Thiết kế máy in ruban hai màu

Hiện nay có các máy in lụa bán tự động trên thị trường làm giảm được sức lao động nhưng không thể tránh khỏi công việc liên tục của... Khi in trên máy các nhu cầu đó không phải là điều c

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

BK TP.HCM

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ MÁY IN RUBAN HAI MÀU

SVTH: LÊ HOÀNG THIỆN

MSSV: 401T3001

CBHD: PGS – TS PHAN ĐÌNH HUẤN BỘ MÔN: CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY

TP.Hồ Chí Minh, 6/2005

Trang 2

Luận văn tốt nghiệp GVHD : PGS – TS Phan Đình Huấn

MỤC LỤC

Trang

Lời nói đầu 4

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NGÀNH IN 5

1.1 Khái quát về in 5

1.2 Phương pháp in typo 6

1.3.Phương pháp in offset 7

1.4 Phương pháp in helio 9

1.5 Phương pháp in lụa 9

1.6 Phân tích và đánh giá kinh tế – kỹ thuật máy in lụa 10

1.7 So sánh in lụa trong gia công thủ công và gia công bằng máy in 11

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP IN LỤA 12

2.1 Khái niệm về in lụa 12

2.2 Các phương pháp in lụa 12

2.3 Các công cụ của ngành in lụa 13

2.4 Công nghệ chế bản in 14

2.5 Những sai hỏng thường gặp trong in lụa và cách khắc phục 15

2.6 Kết luận 18

2.7 Giới thiệu một số loại máy in ruban 19

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 23

3.1 Phân tích và lựa chọn hệ thống điều khiển 23

3.2 Phân tích và lựa chọn cơ cấu chấp hành 25

3.2.1 Cơ cấu kéo, đẩy dao gạt mực và dao in 27

3.2.2 Cơ cấu nâng, hạ dao in và dao gạt mực 27

Trang 3

3.2.3 Cơ cấu kẹp – kéo ruban 28

3.2.4 Cơ cấu cấp ruban 29

3.2.5 Cơ cấu thu ruban 29

3.2.6 Bộ phận sấy 30

3.3 Phân tích lựa chọn phương án truyền động cụm đầu in 30

3.3.1 Sử dụng cơ cấu cam 30

3.3.2 Sử dụng cơ cấu tay quay con trượt 31

3.3.3 Sử dụng xylanh khí nén 31

3.4 Phân tích lựa chọn phương án kẹp – kéo ruban tự động 32

3.4.1 Sử dụng cơ cấu tay quay con trượt 32

3.4.2 Sử dụng xylanh khí nén 32

3.4.3 Sử dụng động cơ bước 33

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN KẾT CẤU MÁY IN RUBAN HAI MÀU 35

4.1 Yêu cầu kỹ thuật 35

4.2 Tính toán bộ truyền đai răng 35

4.3 Tính toán bộ truyền đai thang 39

4.4 Tính toán chọn lựa các xylanh 43

4.4.1 Xylanh truyền động cụm dao in 43

4.4.2 Xylanh nâng, hạ dao in và dao gạt mực 45

4.5 Tính toán và lựa chọn công suất máy nén khí 47

4.5.1 Chọn áp suất làm việc của máy nén khí 47

4.5.2 Chọn lưư lượng cung cấp của máy nén 47

4.6 Tính toán động học máy 47

4.6.1 Chiều dài đoạn rubang cho mỗi lần in 47

Trang 4

4.6.2 Hành trình của xylanh truyền động cụm dao in 48 4.6.3 Hành trình của xylanh nâng hạ dao in và dao gạt mực 48 4.7 Lựa chọn các chi tiết máy 49

4.8.1 Chế độ lắp của máy 55 4.8.2 Chế độ lắp cụm cấp ruban 55 4.8.3 Chế độ lắp cụm kẹp – kéo ruban 56 4.8.4 Chế độ lắp cụm thu ruban 56

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 58

5.1 Hệ thống điều khiển của máy 58 5.1.1 Mạch điện điều khiển động cơ 3 pha 58 5.1.2 Mạch điện điều khiển động cơ bước 59 5.1.3 Mạch điện điều khiển cụm sấy 59 5.2 Hệ thống điều khiển khí nén 65

CHƯƠNG 6: MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ AN TOÀN LAO ĐỘNG

VÀ CÔNG TÁC BẢO TRÌ MÁY IN 68

6.1 An toàn và môi trường lao động trong ngành in 68 6.2 Công tác bảo trì máy in 73

CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 82

7.1 Những kết quả đạt được 82

7.2 Hướng phát triển của đề tài 82

7.3 Hướng phát triển của ngành in 83

Trang 5

Lời nói đầu

Trong chương trình đào tạo của Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh, sinh viên trước khi ra trường trở thành Kỹ sư phải hoàn tất đề tài luận văn tốt nghiệp Theo sự phân công của bộ môn Cơ sở Thiết kế máy – Khoa Cơ Khí Trường Đại học Bách Khoa

Thành phố Hồ Chí Minh, em được sự hướng dẫn của Thầy PGS.TS

Phan Đình Huấn và nhận đề tài luận văn tốt nghiệp: “Thiết kế máy in

ruban hai màu”

Trong thời gian thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp, được sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của thầy PGS.TS Phan Đình Huấn đã giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình Do thời gian thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp hạn chế nên khó tránh khỏi những thiếu sót trong tính toán và thiết kế Em mong nhận được sự góp ý quý báo của Quý Thầy, Cô để em ngày càng hoàn thiện hơn

