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      凹印機在印刷過程中，紙張需要保持一定的張緊度。放卷張力（一級張力）在印刷過程中起著重要的作用。紙卷外徑不斷變化、紙卷不圓、紙卷重心與旋轉(zhuǎn)軸不重合、機器工作速度的改變等，都可能引起幅狀紙帶上的張力變化，特別是雙放卷軸切換時，要求其制動力矩快速地從最小變?yōu)樽畲?。一級張力控制不穩(wěn)定，會對二級張力造成干擾，極易造成印刷過程中走紙不穩(wěn)、印品出現(xiàn)皺褶和重影，甚至發(fā)生紙張斷裂或堵塞等嚴重問題。我公司是一家中外合資企業(yè)，主要生產(chǎn)卷煙商標。正在使用的七色凹版印刷機是德國Kochsiek公司于20世紀60年代設計的產(chǎn)品, 經(jīng)過多年使用，其放卷部分出現(xiàn)較多故障，且精度下降，已不能滿足生產(chǎn)的要求。對此，我們利用現(xiàn)有的較成熟的控制技術(shù)對該機放卷控制部分進行了改造。      一、所使用的凹印機的基本情況      印刷速度：100m/min      紙卷半徑：550mm/500mm      紙芯半徑：90mm/50mm      卡紙：最大寬度為620mm，紙張定量為230g/m2，重量為330kg      銅版紙：最大寬度為650mm，紙張定量為80～90g/m2，重量為550Kg      二、結(jié)構(gòu)設計及電磁制動器選用要求      電磁制動器與卷筒紙紙芯軸的傳動連接情況如圖1所示。      在改造過程中，應考慮到齒輪傳動副的結(jié)構(gòu)受到放卷裝置空間尺寸的限制以及齒輪傳動比（i=Z1/Z2）對制動器工作特性的影響。傳動比的確定可按開卷裝置在卷筒紙?zhí)幱谧畲笾睆胶妥钚≈睆降膬蓚€極限狀態(tài)及制動器工作范圍來考慮，其原則是：      (1) 在卷筒紙?zhí)幱谧畲笾睆綍r，其最低轉(zhuǎn)速為29轉(zhuǎn)/分。在制動器最大負荷狀態(tài)下，較大的傳動比可提供給紙芯軸較大的制動力矩。同時，提高制動器的轉(zhuǎn)速，有利于克服制動器由于動、靜摩擦系數(shù)差異造成的斷續(xù)轉(zhuǎn)動及輸出扭矩的變化。制動器的最低轉(zhuǎn)速一般建議為40～50轉(zhuǎn)/分。      (2) 在卷筒紙?zhí)幱谧钚≈睆綍r，其轉(zhuǎn)速為177轉(zhuǎn)/分。由于制動器的最高轉(zhuǎn)速都在500轉(zhuǎn)/分以上，甚至高達3000轉(zhuǎn)/分，因此，最高轉(zhuǎn)速對傳動比基本上沒有限制，但這時紙芯軸要求的轉(zhuǎn)矩最小。當制動器的輸出轉(zhuǎn)矩的工作點低于額定值5%時，其力矩與功率的輸入關(guān)系為非線性，準確控制較為困難，故要求傳動比不能選擇過大。      選用制動器之前首先要確定額定轉(zhuǎn)矩。在放卷過程中，考慮到印刷過程中有緊急制動的需求，制動器工作轉(zhuǎn)矩（Ms）應為運行轉(zhuǎn)矩（Mr）與制動轉(zhuǎn)矩（Me）之和除以傳動比i，即：      Ms = (Mr + Me)/i     Ft=235N      其中：      Mr=Ft·R       Me=Iz·β= M·R2/2·V/R/t = M·R·V/2/t     上式中，F(xiàn)t為紙帶幅面總拉力，R為紙卷半徑, Iz為卷筒紙的轉(zhuǎn)動慣量，β為角加速度。據(jù)經(jīng)驗值，一級張力卡紙紙帶幅面拉力為400～800N/m，而銅版紙紙帶幅面拉力為150～300N/m，制動器的緊急制動時間t=3.8s，即卡紙幅面最大拉力為500N，銅版紙幅面最小拉力為95N。在正常工作情況下，滿卷卡紙需要緊急制動時所要求的力矩就是最大制動力矩，而銅版紙接近紙芯時所要求的力矩就是最小制動力矩。忽略傳動鏈傳動效率及慣量等的影響，根據(jù)上面提供的數(shù)據(jù)，可計算出紙芯軸最大制動轉(zhuǎn)矩為Mmax=273N·m，最小制動轉(zhuǎn)矩為Mmin=4.8N·m。由于Mmin/Mmax=1.76%，要求傳動比盡可能小，考慮到制動器最低轉(zhuǎn)速的限制及傳動齒輪設計上需要，取Z1=82、Z2=58，則制動器芯軸的最低轉(zhuǎn)速為41轉(zhuǎn)/分，相應地，其制動力矩的最大值Msmax=223N·m、最小值Msmin=3.5N·m。      其次，還應考慮到制動器對散熱能力的要求。制動器將制動的滑差功率全部轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)出去，其功率P=Mmax·ω=Mmax·V/R=830W。(待續(xù))