供墨装置及其调节

二、供墨装置及其调节

供墨装置由墨斗、墨斗辊、墨刀、传墨辊及其相应的传动机构、调墨装置组成。现代胶印机还备有油墨补充、液位高度调节及供墨控制装置等。供墨量大小可通过改变墨斗辊的平均速度和调节墨斗刀片与墨斗辊之间的间隙来实现。

1.墨斗结构与调节

墨斗的作用是储存油墨和调节供墨量的大小，其基本构件是墨斗辊和墨刀片以及调节墨量的螺钉、搅拌器等。

(1)墨斗结构

国产单双色胶印机的墨斗结构大多采用如图4－31所示的结构形式。

墨斗辊1和墨斗座6通过轴承支架连成一体，可灵活转动。墨斗刀片4被铆接在墨斗刀体3上，松开紧固螺钉13可将刀片拆卸、清洗和定位。墨斗体的两端支轴上装有扭力弹簧8，旋转挡圈9可调节扭力大小，可平衡墨斗刀体3的重力。J2108A、J2203A型胶印机的墨斗结构中，调节螺钉采用了两段结构(即顶杆15和调节螺钉10)，提高了调节精度。

墨斗刀片4长期与墨斗辊1接触摩擦会磨损，当刀片磨损出现高低不平时，可以将墨斗刀片同墨斗刀体一起取下来重新刃磨成直线。经多次刃磨，墨斗刀片长度不够时，可将螺杆退回，然后将墨刀下移。如果墨刀4已放到头而顶杆15还顶不到墨斗刀片时，只能重新更换新刀片。

(2)墨斗的调节

调节调节螺钉10顶动顶杆15可改变墨斗刀片4与墨斗辊1之间的间隙，即可完成局部出墨量的大小调节，以便适应印刷画面局部用墨量的变化，当调节螺钉10退回时，顶杆15被撑簧11退回，此时墨斗辊1与墨斗刀片4的间隙为1mm。

调换油墨或者清洗墨斗辊时，松开左右两个锁紧螺母12，将墨斗辊1绕支撑轴转动一个角度，使墨斗刀片4离开墨斗辊1。清洗后扳回锁紧螺母12并锁紧。

这种人工手动调节的墨斗结构，调节费时又费力，很难实现数据化、规范化控制。为此，现代高速多色胶印机大多采用遥控式电动调节墨斗结构。

图4－31　墨斗结构图

1－墨斗辊;2－墨斗侧挡板;3－墨斗刀体;4－墨斗刀片;5－支撑轴;6－墨斗座; 7－接墨槽;8－扭簧;9－旋转挡圈;10－调节螺钉;11－撑簧; 12－锁紧螺母;13－紧固螺钉;14－螺杆;15－顶杆

2.供墨装置的传动机构

供墨装置的传动机构包括墨斗辊和传墨辊传动机构。墨斗辊运动有间歇旋转和匀速连续旋转两种形式。间歇旋转的墨斗辊由曲柄、棘爪、棘轮或单向离合器机构驱动。匀速旋转的墨斗辊可由匀墨装置传动或单独电机驱动。改变间歇旋转角度或连续旋转速度即可整体调节出墨量。

(1)连续旋转式供墨装置

连续旋转式供墨装置以连续不断的形式向匀墨装置输送定量油墨。常用的方法有采用螺旋线沟槽辊传递油墨和采用弹性螺旋线辊传递油墨两种形式。

①借助螺旋线沟槽辊传递油墨。

如图4－32所示，在墨斗辊与串墨辊之间增加一根金属辊1，金属辊1与墨斗辊之间有间隙，金属辊1以小于或等于印刷速度的固定速度旋转，其表面按螺旋线切割，沟深0.2～0.4mm。墨斗辊匀速旋转。通过改变刮墨刀和墨斗辊的缝隙α来调节自墨斗输出的油墨层厚度δ。如果δ＞Δ，则部分油墨经金属辊螺旋面带给弹性辊2;如果δ＜Δ，则停止供墨。

②采用弹性螺旋线辊传递油墨。

弹性螺旋线辊传递油墨原理如图4－33所示，弹性辊上的螺旋线沟槽一边有带棱2，一边为变半径R的曲面3的楔形槽，以缩小所供油墨的厚度，降低对供墨组精度要求。试验表明:采用这样的弹性辊与墨斗辊接触、传递油墨的同时，会将油墨自沟槽中挤出，并有部分返回墨斗辊，其值取决于在接触区内的速度差。调整的最佳状态是弹性辊的速度为印刷速度的83%，而墨斗辊的速度自零无级调到印刷速度的6.5%。

