新型胶印机递纸吸嘴机构动态性能分析

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1、第3O卷第4期西安工业大学学报Vo1．30No．42010年08月JournalofXi’anTeehnologica1UniversityAug．2010文章编号：1673—9965(2010)04—329—05新型胶印机递纸吸嘴机构动态性能分析王芳(西安工业大学机电工程学院，西安710032)摘要：为了满足胶印机高速生产时平稳输送纸张的要求，针对正处于研制的新型共轭凸轮递纸吸嘴机构进行了高速工况下的理论动态分析．在将递纸吸嘴机构看成是一个弹性系统的条件下，以动力学理论为基础，通过适当的假设，建立了机构的简化动力学模型及其运动微分方程．根据企业提供的基本数据运用数

2、值算法，经过计算得出了机器在最高运行速度下机构的动态响应和动态运动误差．结果表明，在高速工况下这种具有几何封闭的递纸机构不能满足高速印刷机输纸的要求，可通过参数优化改进机构的设计．本研究可为高性能的印刷机研制提供参考．关键词：递纸吸嘴机构；共轭凸轮；动力学模型；数值算法中图号：TH122．2文献标志码：A单张纸胶印机通常由输纸装置、定位装置、印轮、摆杆和滑块组成．刷装置、输墨输水装置、收纸装置等组成．其中在输纸装置中分纸头主要由分纸吸嘴机构、递纸吸嘴机构、压纸吹嘴机构、固定吹嘴机构、配气阀等附属机构组成E1]，它们之间相互协调完成纸堆中纸张的逐张输送．递纸吸嘴机构是

3、分纸头中影响输纸质量的关键部件之一，它工作性能的好坏直接影响着输纸装置的工作精度，继而影响胶印机整机的印刷质量．当机器工作在高速工况下时，系统中运动构件的惯性力会急剧增加，导致构件发生弹性变形，工作端运动规律偏离预定的要求，产生不容忽视的动1一主凸轮；2一副凸轮；3～滚子；4一从动件；5一滑块；6一吸嘴态运动偏差．情况严重时甚至还会激起强烈的振图1新型递纸机构简图动、噪声、加剧磨损．因此，必须考虑高速工况下各Fig．1Schematicdiagramofthe机构的工作稳定性．目前许多印刷企业及一些科研forwardersuckermechanism单位对单张纸胶印

4、机递纸吸嘴机构进行了一系列图1中的共轭凸轮机构的主、副凸轮固连在一的研究，文中主要针对某企业目前正处于研制阶段起，副凸轮起到力锁合凸轮机构中复位弹簧的作的新型共轭凸轮型递纸吸嘴机构进行高速状况下用，只为运动的回程提供动力，这样可以把副凸轮的运动性能分析．的质量加到主凸轮上，把机构理解成具有复位功能的单凸轮机构_2_31．这里只对主凸轮进行动态性能1新型递纸吸嘴机构分析，得到的结果可以正确地反映整个递纸吸嘴机如图1所示，新型递纸吸嘴机构主要由共轭凸构高速工况下的运动状态．*收稿日期：2010—03—16作者简介：王芳(1971一)，女，西安工业大学讲师，主要研究方向为

5、包装印刷机械的设计与仿真．E-mail：wangfang0608@sina．com．330西安工业大学学报第30卷而其余两项变形影响较小可略去不计．图3(b)为2机构动力学建模凸轮轴组动力学模型，根据等效质量替代原则，其在建立机构的动力学模型时，只需先建立组成等效质量为m一+‰(为凸轮质量，佻为轮机构的各个构件的动力学模型，然后根据它们的相毂的质量)，凸轮的质量(包括安装凸轮部位的轴颈互连接关系进行组合，最终将会得到所需的总机构质量，并假设质心位于凸轮的回转中心上)．杠杆传的模型[。]．递机构ABMDOC表示，由凸轮轮廓使从动件产生2．1各构件动力学模型的静态位移与

6、由于凸轮轴弹性变形对从动件静态位移的影响以1：1的关系迭加．根据等效刚度替2．1．1摆杆构件代原则，轴组的等效刚度K经计算可知图2(a)为摆杆构件图，摆杆上有三处与系统k==中的其他构件连接，0点连接支架，A点连接滚子，B点连接滑块(固连吸纸头)．为简化其动力学模式中：E为轴的材料弹性模量；I为轴的模截面对其型，假设机架是绝对刚体．根据动力学模型建模理中性轴的惯性矩，J—nd／64．论中的等效替代原则和等效转移原则，根据摆杆结oDC构和受力情况，动力学模型简化为图2(b)所示．凸轮轮廊决定输入滑块与吸嘴输出(a)(b)(a)(b)图3凸轮轴组动力学模型Fig．3Dy

7、namicmodelofcainshaftgroup图2杠杆类构件动力学模型Fig．2Dynamicsmodeloflevercomponent2．2机构动力学模型丁根据各组成构件在递纸吸嘴机构中的位置，将其等效质量为一上0B各个构件动力学模型组合可以得到总机构的动力其中Jo为构件绕0点的转动惯量．学模型，如图4(a)所示，图中，m分别是平面凸qrT其等效刚度为k一万——-轮和轴的组合构件，摆动件的等效质量；忌，kz分别LOB——LOA，L,OB是它们的等效刚度；忌，为锁合弹簧刚度．若假设不2．1．2凸轮轴组考虑系统传动间隙和系统阻尼，不考虑使凸轮与从机构为共轭