纸张翻转机构

三、纸张翻转机构

纸张翻转机构可使原来只能单面印刷的多色机进行复杂的单、双面各种组合印刷。纸张翻转机构的作用是当纸张印刷第一面后，把它翻转过来以便在下一印刷机组印刷另一面，从而使印刷机具有双面印刷的功能，如图7－12和图7－13所示。

图7－12　双面印胶印机的传纸滚筒翻转机构及其工作过程

1、5－压印滚筒;2－吸嘴;3－叼纸牙;4－翻转滚筒

翻转机构的技术要求包括:保证在机器工作速度下，反面与正面能够套准;机构既可工作于单面印刷又可工作于双面印刷，而且从一种工作状态转换到另一种工作状态应当很方便;不允许在翻转过程中弄脏已印表面或使印张皱折等。

1.钳形叼纸牙翻纸机构

海德堡Speedmaster系列胶印机采用钳形叼纸牙翻转机构，图7－13所示为用钳形叼纸牙翻转机构工作原理。

在进行单面印刷的时候，如图7－13(a)所示，传送滚筒1的叼纸牙从第一印刷组的压印滚筒I₁上接过印刷过的纸张，在A点交给存纸滚筒2(亦称双倍直径滚筒)，然后滚筒2的叼纸牙5在B点把纸张交给钳形叼纸牙，钳形叼纸牙又在I₂点位置把纸张交给第二印刷组压印滚筒I₂进行第二色印刷。这个传纸过程即是前述的机组间三滚筒传纸。

当转换成双面印刷时，如图7－13(b)所示，传送滚筒1从第一印刷组压印滚筒I₁上接过印好一面的纸张，在A点把纸张交给存纸滚筒2。滚筒2的叼纸牙5叼住纸张的前边缘。上述过程与单面印刷时相同。当滚筒旋转到印张拖梢处于B点位置时，翻转滚筒3的钳形叼纸牙叼住印张的拖梢，而滚筒2的叼纸牙松开，印张就交给了翻转滚筒3。滚筒3的钳形叼纸牙轴逐渐转过180°角，从而使印张翻转(图中虚线所示为钳形叼纸牙在转动过程中的几个位置)。翻转了的印张在C点再交给下一印刷机组印刷另一面。

单、双面印刷时传纸不同点仅在于:单面印刷时所有滚筒叼纸牙都叼在印张的叼口边;而变成双面印刷时，纸张翻转之前叼在叼口边，但从翻转印张的传纸滚筒3开始，各叼纸牙均叼在印张的拖梢边。可见，这个过程中纸张的叼口要发生转变。为了使翻转滚筒的钳形叼纸牙能叼准纸张，保证正反面套印准确，必须使印张在交接前处于绷紧状态，平整地附在滚筒表面，在纸张翻转过程中保证前边缘与滚筒表面的相对位置始终不变。因此，在双倍直径滚筒上设有一套能转动的用于铺平纸张的两排吸嘴4，且分成两部分朝不同方向转动。当滚筒2上的叼纸牙5叼住纸张前边缘后，一排偏心吸嘴吸住纸张的拖梢，并且分成左右两部分向不同方向转动，以便在周向和轴向展平纸张，其结构原理如图7－14所示。

图7－13　钳形叼纸牙翻转机构工作原理图

1－传送滚筒;2－存纸滚筒;3－翻转滚筒; 4－吸嘴;5－叼纸牙

图7－14　铺平纸张的吸嘴

1－传送滚筒;2－存纸滚筒;3－翻转滚筒; 4－吸嘴;5－叼纸牙

翻转滚筒3上的钳形叼纸牙是翻转纸张的机构，它在翻转过程中应使印张与滚筒2平稳地分离，并且纸张既不拱曲又不撕破。这就要求钳形叼纸牙尖部位的速度和加速度应与印张拖梢边的速度和加速度相对应，缓慢而连续地变化。由于翻转过程中钳形牙尖的运动是翻转滚筒3的转动(公转)与钳形牙翻转(自转)两方面合成的一种比较复杂的运动。因此，控制钳形牙尖相对运动的机构需要精心设计制作。另外钳形牙除了公转和自转以外，还应有一定规律的开牙和闭牙动作。即上下牙片既要按一定规律相向开、闭，又要一起转动。为实现这两个运动，钳形牙的上牙片与下牙片分别由各自的凸轮控制，而且通过扇形齿轮和小齿轮传递运动，钳形叼纸牙结构及其控制叼纸牙张闭和翻转运动的机构如图7－15所示。

每个钳形叼纸牙由下牙片l和上牙片2两部分组成，如图7－15(a)所示。下牙片用螺钉3固定在轴4上，上牙片2固定在牙体5上，牙体活套于空心轴6，而牙座7与空心轴相固定。牙体5与牙座7之间装有弹簧8，使上下方产生必要的叼纸力，当牙片夹住纸张时，螺钉9与牙体之间应有一定的间隙，调节这个间隙可使每个叼纸牙开牙闭牙时间一致。

下牙片轴4和空心轴6的转动，分别由两套结构类似的凸轮齿轮机构传动，见图7－15(b)。凸轮11通过滚子15使扇形齿板13产生摆动，传动固定在下牙片轴上的齿轮14，控制叼纸牙的翻转动作。凸轮10通过滚子12使扇形齿板17摆动(13、17与14、16在图上重合)，传动固定在空心轴上的齿轮16，控制钳形叼纸牙的张闭。安装在翻纸滚筒上的轴18是扇形齿板的摆动中心，而撑簧19、20的作用是使滚子与凸轮始终保持接触状态。

