一种基于传递路径分析的印刷机振动源定位方法技术

本发明专利技术涉及一种基于传递路径分析的印刷机振动源定位方法，包括1)印刷机系统解析为子系统；2)建立印刷机系统的TPA模型；3)印刷机系统传递路径分级；4)建立各级传递路径的拓扑模型；5)各振动源与目标点的响应物理坐标描述；6)建立各级传递路径的频响函数；7)布置各子系统振动源与目标点的测点；8)各子系统振动源与目标点振动测试；9)通过逆矩阵法求解各传递路径载荷；10)通过频谱分析，计算总目标点响应得到各路径贡献量；11)通过比较各路径贡献量得到印刷机系统的最大振动源等步骤。与现有技术相比，本发明专利技术具有准确定位振动源，能从全部的振动源中寻找到贡献量最大的振动源位置等优点。

A method for locating vibration source of printing machine based on transfer path analysis

The invention relates to a method of printing machine vibration source localization based on transfer path analysis, including 1) analysis of printing machine system as the subsystem; 2) to establish TPA model of printing machine system; 3) transmission path classification system of the printing machine; 4) a topological model of transmission paths at all levels; 5) to describe the physical coordinates of each response the vibration source and the target; 6) to establish the frequency response function of transmission paths at all levels; 7) arranging the measuring points of each subsystem vibration source and target; 8) each subsystem vibration source and target vibration test; 9) by inverse matrix to solve the load transfer path; 10) by spectrum analysis, calculation the total target response of each path contribution; 11) by comparing the path contribution maximum vibration source printing machine system. Compared with the prior art, the invention has the advantages of accurate positioning of a vibration source, and finding the position of a vibration source with the greatest contribution amount from all the vibration sources.