图4－32　螺旋线沟槽辊传递油墨

1－金属辊;2－弹性辊

图4－33　弹性螺旋线辊传递油墨

1－弹性螺旋线辊;2－棱;3－曲面

(2)间歇式供墨装置

传墨辊一般在墨斗辊和串墨辊之间做往复摆动以传递油墨。其摆动可由装在串墨辊轴端经减速的凸轮或装在做匀速旋转的墨斗辊轴头的凸轮控制机构来实现，也可以由偏心轮、气动或液压系统驱动。

①电器控制的供墨机构。

图4－34为J2108型胶印机输墨装置的供墨机构简图。其机构实现工作原理与机械控制的供墨机构相同，只是控制方式不同，调节方法略有差异而已。

拉动手柄6使弧形板7绕棘轮中心转动，即可调节墨斗辊的转角大小;转动螺钉14可以调节传墨辊与上串墨辊之间的压力;调节螺母18可改变弹簧的变形量，达到调节传墨辊与墨斗辊之间压力的目的。

图4－34　J2108型胶印机供墨机构简图

1－曲柄;2－连杆;3、12、13、15－摆杆;4－棘爪; 5－棘轮;6－手柄;7－弧形板;8－弹性定位销; 9－墨斗辊;10－凸轮;11－滚子;14－螺钉; 16－传墨辊;17－拉簧;18－螺母; 19－上串墨辊;20－电磁铁; 21－挡杆;22－撑杆

当电磁铁20通电时，铁芯伸出，推动撑杆22左摆，挡杆21受阻挡，传墨辊16不能靠向墨斗辊9，停止传墨;相反，电磁铁20断电时正常供墨。电磁铁可单独控制也可联动。

②气动控制供墨机构。

如图4－35(a)所示。该机构中，传墨辊9既摆动传墨还轴向摆动匀墨。轴O上安装有圆柱凸轮1及驱动墨斗辊间歇转动的曲柄2。当轴O转动时，圆柱凸轮1带动摆杆12上滚子轴向移动，从而使摆杆12绕O₂轴摆动。摆杆12另一端的滚子拨动槽块11沿轴O₄移动，由拨块11上固连的拨叉10拨动传墨辊轴向移动，完成传墨辊的传墨运动。传墨辊的传墨由气压控制。当气路断气时，气缸16的活塞杆下降，带动摆杆15绕O₃顺时针转动使推杆14顶起摆杆13，从而拨动与摆杆13固连在一起的槽块连同拨叉10转动一个角度，迫使传墨辊9与墨斗辊8脱开，传墨辊停止取墨。此时凸轮17小面与滚子之间有一定间隙。当需事先打匀油墨时，给气路通气，气缸16的活塞上升，使摆杆15绕O₃轴逆时针摆动，摆杆13脱开，此时，传墨辊9仍然由凸轮17驱动往返摆动，从墨斗辊取墨向匀墨辊传墨。当机器出现故障或停止印刷时，自动控制断气。

图4－35　气动控制供墨机构简图

1、17－凸轮;2－曲柄;3、19－连杆;4、6、7、12、13、15、18、20－摆杆; 5－支架;8－墨斗辊;9－传墨辊;10－拨叉;11－拨块;14－推杆; 16－气缸;21－弹簧;22－步进电机;23、24、25、27－齿轮; 26－电位计;28－螺杆

传墨辊9的摆动原理如图4－35(b)所示。墨斗辊8出墨采用自动调节无级出墨机构，墨斗辊8的间歇转动由曲柄2(安装于圆柱凸轮端面)、连杆3、摆杆4、支架5和摆杆6、7驱动。在墨斗辊8轴上安装有单向离合器，墨斗辊8逆时针摆动时出墨。当需要增大或减小整个墨斗辊8的出墨量时，由控制系统给步进电机22发出信号，通过电机22、齿轮23、27带动螺杆28转动，从而使摆杆6上的螺母上下移动;当螺母向上移动时，增大墨斗辊8的摆动角度，即增加出墨量，反之将减小出墨量。出墨量的多少可通过齿轮24带动齿轮25(空套在螺杆轴28上)转动，并由电位计26检测，把角位移转换成电信号反馈到控制电路中，当墨量合适时，电机22停止转动。