Tp.HCM, tháng 6 - 2005

SV thực hiện

Lê Hoàng Thiện

Trang 6

Chương 1 Giới thiệu tổng quan về ngành in

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NGÀNH IN

1.1 Khái quát về in

In là quá trình chuyển hình ảnh, chữ, ký hiệu, các dấu, từ bề mặt khuôn in có phủ mực sang bề mặt của vật liệu in (giấy, vải, thiếc, PE, ) nhờ áp lực để nhận được nhiều tờ in giống nhau.Trong nhiều thập kỷ qua, từ chiếc máy in đầu tiên ra đời đến ngày nay cơ chế in vẫn không thay đổi Đó là phải chế tạo được một bản in mẫu, rồi từ bản mẫu đó được sao chép nhiều lần, ta sẽ được các bản in giống nhau Phần thể hiện cơ bản là mực in và phần phôi gia công vẫn là giấy Tuy nhiên, do cấu tạo bề mặt của khuôn in và do cách nhận mực của khuôn in, người ta phân biệt thành 3 phương pháp in đặc trưng là:

- In Typo (in cao)

- In Offset (in phẳng)

- In Helio (in lõm)

Ngoài ra người ta còn đề cập thêm phương pháp in thứ tư nữa là in lưới, nhưng thực ra phương pháp chế bản không khác với offset; vẫn là in phẳng Ngoài những phương pháp in trên, ta còn thấy thêm những phương pháp in khác như: con mộc, in Roneo, Flexo, tĩnh điện, Tampo, Laser,

Căn cứ vào cách chuyển mực lên bề mặt vật liệu in ta phân biệt thành in trực tiếp hay in gián tiếp:

- In trực tiếp là hình ảnh từ khuôn in được truyền thẳng sang bề mặt của vật liệu in Do đó, khi chế tạo khuôn in phải ngược chiều với bản mẫu và cấu tạo của máy cũng phải để lực ép trực tiếp lên khuôn in và vật liệu in In Typo, Helio, in lụa, Flexo đều là in trực tiếp

-In gián tiếp là tờ in không nhận mực trực tiếp từ khuôn in mà nhận gián tiếp qua bản cao su trung gian Do đó khi chế tạo khuôn in phải đồng chiều

Trang 7

với bản mẫu và chế tạo máy phải thêm ống trung gian In offset là in gián tiếp

1.2 Phương pháp in Typo

Phương pháp in Typo do Gutemberg phát minh ra, vì chữ in được đúc ra từ các ống type (Typographie) cho nên gọi là Typo Cấu tạo của khuôn in gồm hai thành phần: phần tử in (chữ, hình ảnh, ) và phần tử để trắng

Phần tử để in nằm cao hơn phần tử để trắng và cùng nằm trên một mặt phẳng, do đó trong quá trình in nhận được mực Còn phần tử để trắng nằm thấp hơn nên không nhận được mực

Ngày nay, phương pháp in Typo không còn thông dụng, một vài nơi còn sử dụng để in số nhảy, in một vài tài liệu đen trắng với số lượng nhỏ

Sau đây là sơ đồ quy trình công nghệ in Typo

Công tác chuẩn bị

Đóng khuôn lên máy

Đưa giấy vào máy Bọc ống Dàn khuôn in

Lấy tay kê

Tán mực

In thử Dán ống

Trang 8

1.3 Phương pháp in Offset:

Phương pháp in Offset xuất hiện muộn hơn Typo và Helio khoảng 350 năm, nhưng nó lại trở thành phương pháp in thông dụng và phổ biến nhất ở hầu hết các nước Ở Việt Nam cũng thế, sản phẩm in bằng offset chiếm trên 80%

Khác với khuôn in Typo, các phần tử để in và các phần tử để trắng cùng nằm trên một mặt phẳng Khuôn in được cấu tạo theo nguyên tắc bắt – đẩy, tức là dựa vào tính thẩm thấu có lựa chọn do tác động lý – hóa khác nhau, những phần tử để trắng chỉ bắt nước đẩy mực và ngược lại các phần tử để in bắt mực, đẩy nước

Trong quá trình in, bản in lần lượt tiếp xúc với lô nước và lô mực Dung dịch làm ẩm ở máng nước sẽ được lô nước phủ lên các phần tử không in và ngăn không cho mực thấm vào Các phần tử in nhận được mực rồi truyền qua ống cao su trung gian và từ đó chuyển sang bề mặt tờ in

In offset cho độ phân giải cao nhất hiện nay, màu sắc và chất lượng hình ảnh rất đẹp Khâu chế bảng in đơn giản và in được nhiều sản phẩm do dễ dàng tự động hóa Tuy nhiên, các máy công cụ tham gia vào việc chế bản thì rất tốn kém và phải bảo trì cao, vì ưu tính của loại in này và nhu cầu bức thiết của nó mà nhà in phải có sức đầu tư lớn Một sự hỏng hóc nhỏ trong quá trình

in có thể gây nhiều quan trọng liên quan kéo theo như hụt vốn đầu tư hoặc

“một ngày không có báo chí”,

Quy trình công nghệ và các công đoạn của quá trình in offset được biểu thị bằng sơ đồ tóm tắt sau đây:

Trang 9

Công tác chuẩn bị

Lắp và định vị vật liệu in

Điều chỉnh lượng mực Điều chỉnh áp lực dao gạt

Trang 10

1.4 Phương pháp in Helio (in lõm)

Phương pháp in này còn gọi là in ống đồng, vì ống khuôn in được phủ lớp đồng Khuôn in ống đồng có cấu trúc khác hẳn khuôn in Typo và Offset Các phần tử để in được khắc sâu và nằm dưới bề mặt bản in, chúng nằm trên nhiều mặt phẳng khác nhau vì độ nông, sâu khác nhau, trong lúc đó các phần tử để trắng nằm trên cùng mặt phẳng vì có độ cao bằng nhau Trong quá trình

in, mực sẽ phủ kín toàn bộ bề mặt khuôn in Nhờ một dao gạt mực quét ngang để gạt hết mực ra khỏi các phần tử để trắng, chỉ còn lại trong các “hố” của phần tử in Độ nông, sâu của các phần tử in phụ thuộc vào độ lợt, đậm của bản mẫu Do độ nông, sâu khác nhau ở phần tử in, nên tờ in có những bộ phận mang lớp mực mỏng, dày khác nhau

