позволит опытным путем определить основные конструктивные размеры штанги с учетом ее работоспособности, а также разработать теоретические предпосылки для оценки поведения ленты на воздушной подушке. Выбор оптимальных конструктивных параметров поворотной воздуходувной штанги послужит гарантией надежной проводки ленты в современных рулонных печатных машинах.