【技术实现步骤摘要】
一种基于传递路径分析的印刷机振动源定位方法
本专利技术属于印刷机检测领域，尤其是涉及一种基于传递路径分析(TPA)的单张纸平版印刷机振动源定位方法。
技术介绍
高速印刷机振动过大不仅降低印刷品质量，而且增大印刷车间噪声，影响操作人员的身体健康。由于印刷机结构的复杂性，印刷滚筒(印版滚筒、胶皮滚筒、压印滚筒)副、往复运动机构等多子系统激励源的耦合作用造成振动源定位困难。在印刷过程中，图文转移或纸张定位时，印刷机系统中关键部件可能出现共振现象，以至于影响到印刷品质量。振动过大会加速印刷机磨损，降低套印精度，因此，印刷机从设计、出厂到使用过程中服务都需要运用振动测试技术，了解印刷机子系统或局部构件故障或状态发生变化时对整机动态性能的影响，才能科学地进行减振、降噪，保证设备的稳定性及可靠性。国内外企业、高校在印刷机动态特性方面进行了大量基础研究，并将成果应用于印刷机改进设计及故障诊断。现有技术主要集中在印刷机关键机构的运动和动力学分析方面，而没有从印刷机系统各子机构综合作用角度研究其对印刷品质量的影响。由于印刷机系统复杂，振动传递路径众多且存在耦合现象，主要振动源的准确定位非常困难，而主要振动源的精准定位是印刷机系统结构优化和故障诊断的基础。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述技术问题而提供一种基于传递路径分析的印刷机振动源定位方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于传递路径分析的印刷机振动源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：1)印刷机系统解析为子系统；2)建立印刷机系统的TPA模型；3)印刷机系统传递路径分级；4)建立各级传递路径的拓扑模型；5)各振动源与目标点的响应物理坐标描述；6)建立各级传递路径的频响函数；7)布置各子系统振动源与目标点的测点；8)各子系统振动源与目标点振动测试；9)通过逆矩阵法求解各传递路径载荷；10)通过频谱分析，计算总目标点响应得到各路径贡献量；11)通过比较各路径贡献量得到印刷机系统的最大振动源。所述的步骤1)印刷机系统解析为子系统，子系统主要包括输纸部、纸张传递部、输墨输水部、印刷单元、收纸部、主传动部和机架，如图1所示。单张纸平版印刷机系统的色数用符号nc表示，nc≥4。Pi，Bi，Ii分别表示单张纸平版印刷机系统的第i个印刷色组的印版滚筒、胶皮滚筒和压印滚筒，这里，i＝1，2，3，…，nc；传纸滚筒用符号Ti表示，i＝1，2，3，…，nc，其中，T1表示前传滚筒，前传滚筒齿轮与第1色组压印滚筒(I1)齿轮啮合，为纸张传递部、输纸部分离头提供动力。前传滚筒(T1)为等径滚筒，压印滚筒和其他传纸滚筒采用倍径滚筒。所述的步骤2)建立印刷机系统的TPA模型，如图1所示。①主传动部传递路径：印刷机一般通过布置于印刷色组之间的主电机驱动，主电机安装于底座上，通过楔型带将主动带轮与被动带轮相连，与其被动带轮连接的齿轮与压印滚筒齿轮啮合，驱动整机印刷。尽管楔型带具有一定的缓冲和吸振作用，但主电机运转速度的波动，仍会通过主传动链影响压印滚筒上承载纸张的图文位置精度。②输纸部传递路径：印刷机的操作面和传动面总体上沿纵向中心线对称，图1为操作面主视方向示意图。输纸部主要实现纸张从纸堆分离，并依次、逐张输送到定位部件前规的功能。输纸部的核心部件分离头主轴通过万向轴或链传动与主机的驱动齿轮相连接，该驱动齿轮与传纸滚筒(T1)的滚筒齿轮啮合。③纸张传递部传递路径：纸张传递系统由前规、侧规、递纸、开闭牙等机构组成，对由输纸机纸堆输送的纸张进行纵向、横向定位、由输纸板到前传滚筒(T1)的传递。前规机构、递纸机构通过前传滚筒操作面墙板外侧轴端凸轮座上的前规凸轮、递纸凸轮驱动。前规机构的执行部定位板对纸张进行纵向定位，其振动过大将影响印刷品纵向套印精度。侧规的执行部件拉纸轮由前传滚筒驱动的空间凸轮机构带动，横向拉纸，实现纸张的横向定位，其振动过大将影响印刷品套印精度。递纸机构在前传滚筒轴端递纸凸轮的驱动下，通过凸轮连杆组合，带动摆动器机构往复摆动，实现由输纸板到前传滚筒的纸张传动，其振动过大，将影响印刷品的纵向套印精度。④印刷部传递路径：印版滚筒承载着图文，通过胶皮滚筒转移到压印滚筒表面运载的纸张上，压印滚筒齿轮为主动齿轮，胶皮滚筒齿轮与压印滚筒齿轮啮合，印版滚筒齿轮与胶皮滚筒齿轮啮合。这里只考虑合压后，正常印刷过程中，振动对套印精度影响，不考虑滚筒离合对套印精度影响。印版滚筒与胶皮滚筒因空档等产生的振动一方面造成其承载或转移图文的位置变化，另一方面，印版与胶皮滚筒产生的振动通过墙板传递到压印滚筒，影响接收图文的纸张位置变化。⑤输墨输水部传递路径：印版滚筒操作面轴端的滚筒齿轮为主动齿轮，与输墨输水部的轮系齿轮啮合，通过串墨机构和串水机构，分别驱动串墨辊和串水辊高速转动并同时垂直于墨路墙板往复横向移动，将油墨和润版液打匀。串墨辊和串水辊产生的振动通过与印刷部墙板相连接的墨路墙板传递到印版滚筒、胶皮滚筒和压印滚筒，影响图文和纸张的套印位置。同时，与墨路轮系齿轮连接、由凸轮连杆棘轮组成的间歇运动机构，驱动传墨辊和传水辊往复摆动，实现墨路的持续供墨和水路的持续供水。水辊和墨辊的间歇往复运动引起墨路墙板的振动，经印刷部墙板传递到印版滚筒、胶皮滚筒和压印滚筒。此外，因工艺需要，着水辊和着墨辊工作过程中，需保持对印版的一定压力，该载荷引起的振动同样经墨路墙板、印刷部墙板传递到印版滚筒、胶皮滚筒和压印滚筒，影响图文套印精度。⑥收纸部传递路径：收纸滚筒链条由固连于收纸滚筒的链轮驱动，通过与印刷部墙板内侧及收纸部墙板上的开闭牙凸轮，实现印刷品的接取与输出、收集。收纸部开闭牙及链条的高速运转产生的振动通过与印刷部墙板相连接的收纸部墙板，传递到压印滚筒，影响图文的套印精度。⑦传纸滚筒传递路径：压印滚筒齿轮与印刷部之间的传纸滚筒齿轮啮合，传纸滚筒主要实现前后印刷部间的纸张传递，其交接纸张通过印刷部墙板内侧开闭牙机构实现，开闭牙机构固连于印刷部墙板内侧，开闭牙机构摆杆及咬纸牙安装于传纸滚筒牙轴上。开闭牙过程引起的振动一方面通过开闭牙凸轮固连的印刷部墙板传递到压印滚筒，另一方面直接作用于传纸滚筒运载的纸张上面，影响图文套印精度。此外，输纸部及收纸部的纸堆升降电机，拉版电机，水辊、墨辊驱动电机，因其激励远低于主电机，故不考虑这些辅助电机的贡献量。图1为单张纸平版印刷机系统的TPA模型的振源、传递路径、接受者、传递函数示意图。所述的步骤3)印刷机系统传递路径分级，单张纸平版印刷机分级传递路径如图2所示。根据单张纸平版印刷机各传递路径与目标点之间作用的关系，将图1中系统的传递路径分为三级，如图2所示。第1级是施加往复加速度载荷的各机构(前规、侧规、供墨、供水等)，作为振源，将结构载荷通过印刷部墙板直接传递给子系统目标点-各色压印滚筒肩铁。第2级是各机构通过着墨辊将振动传到承载图文的印版滚筒、胶皮滚筒，最终传递到各色压印滚筒。第3级是各色组压印滚筒肩铁(子系统目标点)通过传纸滚筒，达到最终目标点-最后色组的压印滚筒肩铁。所述的步骤4)传递路径的拓扑模型如图3所示。为了分析振源及便于建立频响函数，将各级传递路径，以拓扑图的形式表述，仅含有振源、传递函数及目标点，简化了具体结构，如图3所示。所述的步骤5)指各振动源与目本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于传递路径分析的印刷机振动源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：1)印刷机系统解析为子系统；2)建立印刷机系统的TPA模型；3)印刷机系统传递路径分级；4)建立各级传递路径的拓扑模型；5)各振动源与目标点的响应物理坐标描述；6)建立各级传递路径的频响函数；7)布置各子系统振动源与目标点的测点；8)各子系统振动源与目标点振动测试；9)通过逆矩阵法求解各传递路径载荷；10)通过频谱分析，计算总目标点响应得到各路径贡献量；11)通过比较各路径贡献量得到印刷机系统的最大振动源。