Ở Việt Nam, Công ty Khoa học và Sản xuất in Thành phố Hồ Chí Minh có hệ thống in ống đồng hiện đại, nhưng do giá làm khuôn và mực chuyên dùng cao nên chưa thể in sách, báo, tranh ảnh Hiện chỉ sử dụng in bao bì mì ăn liền, in nhãn trên màng nhựa

1.5 Phương pháp in lụa

In lụa gồm những chuyển động phức tạp, khó nhất là khâu cấp và lấy giấy, khâu mở khung và đóng khung in xong phải quét mực Quá trình phức tạp và khó nhất là di chuyển được tờ giấy Công việc muốn nhanh và gọn đòi hỏi phải có hai nhân công Nếu một nhân công làm việc in thì trở nên phức tạp và tốn nhiều thời gian vì trước hết người in lúc nào tay cũng bị vây mực in, gây khó khăn trong phần lấy giấy mới khi in xong Vì vậy cần phải có máy móc để hổ trợ cho công việc in Hiện nay có các máy in lụa bán tự động trên thị trường làm giảm được sức lao động nhưng không thể tránh khỏi công việc liên tục của

Trang 11

người thợ in là bóc giấy và cấp giấy Một công việc liên tục và nhanh sẽ gây ức chế tâm lý cho người thợ in khi in quá nhiều nhằm mục đích phải đạt năng suất đã đặt ra Do đó nếu có máy in lụa tự động sẽ giải phóng được sức lao động và chi phí kinh tế cho con người và xã hội

1.6 Phân tích và đánh giá kinh tế – kỹ thuật máy in lụa

Mục tiêu của ngành cơ khí là chế tạo ra máy móc thay thế những công việc của con người, nâng cao tính năng của sản phẩm cũng như đạt được số lượng sản phẩm cao, chất lượng đồng đều Từ đó hạ thấp được giá bán sản phẩm, cạnh tranh được trên thị trường về mẫu mã và chất lượng Khi đã đạt doanh thu bình quân, các nhà kỹ thuật sẽ nâng cao tính năng của máy móc để ngày càng hoàn thiện hơn về sản phẩm cũng như mang lại lợi nhuận cho các

nhà đầu tư, đồng thơi nâng cao được mức sống của xã hội

Mục tiêu kỹ thuật ở đây không đánh trên sức mua và sức bán Những nhà kỹ thuật chỉ nhận biết các thông tin về kinh tế, các thông tin về lao động Từ đó biết được thị trường đang cần loại máy móc nào, phân tích đánh giá về tiềm năng kinh tế mà máy móc sẽ mang lại Nếu thấy có khả năng sinh lợi thì tiến hành ngay công việc chế tạo máy móc và thiết bị

Ngoài ra kỹ thuật còn mang lại những thành quả lao động về trí óc, không những chỉ là kinh tế xã hội mà còn cạnh tranh trên cả phương pháp kỹ thuật Có thể là cùng chung trên một loại máy có chức năng như nhau nhưng về giá cả của máy thì khác nhau lúc đó thì người mua máy sẽ chọn loại máy nào rẻ hơn Công nghệ kỹ thuật nào cao hơn sẽ cho ra những sản phẩm máy móc tốt hơn Máy có những tính năng kỹ thuật mà chưa có máy nào có thì sẽ được bảo quản kỹ thuật đến lúc chính mùi mới cạnh tranh Mặt khác nó cũng đánh giá được tiềm lực về chất xám của mỗi quốc gia

Trang 12

1.7 So sánh in lụa trong gia công thủ công và gia công bằng máy in

Trong gia công thủ công để công việc in đạt được năng suất thì cần có hai nhân công

- In thủ công có lợi điểm là người in sẽ kiểm soát liên tục quá trình in nên các sai sót do mòn cọ quét mực, giấy hỏng và bản in bị hỏng thì dễ dàng phát hiện và sửa chữa kịp thời

- In trên máy thì các công việc trên trở nên khó khăn hơn vì phải ngưng máy và sau khi sửa xong phải gá đặt để định vị trí của khung lụa Tuy vậy, in liên tục trên máy nếu không có sai sót thì chất lượng sản phẩm in đồng đều hơn, không mất quá nhiều sức lao động, không làm người lao động bị ức chế trong công việc Người đứng máy in thì không cần biết nhiều về công nghệ in Điều này có lợi mọi mặt về giá trị kinh tế

Trong in thủ công, người chủ kinh doanh phải trả lương cho 2 nhân công

in Ngoài ra các nhu cầu riêng của công nhân cũng phải được đặt ra về chế độ

in, chất lượng sản phẩm, năng suất làm việc Khi in trên máy các nhu cầu đó không phải là điều cân nhắc kỹ lưỡng vì chế độ máy in ổn định và chỉ trả lương cho một nhân công, người công nhân này không cần có kỹ thuật in lụa cao và điều quan trọng là không có thời gian chết do ngừng nghỉ trong công đoạn xếp giấy để phơi, năng suất in ra cao hơn