正确设计凸轮10和11的曲线形状，是正确实现钳形牙叼纸、翻纸、放纸动作的基础。

为了使套印准确，钳形牙叼住纸尾后，双倍直径滚筒上的叼纸牙并不立即松开纸张前缘，而是转过a弧长后才松开纸张。在这期间钳形牙尖走过了弧长a₁(a₁＜a)，此时钳形牙的夹纸力比较小(为递纸完成后正常夹紧力的1/5)。这样，在这段交接过程中纸张就在上、下牙片间滑出了一段距离(a₁－a)，使纸张在绷紧状态下进行交接，并且纸张前部对于滚筒表面的位置始终不变，从而保证了正反面套印准确。上述动作的配合完全靠钳形牙开牙凸轮10和11与双倍直径滚筒叼纸牙开牙凸轮恰当的曲线形状和位置来实现。

图7－15　钳形叼纸牙结构及其控制机构图

1－下牙片;2－上牙片;3、9－螺钉;4、18－轴;5－牙体;6－空心轴;7－牙座;8－弹簧; 10、11－凸轮;12、15－滚子;13、17－扇形齿板;14、16－齿轮;19、20－撑簧

如前所述，在双面印刷时，双倍直径滚筒上的吸嘴用来铺平纸张，而且要吸住纸张尾部，所以，当纸张幅面大小不同时，双倍直径滚筒上的吸嘴相对于叼纸牙的位置也该相应改变。为此，双倍直径滚筒做成两组扇形板的组合体，两组扇形板可以在圆周方向相互错动以改变吸嘴与叼纸牙之间距离，适应不同幅面的纸张。

应当注意，无论纸张幅面多大，钳形牙和吸嘴都应在一个固定不变的空间位置进行交接(即图7－13中的B点)。这就要求纸张幅面不同时，双倍直径滚筒的叼纸牙应在不同的位置开牙。也就是双倍直径滚筒的开牙凸轮的位置不应当固定不变而应能根据纸张幅面进行调整，这就要求该开牙凸轮设计成可错动的，如图7－16所示。

双倍直径滚筒开牙凸轮8固定在大圆盘6上，松开钩头螺钉9就可使大圆盘绕双倍直径滚筒轴线转过适当角度，从而错动了凸轮8在圆周方向的位置，保证叼纸牙5适时打开。

图7－16　双倍直径滚筒与翻纸滚筒图

1、3－扇形板;2－滚筒轴;4－吸嘴;5－叼纸牙; 6－大圆盘;7－开牙滚子;8－开牙凸轮;9－螺钉; 10、11－双联驱动齿轮;12－压紧螺钉

由图7－16可明显看出，在单面印刷和双面印刷两种情况下，双倍直径滚筒与翻纸滚筒在圆周方向的相对位置是不同的，两种情况下它们的相对周向位置相差一张纸长度的弧长。这意味着由单面印刷变换成双面印刷(或相反)时，应当改变双倍直径滚筒齿轮与翻纸滚筒齿轮的周向相互位置，这依靠翻纸滚筒的双联驱动齿轮来实现。

图7－16中的10和11为可相互错位的两个齿轮——双联驱动齿轮。松开端面压紧螺钉12就可改变10和11的相互周向位置，因而使双倍直径滚筒与翻纸滚筒在圆周方向错动一定位置(一张纸长度的弧长)。

2.双叼纸牙翻纸机构

当翻转滚筒上的钳形叼纸牙叼住纸张尾部后必须进行翻转才能完成双面印刷的传纸。另一种设计是不用钳形叼纸牙来翻转纸张，而是在翻转滚筒上设置两套叼纸牙，其中一套先从双倍直径滚筒接过纸尾，接着又在翻转滚筒内部把纸尾交给第二套叼纸牙，最后由第二套叼纸牙把纸张交给下一组的压印滚筒。

米勒TP94型胶印机和曼罗兰四色胶印机的翻转机构均采用双叼纸牙结构，罗兰四色胶印机的翻转机构除采用双叼纸牙外，还带有吸气滚筒。

图7－17所示为米勒TP94型胶印机的双叼纸牙翻转机构原理，它与钳形叼纸牙翻转机构的不同点是在传纸滚筒Ⅲ上装有一对可以转动的叼牙1和2。单面印刷时，只有前排叼牙(前后按滚筒转向区分)工作，叼住印张的叼口边进行传送，没有自转动作;双面印刷时，一对叼牙配合动作完成纸张翻转。具体过程为:两倍径传纸滚筒Ⅱ的叼纸牙叼住印张转到纸的拖梢边位于滚筒Ⅱ和Ⅲ的中心连线上时，滚筒Ⅲ上的前排叼牙l叼住印张的拖梢边［见图7－17(a)］，随着滚筒的转动，凸轮推动摆杆3和4，使一对叼纸牙作相向向里转动，同时叼住纸的拖梢边［见图7－17(b)］;接着前排叼牙松开，由后排叼牙2控制纸张，前后两排叼牙开始相向向外转动，直到牙垫表面处于滚筒的圆周表面上［见图7－17(c)］，完成翻转动作，这时印张的速度等于滚筒表面的线速度，在后排叼牙到达两个滚筒的中心连线时，把印张交给下一色组的压印滚筒叼纸牙，滚筒Ⅲ继续旋转，两排叼牙的位置如图7－17(d)所示，为下一印张做准备。两排叼牙的开闭也是由凸轮控制的。

图7－17　双叼纸牙翻转滚筒的工作原理

1、2－叼纸牙排;3、4－摆杆