基于振动测试的覆膜机结构改进设计

吴永锋　郭亮　邱烨

摘 要：随着科学技术的高速发展，印刷包装行业中的各类印刷设备和相关的加工设备也有了较大的发展。主要以覆膜机的振动研究为出发点，对覆膜机进行了设计改进，最大限度地提高了覆膜机的精度。

关键词：振动测试；覆膜机；PVC膜；覆膜工序

中图分类号：TS803 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.118

在石膏生产线中，可充分运用覆膜机将各类PVC膜贴在建筑装饰墙和家具上，具有高效、性价比高、绿色环保的特点，获得了人们的喜爱。随着人们需求的日益增加，对覆膜机的精度提出了更高的要求。而我国在覆膜机精度方面的研究一直没有获得突破，特别是在高速运作时，覆膜机的精度会大大下降。由此可见，覆膜机的振动是影响精度的因素之一，需要通过一定的振动测试寻找覆膜机结构改进的新突破。

1 覆膜机振动测试

按功能将覆膜机的结构分为3个部分，即上胶、烘道和热压。在石膏生产线中的覆膜工序是运用覆膜机在石膏板表面镀上厚度在0.012～0.020 mm的PVC膜，制出外观平整、性能优良的覆膜产品。在覆膜机的运作过程中，由于轴及轴上零件之间的间隙过大、安装时对中不良等原因，导致轴上的离心力没有规律，最终造成覆膜机振动。随着覆膜机的振动，轴振动的幅度随之加大，进而影响了覆膜机的精度。通过对覆膜机进行振动测试，可确定振动级数，明确振动根源，对其结构的动态特性进行研究，对生产运行环境进行实地模拟，并可作为产品质量检测的指标。

2 覆膜机的振动测试和分析

2.1 振动测试的对象

由于覆膜机的振动主要是由旋转轴导致的，因此，我们选择覆膜机的轴和与其连接的墙板部分作为测试对象，轴包括前规轴、侧规轴和热压部分的光辊。这些结构在覆膜机中发挥着非常重要的作用，并对覆膜机的结构有着直接影响。

2.2 振动测试方法

为了获取精确、科学和实用性较强的数据，在振动测试时，采用了精确度较高的电测量法。电测量法还可以测量出频率范围和线性范围较大的数据，同时，操作简便，收集到的数据可直接用计算机分析。振动测试是将传感器测定的振动幅值通过一定的计算模型转换为电信号，并利用相应的处理软件还原为被测设备的振动量。

2.3 振动测试分析

覆膜机轴振动测试收集到的数据如表1所示。

表1 覆膜机轴振动测试数据

覆膜机速度 轴振动/μm

前规轴 侧规轴 光辊

低速/（15 m/min） 12.42 9.11 14.07

高速/（45 m/min） 40.21 38.01 56.21

由表1可知，前规轴和侧规轴的振动相似，光辊的振动则比这两者大。而从覆膜机运转速度的角度分析可以看出，高速运转时的振动要比低速运转时的轴振动大，其中，以光辊的振动变化最突出。前规轴与侧规轴挨着安装在同一个墙板上，动力均由凸轮轴提供。侧规轴通过齿轮完成传动，虽然高效，但精度较低。前规轴在往复运动中因轴的质心与轴中心线偏离，导致振动产生。光辊的动力由链轮传递，并将动力一分为三传给下一个机构，由于缺乏弹性、负载不均匀，导致振动强度较大。

墙板开展振动测试后，收集得到的数据如表2所示。

由表2可知，墙板在覆膜机高速运转的振动较大。墙板处的振动是由多个轴和覆膜机其他部件共同造成的。在传动系统中，覆膜机的前、后方向具有较强的冲击振动，其他两个方向的冲击振动较小。

3 覆膜机结构的改进

依据上述数据，为了进一步提高覆膜机的精度，将侧规轴的中间光轴改为阶梯轴，加强了前规轴与侧规轴的配合，同时，确保两个轴有较好的同心度并降低振动，以提高精度。对光辊的链轮进行了改进，选用同步带传动替代原有的链轮。同步带传动可依靠其特有的抗拉体保持带齿间不发生相对滑动，更好地适应了覆膜机高运转速度，还能保证准确的传动比。对于墙板的改进，主要从墙板材料的选择开始，安置时选用减振良好、抗振优秀的材料。铸铁具有较高的抗压性和减振性，同时，还可以增强轴和孔的配合精度。

4 结束语

综上所述，由于在行业内缺乏振动的控制标准，导致在对覆膜机的改进中只能确认覆膜机在低速运转时的精度高，而在高速运转时覆膜机的振动要最大限度地向低速时的振动靠近。

参考文献

[1]李光，李利，张阳.基于振动测试的覆膜机结构改进设计[J].北京印刷学院学报，2009（02）.

[2]张阳，李利.覆膜机振动测试的研究[J].北京印刷学院学报，2008（04）.

〔编辑：张思楠