Trang 13

Chương 2 Giới thiệu phương pháp in lụa

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP IN LỤA

2.1 Khái niệm về in lụa

In lụa (in phẳng), là một trong những phương pháp in đang được áp dụng rộng rãi Thiết bị có cấu trúc đơn giản, mực được kéo trực tiếp lên khung lụa và lọt qua các lỗ trống để truyền mực lên giấy Khuôn in là một khung gỗ hay thép được căng một tấm lụa có phủ màng hóa chất đã được phơi hình ảnh và ăn mòn tạo thành một bản in các phần tử để trắng được che kín, chỉ có các phần tử in mới cho mực thấm xuống mặt vật liệu in Đây là phương pháp in rất thông dụng, có thể in trên các loại vật liệu như giấy, vải, gỗ, thủy tinh, kim loại, cao su,

Mặc dù in lụa cho đường nét sắc xảo, độ phân giải kém hơn so với in offset nhưng nói về phương pháp và công nghệ thì in lụa rẻ hơn nhiều so với

in offset Trong in lụa, bảng in có thể chế tạo lại nhiều lần mà không cần thay đổi khung lụa, đây là điểm lợi nhất trong in lụa Ngoài ra trong in lụa còn có loại in Ruban là loại in trên băng vải, loại này có thể tự động hóa dễ dàng vì nó có loại phôi dài Mục tiêu ở đây là tự động hóa máy in lụa để giảm được sức nhân công và giảm được chi phí cho ngành in

Để thực hiện được quá trình in lụa cần có khuôn in, bàn in, dao gạt mực, các vật liệu, dung môi để pha chế mực và xử lý sản phẩm sau khi in

2.2 Các phương pháp in lụa

Hiện nay in lụa có thể thực hiện bằng các phương pháp sau đây:

- In trên bàn in thủ công

- In trên máy bán tự động

- In trên máy tự động

Trang 14

2.3 Các công cụ của ngành in lụa

-Khung của khuôn in lụa có khổ nhất định và hợp lý, phổ biến làm bằng gỗ vì ít phức tạp và giá thành rẻ Gỗ làm khung phải khô, nhẹ, không cong vênh khi sấy khô, không trương nở khi bị ẩm ướt, có thể như gỗ mỡ, gỗ de, gỗ thông, gỗ dỗi

-Lưới in là thành phần quan trọng nhất, có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng khuôn in và chất lượng sản phẩm Lưới có thể làm từ tơ tằm, sợi polyamit, sợi polyeste, sợi kim loại Mỗi loại vật liệu in và sản phẩm in có những thông số kỹ thuật của lưới in khác nhau In trên giấy cần lưới mịn hơn khi in trên vải

-Bàn in có độ cao phải thích hợp, thường cao khoảng 70 – 80 cm Độ dài và rộng tùy thuộc vào mức độ cần thiết và mặt bằng Bàn in phải thật phẳng, không được lồi lõm Vật liệu làm bàn in tốt nhất là kính

-Khung bàn in là nơi đặt toàn bộ mặt bàn và các thiết bị phụ trợ, vì vậy phải được thiết kế vững chắc, bằng phẳng Khung bàn in thường làm bằng thép

-Dao gạt mực là công cụ để đẩy, phết mực, làm cho mực thấm qua lưới

in, chuyển hình ảnh, chữ lên mặt vật liệu in Vật liệu để làm dao gạt có: lưỡi dao cao su, thân gỗ hay kim loại; cốt gỗ hay kim loại phủ cao su; chất dẻo -Mực dùng trong in lụa được chia thành hai loại: hòa tan trong nước (có mực in trực tiếp, mực axit, mực hoạt tính, mực bazơ – cation) và không hòa tan trong nước ( có mực hoàn nguyên không tan, hoàn nguyên tan, mực lưu huỳnh, mực phân tán, mực pichmăng, mực azo không tan)

-Keo sử dụng trong in lụa gồm có các loại như: keo ưa nước, keo từ este xenluloza, keo rong biển, keo nhựa cây, hồ silicat, hồ tổng hợp, hồ nhủ tương

Trang 15

Tùy theo từng loại bột màu của mực in mà sử dụng keo hay hồ Đây là thành phần quan trọng trong thành phần mực in

-Các loại hóa chất thích hợp dùng trong in lụa như xăng, dầu, xà bông, dung môi và các loại dầu có hoạt tính cao “thường được gọi là dầu Ông già” là loại dầu rất cần thiết cho in lụa

-Thước kéo dùng để thoa keo trên mặt lụa

-Đèn chụp bảng

-Phim in là loại bản in mẫu

-Vật nặng có khối lượng lớn hơn 5 kg dùng để ép khung lụa trong quá trình chụp bảng

-Các loại tấm mica mỏng dùng để làm cố định giấy trong quá trình in -Ngoài ra còn các loại dụng cụ thủ công khác như: dao lam, kéo, băng keo,

2.4 Công nghệ chế bản in

Trước hết là khung lụa phải sạch, tráng phủ dung dịch cảm quang thật đều lên hai mặt lưới và được sấy khô Sau đó khung lụa được đặt trên bản vẽ và cả hai được đặt trên bàn chụp bản Cả hệ bây giờ phải được để thật yên tĩnh, phủ một lớp vải đen lên lưới và dằng vật nặng để ép lụa thật sát vào kính đèn chụp Sau đó bật đèn chiếu sáng dưới gầm bàn chụp Aùnh sáng sẽ đi qua bản vẽ và đập lên lưới Tại những phần không bị cản bởi mực, chất cảm quang sẽ bị đóng rắn do tác dụng của ánh sáng Thời gian cảm quang có thể kéo dài 5 – 15 phút tùy thuộc vào cường độ chiếu sáng và độ nhạy của màng keo Sau khi chụp xong, khuôn lưới được mang rửa bằng nước nóng 40-50 0C Tại những điểm không bị chiếu sáng, màng keo bị rửa trôi, tạo thành những khoảng trống Khi in, mực in sẽ lọt qua những chổ trống này và bắt vào sản phẩm

Trang 16

Khi đã chuẩn bị xong bản in người in sẽ chuẩn bị các khâu còn lại như mực giấy in và cách định vị giấy