③机械控制的供墨机构。

图4－36为机械控制的供墨机构简图。经串墨辊轴端的减速机构，把串墨辊的转速减到传墨辊摆动和墨斗辊间歇转动所需的转速。墨斗辊的间歇转动是由棘轮机构实现的。曲柄1经连杆2带动摆杆11使棘爪7往复摆动，推动与墨斗辊5相固连的棘轮8逆时针间歇转动，从而使墨斗辊间歇出墨。墨斗辊的转角大小可以通过扇形板6进行调节，由手柄10转动扇形遮盖板，以改变棘爪7与棘轮8的有效接触齿数。为了固定调节好的位置，用弹簧销9锁住固连在手柄10上的一个弧形齿条，以防扇形板自行移动。

传墨辊3的往复摆动是由凸轮12连续旋转，经滚子13使摆杆14绕支点B摆动，又经调节螺钉18使传墨辊3随摆杆15绕支点B摆动，弹簧4使螺钉18始终与摆杆14接触。当凸轮12大面与滚子13接触时，传墨辊3靠向第一串墨辊，接触时间的长短是由凸轮大面圆弧所对应的中心角决定的，而接触压力的大小是通过螺钉18调节的。当凸轮12由大面转至小面时，凸轮12与滚子13有一定的间隙约为0.2mm左右。保证传墨辊3和墨斗辊5有足够的接触压力，则依靠弹簧4的拉力。

图4－36　机械控制的供墨机构简图

1－曲柄;2、21－连杆;3－传墨辊;4－弹簧; 5－墨斗辊;6－扇形板;7－棘爪;8－棘轮; 9－弹簧销;10－手柄;11、14、15、16、22－摆杆; 12－凸轮;13－滚子;17－控制杆; 18－螺钉;19－扇形块; 20－手柄插销

手柄插销20的三个不同位置控制机器三种状态。

当手柄插销20插入图示中间通孔位置时，传墨辊的摆动和停止由离合压机构自动控制。摆杆22安装在压印滚筒轴端，与离合压机构联动。当离压时，摆杆22向上摆动，扇形块19绕支点C顺时针摆动，控制杆17阻止摆杆16向下摆动(摆杆16与14为一体)，从而阻止了凸轮小面与滚子13接触，传墨辊停止取墨。当合压时，摆杆22下摆，扇形块19逆时针摆回，控制杆17脱开摆杆16制约，传墨辊摆向墨斗辊取墨。

当把手柄插销20插入左边通孔时，无论滚筒合压或离压，控制杆17都将阻止摆杆16，使传墨辊停止摆动。此时用于不给墨调试机器或观察走纸。

当手柄插销20插入右边的盲孔时，控制杆17远离摆杆16，而不能阻止16摆动，此时即便离压，传墨辊仍然传墨。因为在印刷开始或换色时，必须先把油墨打匀，然后再合压印刷。当下墨正常开始合压印刷时，凭借扇形块逆时针摆动，插销20自动滑出盲孔落入中间通孔，使机器进入自动控制状态正常印刷。

在供墨机构中，墨量既要能整体调节，又要能局部调节。整体调节墨量的常用方法有:改变墨斗辊的转角(采用棘轮棘爪机构或单向离合器);改变墨斗辊的旋转速度;改变传墨辊与墨斗辊接触停靠时间;改变一个周期中传墨辊摆动次数;等量调节墨斗辊与墨刀的间隙。局部调墨的常用方法有:用螺钉调节整体墨刀的局部区段与墨斗辊的间隙;手动或由伺服电机驱动调节装置来改变分段量墨辊或分段墨刀与墨斗辊的间隙。

3.自动控制供墨装置

自动控制供墨装置是计算机墨色控制的执行机构，是实现印刷机输墨系统集中控制，远距离遥控和计算机自动控制的基础。其供墨装置结构区别于手动调节墨斗结构，国外胶印机所采用的自动控制供墨装置墨斗结构尽管各不相同，但大体可分为整体墨斗刀片式和分段墨斗刀片两类。

(1)整体墨斗刀片供墨装置

整体墨斗刀片形式是在传统的墨斗基础上将手动调墨螺丝改为由单独微电机经减速机构来带动，调节整体墨斗刀片上的局部墨区和墨斗辊之间的间隙。采用这种结构形式的有德国米勒公司的Unimatic－C3墨斗机构，普拉纳塔公司以及瑞典索尔纳公司所生产的胶印机。由于整体墨斗刀片弹性大，要求电机驱动力矩大。因此，米勒胶印机Unimatic－C3系统的墨斗量调节机构采用两个小电机，如图4－37所示。工作时通过改变墨斗刀片6和墨斗辊之间的间隙来调节出墨量的大小。其间隙是通过微电机2(共有28个微电机)、电位计3及援杆1借助杠杆5顶动墨斗刀片6来实现的。由电位计3将电机转角变成电信号反馈给控制台，从而实现遥控出墨量。这种结构的优点是结构简单、换墨时清洗方便、易实现电动驱动和手动调节;缺点是当调整某一区域油墨量时，会影响相邻墨区的出墨量。