【技术特征摘要】
1.一种基于传递路径分析的印刷机振动源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：1)印刷机系统解析为子系统；2)建立印刷机系统的TPA模型；3)印刷机系统传递路径分级；4)建立各级传递路径的拓扑模型；5)各振动源与目标点的响应物理坐标描述；6)建立各级传递路径的频响函数；7)布置各子系统振动源与目标点的测点；8)各子系统振动源与目标点振动测试；9)通过逆矩阵法求解各传递路径载荷；10)通过频谱分析，计算总目标点响应得到各路径贡献量；11)通过比较各路径贡献量得到印刷机系统的最大振动源。2.根据权利要求1所述的基于传递路径分析的印刷机振动源定位方法，其特征在于，所述的步骤1)印刷机系统解析为子系统，主要包括输纸部、纸张传递部、输墨输水部(又称墨路)、印刷部、收纸部、主传动部、机架。3.根据权利要求1所述的基于传递路径分析的印刷机振动源定位方法，其特征在于，所述的步骤2)建立印刷机系统的TPA模型，由子系统振源、传递路径、目标点组成；传递路径包括主传动部传递路径、输纸部传递路径、纸张传递部传递路径、印刷部传递路径、墨路传递路径、收纸部传递路径、传纸滚筒传递路径。4.根据权利要求1所述的基于传递路径分析的印刷机振动源定位方法，其特征在于，所述的步骤3)印刷机系统的传递路径分级，根据单张纸平版印刷机各传递路径与目标点之间作用的关系，印刷机系统的传递路径分为三级：第1级是产生往复加速度载荷的各...

【专利技术属性】
技术研发人员：王仪明，许文才，武淑琴，柴承文，黄德树，乔锌，
申请(专利权)人：北京印刷学院，
类型：发明
国别省市：北京,11