Bàn in sẽ được kẹp chặt trên khớp bản lề của bàn in, giấy được để dưới bàn in Giấy được đặt trong các định vị đã được rà gá

Mực in được đổ vào khung in với lượng vừa đủ

Quá trình in có các công đoạn liên tục nhất định Quét mực – mở khung (nhờ khớp bản lề) – lấy giấy ra – cấp giấy chưa in vào – hạ khung lụa – quét mực -

2.5 Những sai hỏng thường gặp trong in lụa và cách khắc phục

TT Dạng hư hỏng Nguyên nhân Cách khắc phục

1 Bít lưới

-Mực in bị quánh lại do in chậm hay nghỉ lâu, dung môi bay hơi quá lâu

-Rửa khuôn lưới không sạch

- thêm dung môi vào mực

in

-Dùng bông thấm dung dịch cồn toluen (1:1) lau nhiều lần cho thông lưới

- Lưới quá thưa

-Điều chỉnh độ nhớt của mực in

-Thay lưới dày hơn

-Gạt dao không đều

-Bàn in không phẳng

-Vật liệu in tiếp xúc với khuôn in không đều, khung lưới bị cong vênh, lưới in

Trang 17

-Kiểm tra chất lượng mực

in, điều chỉnh độ nhớt -Dùng đúng loại mực in thích hợp

-Thỉnh thoảng phải lau lượng mực dư bám ở mặt dưới của lưới

6 Mực loang bẩn

trên vật liệu in

-Vật liệu (giấy, nylon, ) hút mực không tốt

-Bề mặt vật liệu quá láng, định vị vật liệu trên bàn in không tốt

-Vật liệu bị nhăn, gấp không cẩn thận khi lấy vật liệu mới in ra khỏi bàn in -Mực xuống quá nhiều (mực loãng)

-In chồng quá nhiều màu

-Sử dụng loại mực mau khô

-Định vị vật liệu in cho cẩn thận, nhẹ nhàng

-Lấy vật liệu in ra khỏi bàn in một cách cẩn thận

-Điều chỉnh lại độ nhớt của mực hoặc thay lưới in có mật độ lớn hơn

-Khi chụp tách màu phải chú ý kỹ thuật giảm màu hồng

7

Có chấm màu

dây bẩn trên

sản phẩm

Màng keo tráng trên bề mặt lưới bị xước do va chạm hay bị rỗ do đã sử dụng lâu ngày

Dùng dung dịch cảm quang touche lại những chổ bị xước hay rỗ

-Điều chỉnh lại thời gian phơi

-Sau khi phơi, rửa thật cẩn thận, nhẹ nhàng và không rửa quá lâu

-sửa lại bản vẽ hay phim cho thật rõ ràng các đường nét đậm, đen

Trang 18

-Sửa lại khuôn lưới

-Điều chỉnh độ căng của bộ lưới in cho đồng đều -Sửa lại bản vẽ hay phim cho rõ ràng

-Điều chỉnh độ nhớt của mực in

11 Vật liệu in

không bắt mực

-Lần in sau cách lần in trước quá lâu, mực đã bị khô

-Lần in trước đã sử dụng quá nhiều chất làm khô làm cho mực bị chay cứng

- In nhiều màu

-Thứ tự in màu không đúng

-Nên tính toán, pha chế mực vừa đủ cho mỗi lần sử dụng

-Không pha quá nhiều chất làm khô

-Khi in nhiều màu, nên bố trí để thời gian chờ giữa các màu không lâu

-Thay đổi thứ tự màu in

-Làm loãng bớt mực in -Sau khi thử cả hai cách trên mà vẫn không được thì phải thay loại giấy khác

Trang 19

13

Mực in thấm

xuyên qua mặt

sau của giấy

-Giấy quá xốp

-Kiểm tra độ PH cẩn thận,

độ PH không được nhỏ hơn 5

-Thay loại mực tốt hơn

2.6 Kết luận

In lụa là dạng in thủ công, tất cả các công đoạn in đều đòi hỏi tay nghề thợ in phải có kinh nghiệm và điêu luyện Nhưng tất cả các công đoạn gia công đều rất rẻ tiền nên được tồn tại đến ngày nay Vậy nếu có máy in sẽ có lợi về nhân công cũng như giá trị ổn định về chất lượng của sản phẩm in Còn hơn thế nữa nếu máy in được tự động hóa sẽ giảm được nhiều chi phí về nhân công cũng như có thêm lợi nhuận về giá trị kinh tế Người công nhân sẽ không phải bị áp lực về công việc liên tục do phải làm một động tác trong nhiều giờ liền Do đó, nếu tự động hóa hoàn toàn được máy in lụa thì rất có lợi về kinh tế cho các hộ kinh doanh nói riêng và kinh tế xã hội nói chung, mang nhiều lợi ích cho nước nhà

Vậy máy in lụa tự động là một sản phẩm kỹ thuật có giá trị kinh tế, cần có trong ngành kỹ thuật in Khi áp dụng rộng rải máy in lụa tự động thì các trang giấy in sẽ có chất lượng đồng đều hơn, giảm thấp các chi phí về nhân công, người thợ điều khiển máy in không cần có tay nghề in lụa cao, mang lại giá trị lợi nhuận cao trong cơ cấu kinh tế ngành in

Trang 20

2.7 Giới thiệu một số máy in ruban (in cuộn)

Máy in cuộn dùng để in trên các sản phẩm dạng cuộn như: ny lông, giấy, Máy in này có thể in một hoặc nhiều màu khác nhau

2.7.1 Máy in cuộn một màu MT5070

Các đặc tính kỹ thuật:

