Разработка методики расчета дозирующего устройства красочного аппарата трафаретной печатной машины с ракелем валкового типа, страница 2

Для моделирования окружности радиуса R₂ поместим второй диполь в поток. Помещение второго диполя сопряжено с необходимостью введения системы компенсационных вихрей для него.

В реальной жидкости циркуляционный поток в краске возникает в результате вращения цилиндра. Для моделирования вращения цилиндра совместим центр окружности с центром второго точечного вихря интенсивности G₂. При этом необходимо поместить в поток систему компенсирующих вихрей для пластинки. Введение дополнительных компенсационных вихрей для окружности, обусловленных введением в поток вихря интенсивности G₂ при условии совпадения их центров не требуется.

Итоговое течение включает комплексные потенциалы следующих потоков:

• поступательный поток;

• диполь, моделирующий пластинку;

• диполь, моделирующий цилиндр;

• вихрь, моделирующий циркуляционный поток;

• системы отраженных вихрей для цилиндра и пластинки для компенсации вихря моделирующего циркуляционный поток;

• вихрь, моделирующий вращение цилиндра;

• система отраженных вихрей для пластинки для компенсации вихря, моделирующего вращение цилиндра.

На рис. 3А показана картина линий тока итогового течения рассчитанная при параметрах течения: V=3; R=3; G₁=2,7; G₂=V*R. Данную картину можно объяснить как обтекание цилиндра и пластинки поступательным потоком, в котором расположен циркуляционный поток. При указанных параметрах появилась замкнутая линия тока 4, которая моделирует границу красочного слоя.

Для определения поля скоростей необходимо продифференцировать выражение, описывающее комплексный потенциал суммарного течения. Далее разделив полученное выражение на действительную и мнимую части получим компоненты вектора скорости. На рис. 3Б показан пример поля скоростей, рассчитанный для цилиндра и пластинки в поступательном потоке.

На рис. 3В показано распределение давления, рассчитанное при подстановке компонент вектора скорости всех потоков, входящих в течение, в интеграл Бернулли.

В третьей главе описывается проведение вычислительных и натурных экспериментов. Средствами для проведения исследования являлись: разработанные программные пакеты, измерительные комплексы, соответствующее программное обеспечение на ЭВМ.

Для определения ГДД был разработан и изготовлен измерительный комплекс, схема и внешний вид которого показан на рис. 4. Суть исследования сводилась в определении ГДД в отверстиях в плите, герметично закрытых снизу тензорезисторами. Под давлением происходила деформация последних, поступающий сигнал усиливался усилителем. Регистрация данных осуществлялась цифровым осциллографом. Тарирование осуществлялось гидростатическим методом.

Исследование деформации упругой оболочки под давлением проводили методом нагружения. Для проведения исследований, были изготовлены опытные образцы упругой оболочки, изготовленные из резины и фотополимера. Частота расположения ячеек составляла 20 и 40 шт/см. Полученные зависимости, показаны на рис. 5.

Определение влияния скорости вращения валик-ракеля на количество краски на его поверхности проводилось с использованием измерительного комплекса показанного на рис. 6. Для проведения исследования с применением высокоточного оборудования был изготовлен цилиндр, на который при помощи калиброванной двухсторонней липкой ленты закреплялись образцы упругой оболочки. Определение толщины красочного слоя осуществлялось при помощи микроскопа УИМ-21 по стандартной методике с точностью 0,5 мкм.

В четвертой главе проводится сравнение вычис­лительного и расчетного метода определения толщины красочного слоя на поверхности валик-ракеля.

В результате анализа значений ГДД было уста­новлено, что для всего диапазона регулирования зна­чение интенсивности вихря, моделирующего вращение краски можно принять равным G₁=0,02. Значения ГДД, полученные в ходе натурного экспери­мента позволили определить коэффициенты интенсивности вихря G₂, моделирующего вращение цилиндра, при которых отклонения в расчетном способе по отношению к экспериментальному не превышало 4%. Значения коэффициентов показаны на рис. 7.

Результаты по определению толщины красочного слоя на поверхности валик ракеля для расчетного и экспериментального способов показаны на рис. 8-9.

Рис. 9. Сравнение результатов вычислительного и экспериментального способов

определения толщины красочного слоя для упругой оболочки, изготовленной из резины

Коэффициент корреляции, рассчитанный на осно­вании полученных данных, свидетельствует о хорошем совпадении результатов вычислительного и натурного экспериментов.