图4－37　米勒印刷机供墨装置

1－援杆;2－微电机;3－电位计;4－支架;5－杠杆;6－墨斗刀片

(2)分段墨斗刀片供墨装置

整个版面供墨的墨量由尺寸相同的系列墨斗刀片条控制。每段刀片尺寸有30mm、32mm和35mm等几种规格，根据印刷幅面，在整个供墨区相应有32块、48块等一定数量的分段墨斗刀片组成。每块刀片由单独的小伺服电机驱动，改变刀片与墨斗辊之间的间隙，即可实现调节该墨区的给墨量的目的。

分段墨斗刀片有带涤纶片和不带涤纶片两种类型。

①带涤纶片的分段式墨斗刀片供墨装置。

图4－38所示为海德堡印刷机油墨自动控制供墨装置。32块分段墨斗刀片4组成的墨斗底面上衬有一张涤纶片3，好似薄墨刀片，能灵敏地反映各刀片墨量调节，同时涤纶片可防止油墨渗入分段墨斗刀片缝隙而影响墨量调节，且清洗更换非常方便。分段偏心计量墨辊8的两端为圆柱形，用以架在半圆环托架上，计量墨辊8的中间部分铣成扁圆形，刀片4架在偏心计量墨辊8上，弹簧2经分段刀片4使计量墨辊8的两端圆柱面将涤纶片3靠紧墨斗辊1。调节墨斗辊轴向局部墨量时，伺服电机5接受CPC控制台的指令信号后转动，并通过螺旋副7及连杆机构使相应墨区的偏心计量墨辊转动一个角度，以改变计量墨辊8和墨斗辊1之间的间隙，从而调节了该区域的出墨量。电位计6与伺服电机5同轴，把相应的转角变为电信号再反馈到控制台显示装置上。

图4－38　海德堡印刷机油墨自动控制供墨装置

1－墨斗辊;2－弹簧;3－涤纶片;4－刀片;5－伺服电机; 6－电位计;7－螺旋副;8－偏心计量墨辊

图4－39所示为三菱印刷机油墨自动控制供墨装置。将墨斗分割成多个输墨段，每段宽35mm，各段输墨键6似琴键式，可分别调节。分段墨斗刀片由杠杆控制高低以调节与墨斗1之间的间隙。该装置除自动控制调节外，还可通过旋钮4手动调节。

图4－39　三菱印刷机油墨自动控制供墨装置

1－墨斗;2－电路板;3－分压器;

4－旋钮;5－电机;6－输墨键

②不带涤纶片分段式墨斗刀片供墨装置。

图4－40所示为科尼希·鲍尔(高宝)印刷机油墨自动控制供墨装置。各墨刀片做上下调节以控制刀片与墨斗辊之间的间隙，达到调节墨层厚度的目的。该装置与曼罗兰胶印机供墨装置相比，其墨斗刀片仅一小段与油墨接触，而大部分油墨置于墨斗体底面，接触面小，墨斗电机驱动力小，且不易漏油墨。

图4－41所示为曼罗兰印刷机油墨自动控制供墨装置。34个(指720mm×1020mm规格的机型)尼龙墨斗刀片5各由相应的伺服电机3经齿轮减速机构1驱动做往复平移运动，从而改变墨斗刀片5与墨斗辊6之间的间隙，达到了调节各墨区出墨量的目的。电位器2同时将移动量(或墨层厚度)以电信号量反馈到CCI的控制台，以便实现自动控制出墨量。此装置还可以用螺钉4手动调墨。尼龙墨斗刀片5的上部由墨刀体遮盖仅露出墨斗刀片端部，以减少油墨对刀片的压力，防止对伺服电机驱动的影响，同时，也可避免漏墨且便于清洗。

图4－40　高宝印刷机自动控制供墨装置

图4－41　曼罗兰印刷机自动控制供墨装置

1－齿轮减速机构;2－电位器;3－伺服电机; 4－螺钉;5－墨斗刀片;6－墨斗辊