- Diện tích in lớn nhất: 500 x 700 mm

- Kích thước khung lụa lớn nhất: 800 x 1100 mm

- Kích thước khung lụa nhỏ nhất: 500 x 800 mm

- Tốc độ in: 800 m/h

Hình 2.1: Máy in cuộn 1 màu MT5070

Trang 21

Hình 2.3: Máy in cuộn 1 màu Hình 2.2: Máy in ruban 1 màu

Trang 22

2.7.2 Máy in cuộn hai màu PWS -310 II

- Diện tích in lớn nhất: 300 x 300 mm

- Kích thước khung lụa lớn nhất: 500 x 450 mm

- Tốc độ in: 20 - 60 m/ph

Hình 2.4: Máy in nhiều cuộn 1 màu

Hình 2.5: Máy in cuộn 2 màu

Trang 23

Hình 2.7: Máy in cuộn 4 màu Hình 2.6: Máy in 2 cuộn 2 màu

Trang 24

Chương 3 Phân tích và lựa chọn phương án

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

3.1 Phân tích và lựa chọn hệ thống điều khiển

Máy in lụa có các chuyển động cơ bản chủ yếu là chuyển động tinh tiến, trong quá trình in các chuyển động của máy đòi hỏi có sự liên hệ và phụ thuộc lẫn nhau vì vậy kết cấu máy đỏi hỏi phải dễ điều khiển và làm việc tin cậy Ta có thể sử dụng các cơ bộ phận điều khiển như:

ª Rơle: là một công tắc diện có khả năng chịu được dòng cao, được tác động gián tiếp bởi dòng điều khiển có cường độ thấp Nó là thành phần quan trọng trong các thiết bị điều khiển hiện đại

ª Mạch số: là mạch điều khiển sử dụng các cổng logic cơ bản như: cổng AND, OR, NOT phối hợp lại với nhau để tạo thành mạch điều khiển

ª Vi xử lý: cũng là mạch điều khiển số nhưng không sử dụng các cổng logic cơ bản thuần tuý mà sử dụng một bộ vi sử lý (CPU) để tích toán thực hiện việc điều khiển

ª PLC (programmable logic controller): Là bộ điều khiển sử dụng các linh kiện bán dẫn có kích thước nhỏ hơn rơle, tin cậy trong môi trường sản xuất máy công nghiệp, cấu trúc dạng module, dễ điều khiển và dễ lập trình

ª Máy tính: là sử dụng máy tính để điều khiển, một máy tính có thể điều khiển một thiết bị hay một máy tính điều khiển cả một hệ thống

Ưu, nhược điểm của từng hệ thống điều khiển:

ª Rơle:

- Ưu điểm: dễ điều khiển, giá thành rẻ

Trang 25

- Khuyết điểm: phức tạp, cồng kềnh, không linh hoạt, đáp ứng chậm, rất khó sửa chữa khi hư hỏng và bảo dưỡng

ª Mạch số :

- Ưu điểm: đáp ứng nhanh, kích thước nhỏ, gọn, rẻ

- Khuyết điểm: khó sửa, thiếu linh hoạt Chỉ ứng dụng trong trường hợp điểu khiển đơn giản, sản xuất với số lượng lớn

ª Vi xử lý:

- Ưu điểm: dễ thay đổi trương trình, giá thành rẻ

- Khuyết điểm: khó sửa chữa, lập trình còn phức tạp: viết bằng hợp ngữ

- Ưu điểm: khả năng xử lý tính toán cao, khả năng dồ hoạ

- Nhược điểm: độ ổn định không cao

Qua phần phân tích ưu, nhược điểm của từng hệ thống trên ta thấy đối với máy in lụa dùng để in ruban hai màu thì sử dụng PLC là thích hợp nhất vì

ta dễ thay đổi chương trình khi có sự thay đổi về hình ảnh in trên ruban Hơn nữa sử dụng PLC thì kết cấu máy nhỏ gọn, dễ bảo trì, điều khiển chính xác

Trang 26

3.2 Phân tích và lựa chọn cơ cấu chấp hành

+ Phân tích các cơ cấu máy

- Cơ cấu kéo - đẩy dao gạt mực và dao in: đây là cơ cấu tác động vào

dao gạt mực và dao in có hành trình tịnh tiến về phía trước để thực hiện công việc in và gạt mực in thấm vào giấy sau đó lùi lại chuẩn bị cho lần in và lần gạt mực tiếp theo

- Cơ cấu nâng - hạ dao in: dùng để nâng dao in lên khỏi bề mặt lụa

(lưới) khi rút dao lui trở về và hạ dao xuống chạm mặt lụa (lưới) khi dao in quét mực in

- Cơ cấu kẹp - kéo ruban: có tác dụng kẹp - kéo ruban về phía trước để

chuẩn bị cho vị trí in tiếp theo

- Cơ cấu cấp và thu ruban: dùng để cấp ruban cho máy in và thu ruban

sau khi in xong

+ Phân tích và lựa chọn

Ta thấy hầu như các cơ cấu chấp hành chỉ có chuyển động tịnh tiến Để tạo ra hành trình chuyển động là tịnh tiến ta có thể sử dụng nhiều cơ cấu như: trục vít -đai ốc, cơ cấu tay quay- con trượt, xylanh thuỷ lực, xylanh khí nén, cơ cấu cam đối với từng cơ cấu thì đều có ưu, nhược điểm riêng

ª Trụt vít - đai ốc:

- Ưu điểm: có thể tạo ra công suất chuyển động lớn, điều khiển chính xác, có tính tự hãm

- Nhược điểm: chế tạo phức tạp, giá thành chế tạo cao

ª Cơ cấu tay quay - con trượt:

Trang 27

- Ưu điểm: kết cấu và nguyên lý đơn giản, độ tin cậy cao

- Nhược điểm: tính toán thiết kế phức tạp, kết cấu cồng kềnh

- Ưu điểm: kết cấu nhỏ gọn, dễ điều khiển, dễ tự động hoá

- Nhược điểm: chỉ tạo ra được công suất nhỏ, khó điều khiền chính xác, gây ồn khi hoạt động

ª Cơ cấu cam:

- Ưu điểm: làm việc tin cậy, có thể điều khiển hành trình tịnh tiến với nhiều chế độ khác nhau, dễ tự động hóa: tính toán thiết kế phức tạp, khó chế tạo

Qua từng ưu, nhược điểm của từng cơ cấu ta thấy rằng đối với cơ cấu nâng - hạ dao in, cơ cấu kéo - đẩy dao gạt mực thì ta sử dụng xylanh khí nén là tốt nhất vì các cơ cấu chấp hành đó đòi hỏi công suất không lớn, hành trình không đòi hỏi sự chính xác cao, ta sử dụng xylanh khí nén thì kết cấu máy sẽ nhỏ gọn, dễ tự động, ngoài ra hệ thống điều khiển nhờ khí nén còn có khả năng làm việc thích nghi cao với môi trường nóng, ẩm, bụi, chống cháy nổ và nhiễm điện từ trường Đối với cơ cấu kéo ruban ta sử dụng tang cuốn điều khiển bằng động cơ bước vì ruban bằng giấy nên dễ dàng cuốn lại

Trang 28

3.2.1 Cơ cấu kéo - đẩy dao gạt mực và dao in

Dùng hai xylanh khí nén tác động kép không ty để kéo, đẩy dao gạt mực Hai xy lanh này được lắp cố định trên một khung đỡ

3.2.2 Cơ cấu nâng - hạ dao in

Cơ cấu nâng - hạ dao in được gắn cố định lên cơ cấu kéo - đẩy dao, dùng xylanh khí nén tác động kép để nâng - hạ dao in Hai dao in và dao gạt mực được ghép cố định với nhau Trong quá trình làm việc, dao in và dao gạt mực hoạt động tuần tự thực hiện các chuyển động tịnh tiến nhờ hai xy lanh và các thanh trượt dẫn hướng

Xylanh tác động

kép không ty

Hình 3.1: Cơ cấu kéo đẩy dao in và dao gạt mực

Hình 3.2: Cơ cấu nâng hạ dao in và gạt mực

Xylanh tác động kép

in và gạt mực

Ti dẫn hướng

Dao in và gạt mực Vít điều chỉnh góc nghiêng của dao

Trang 29

3.2.3 Cơ cấu kẹp - kéo ruban

Ta sử dụng hai tang cuốn bên ngoài có bọc cao su (để tạo ma sát) được truyền động bằng động cơ bước thông qua bộ truyền đai răng Động cơ bước phải được điều khiển sao cho mỗi lần được tác động phải cuốn ruban đi được hành trình đúng bằng chiều dài của sản phẩm cần in

Truyền động bằng đai răng có những ưu điểm như: không có trượt, tỉ số truyền lớn, hiệu suất cao, không cần lực căng ban đầu lớn, lực tác dụng lên trục và lên ổ nhỏ

Vì khi in xong một màu ruban cần có một khoảng thời gian nhất định để mực in khô rồi mới in màu tiếp theo nên ta bố trí sau mỗi khung lụa một bộ sấy dùng dòng khí nén kết hợp với nhiệt trở để làm khô mực in Bộ sấy này phải đảm bảo yêu cầu làm khô mực in vừa đủ nhằm tránh làm khuyết tật sản phẩm in

Hình 3.3: Cơ cấu kẹp-kéo ruban

ng cuốn cao su

Tang kéo cao su

Bộ truyền đai răng Động cơ bước

Đối trọng căng ruban Cuộn thu ruban

Trang 30

3.2.4 Cơ cấu cấp ruban

Ruban giấy cần in có chiều rộng nhỏ (20 – 80 cm), nên trọng lượng cuộn ruban không đáng kể Cuộn ruban quay lồng không trên trục, dây ruban được làm căng nhờ các tang lắp nối tiếp nhau

3.2.5 Cơ cấu thu ruban

Riêng với cơ cấu thu ruban thì tang thu được truyền động bằng một động

cơ điện thông qua bộ truyền đai thang Động cơ điện này được điều khiển bằng bộ biến tần có thể điều chỉnh tốc độ vô cấp để thu ruban tương ứng với đoạn ruban mà động cơ bước kéo ra trong quá trình in

Tang căng ruban

Dây ruban

Cuộn ruban

Hình 3.4: Cơ cấu cấp ruban

Hình 3.5: Cơ cấu thu ruban

Mô tơ

Pu ly

Dây đai thang

Cuộn thu ruban

Trang 31

3.2.6 Bộ phận sấy

Sau khi rời khỏi khuôn in màu thứ nhất, ruban phải được đưa di ngang qua bộ sấy khô trước khi đưa vào in màu thứ hai Hơi nóng của bộ sấy khô tạo

ra do một điện trở nhiệt và được quạt thổi thổi vào buồng sấy Nhiệt độ sấy được điều chỉnh thông qua một biến trở

3.3 Phân tích và lựa chọn phương án kéo in

3.3.1 Phương án 1 (Sử dụng cơ cấu cam)

1 Động cơ điện; 2 Bộ truyền đai; 3 Thanh răng – bánh răng; 4 Con trượt; 5.Ti trượt

Mô tơ điện Quạy thổi

Thùng sấy

Đồng hồ nhiệt độ

Hình 3.6: Bộ phận sấy

5 4

3 2

1

Trang 32

3.3.2 Phương án 2 (Sử dụng cơ cấu tay quay – con trượt)

1 Động cơ điện; 2 Bộ truyền đai; 3 Tay quay; 4 Con trượt; 5.Ti trượt

3.3.3 Phương án 3 (Sử dụng hai xylanh khí nén không ty chống xoay)

1 Cụm dao in và gạt mực; 2 Xy lanh không ty; 3 Thanh đỡ xylanh

Từ 3 phương án kéo in như trên, để dễ dàng trong tính toán, thiết kế và chế tạo máy in ruban hai màu ta chọn phương án 3