ВЫВОДЫ

1. Анализ положения в области оборудования и технологии трафаретной печати показал, что устранить недостатки, присущие современным трафаретным печатным машинам, возможно при использовании ракеля валкового типа. При этом возможно появление дефекта – раздавливания, устранить который можно посредством дозирующего устройства. Для разработки научно обоснованных рекомендаций по расчету и применению дозирующего устройства необходимо проведение теоретических и экспериментальных исследований.

2. Для определения толщины красочного слоя на поверхности валик-ракеля необходимо построение модели течения краски в красочном аппарате. Проведенный анализ показал, что наиболее актуальным является использование теории движения идеальной жидкости. Полученные в ходе построения модели картины линий тока, позволяют осуществлять качественный анализ течения.

3. Анализ особенностей дозирующего устройства позволил определить методы и разработать средства для проведения исследований. Согласно проведенному анализу для проведения исследований по определению давления было обосновано использование тензорезистора в качестве преобразователя давления. Проведенный анализ показал, что стандартные приборы для усиления сигнала с тензорезистора не удовлетворяют техническим характеристикам, поэтому была разработана схема и изготовлен усилитель электрического сигнала. Для проведения испытаний образцов упругой оболочки в условиях, близких к рабочим, была разработана методика и изготовлен лабораторный комплекс по определению упруго-механических свойств.

4. Полученные в ходе сравнения вычислительного и натурного экспериментов значения позволяют сделать следующие рекомендации по применению математической модели:

- скорость вращения валик-ракеля от 0,1 до 0,7 м/с;

• интенсивность вихря G₁=0,02 для всего диапазона скоростей;

• интенсивность вихря G₂ от 1,8 до 3,9;

• модуль упругости материала упругой оболочки 70 – 400 Н/мм².

Толщина красочного слоя определяется по графическим зависимостям.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендуемых ВАК:

1. Титов А.В. Экспериментальное определение давления в рабочем слое трафаретного печатного устройства с ракелем валкового типа / А.В. Титов, С.Н. Литунов // Омский научный вестник. – 2006. – №8(44). – С. 155 –158. (0,22 п.л.).

2. Титов А.В. Экспериментальное исследование работоспособности ракельного механизма валкового типа / А.В. Титов, С.Н. Литунов // Известия вузов. Проблемы полиграфии и издательского дела. – 2006. – №4. – С25 – 32. (0,44 п.л.).

3. Титов А.В. Моделирование течения краски в красочных аппаратах печатных машин / А.В. Титов // Омский научный вестник. – 2009. – №1(77). – С. 74 – 79. (0,33 п.л.).

4. Титов А.В. К вопросу о моделировании течения краски в питающей группе красочных аппаратов офсетных машин / А.В. Титов, С.Н. Литунов // Омский научный вестник. 2010. – №1(87), – С. 228 – 232. (0,38 п.л.).

5. Титов А.В. К вопросу о расчете питающей группы красочных аппаратов офсетных машин / А.В. Титов, С.Н. Литунов // Известия вузов. Проблемы полиграфии и издательского дела, 2010. – №2, – С. 13 – 23. (0,49 п.л.).

В других изданиях:

1. Титов А.В. Применение лабораторного комплекса для определения гидродинамического давления в красочном слое / А.В. Титов // Визуальная культура: дизайн, реклама, полиграфия: Материалы VI медунар. науч. конф., 2007. – С. 267 – 270. (0,22 п.л.).

2. Титов А.В. Обоснование выбора модели течения краски в красочных аппаратах печатных машин / А.В. Титов // Социальные проблемы современного города в визуальной культуре: дизайн, реклама, полиграфия: Материалы VII медунар. науч.-практ. конф, 2008. – С. 198 – 201. (0,22 п.л.).

3. Титов А.В. Обзор и анализ способов моделирования течения жидких сред / А.В. Титов // Творчество молодых: дизайн, реклама, полиграфия: Материалы VII медунар. науч.-практ. конф. аспирантов и студентов, 2008. – С. 152 – 154. (0,17 п.л.).

4. Титов А.В. Технология применения моновалкового красочного аппарата в офсетной печати / А.В. Титов // Россия молодая: передовые технологии – в промышленность: материалы II Всероссийской молод. науч.-техн. конф., 2009. – С. 116 – 120. (0,38 п.л.).

5. Титов А.В. Моделирование течения краски в красочных аппаратах печатных машин / А.В. Титов // Междунар. Конф. молодых ученых Print 2009: Тез. докл., 2009. – С. 163. (0,04 п.л.).

6. Титов А.В. Красочный аппарат ротационной офсетной печатной машины. Патент на полезную модель № 86907. Заявка № 2009112602 от 20.09.2009г.

17