Trang 33

3.4 Phân tích và lựa chọn phương án kẹp - kéo ruban tự động:

3.4.1 Phương án 1 (Sử dụng cơ cấu tay quay – con trượt)

1 Cuộn cấp ruban; 2 Dây ruban; 3.Tang căng ruban

4 Cụm dao in và gạt mực; 5 Xy lanh tác động kép không ty

6 Cụm kéo ruban dùng cơ cấu tay quay – con trượt; 7 Cuộn thu ruban

Ưu điểm: Hệ thống điều khiển đơn giản

Nhược điểm: Chế tạo phức tạp, giá thành cao

3.4.2 Phương án 2 (Sử dụng hai xylanh khí nén)

4 Cụm dao in và gạt mực; 5 Xy lanh tác động kép không ty

Trang 34

6 Cụm kéo ruban dùng xy lanh khí nén tác động kép; 7 Cuộn thu ruban

Ưu điểm: Hệ thống điều khiển đơn giản

Nhược điểm: Độ chính xác vị trí in thấp

3.4.3 Phương án 3 (Sử dụng động cơ bước)

4 Cụm dao in và gạt mực;

5 Xy lanh tác động kép không ty

6 Cụm kéo ruban dùng động cơ bước

7 Cuộn thu ruban

Ưu điểm: Chế tạo đơn giản, độ chính xác vị trí in cao, dễ thay đổi chương trình tùy theo sản phẩm nhờ bộ lập trình PLC

Nhược điểm: Giá thành cao

Từ 3 phương án kẹp - kéo ruban tự động như trên, trong tính toán & thiết kế máy in ruban hai màu, để đạt độ chính xác và thuận tiện trong điều khiển,

ta chọn phương án 3

Trang 35

Hình 3.7: Sơ đồ động máy in ruban hai màu

Trang 36

Chương 4 Tính toán thiết kế máy in ruban hai màu

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN & THIẾT KẾ KẾT CẤU

MÁY IN RUBAN HAI MÀU

4.1 Yêu cầu kỹ thuật

- Vùng in: 100 x 300 mm

- Kích thước khung in max: 200 x 400 mm

- Kích thước khung in min : 200 x 350 mm

- Tốc độ in: 120 m/h

- Chiều dày vật liệu in: 0,1  1 mm

- Sai lệch vị trí ± 0,5 mm

- Độ giản của vật liệu 0,05 mm/m chiều dài

- Kích thước máy: 3000 x 800 x 1200 mm

4.2 Tính bộ truyền đai răng

4.2.1 Xác định môđun và chiều rộng đai

Chọn tỉ số truyền u = 1

Chọn đai răng (đai có răng ở mặt trong) Khi vào tiếp xúc với bánh đai, các răng của đai sẽ ăn khớp với các răng trên bánh đai Do truyền lực bằng ăn khớp nên không bị trượt, tỉ số truyền lớn, hiệu suất cao, không cần lực căng ban đầu lớn, lực tác dụng lên trục và lên ổ nhỏ

Module đai m xác định theo công thức thực nghiệm (trang 69, [1])

m = (mm)

Trị số của m được chọn theo tiêu chuẩn ở bảng 4.27 [1], chọn m = 2 (mm)

34 , 2 100

03 , 0 35

Trang 37

Trong đó: P1 = 0,03 kW - công suất truyền

n1 = 100 (vòng/phút) – số vòng quay bánh dẫn

Module đai m = 2 là thông số cơ bản của đai răng

Theo bảng 4.27 [1], ứng với module m = 2, ta có:

Bước đai p = 6,28 (mm)

Chiều dày răng nhỏ nhất S = 1,8 (mm)

Chiều cao răng h = 1,5 (mm)

Chiều dày đai H = 3 (mm)

Khoảng cách từ đáy răng đến đường trung bình của lớp chịu tải

)(

Góc prôfin răng  500

Bán kính góc luợng của răng R1 = 0,4; R2 = 0,4

Chiều rộng đai b:

b = d m9218(mm)

trong đó, d= 6 9 – hệ số chiều rộng đai Do module tiêu chuẩn nhỏ

hơn module tính toán nên ta chọn d = 9

Chiều rộng b lấy theo tiêu chuẩn trong bảng 4.28 [1] là b = 16 (mm)

4.2.2 Xác định thông số của bộ truyền

Số răng z1 của bánh đai nhỏ được chọn theo bảng 4.29 [1] nhằm đảm bảo tuổi thọ cho đai, chọn z1 = 12

Số răng của bánh đai lớn:

z2 = u z1 = 1.12 = 12

Khoảng cách trục a được chọn theo điều kiện:

amin ≤ a ≤ amax

với amin = 0,5m (z1 + z2) + 2m = 0,5 x 2 (12 + 12) + 2 x 2 = 28 (mm)

Trang 38

28,6)1212(2

121228,6

28,6)1212(2

121228,6

Theo bảng 4.30 [1], ta chọn zd = 40

Với zd = 40 và module đai m = 2, theo bảng 4.30 [1] ta xác định chiều dài đai ld = 251,2 (mm)

Theo công thức 4.6 [1], ta xác định lại khoảng cách trục a:

) 12 12 ( 28 , 6 2 , 251 2

) ( 1 2

) 12 12 ( 2 2

) ( 2 1

0884,17584

,1754

m

d a        

Trang 39

) ( 8 , 22 6 , 0 2 12 2 2

trong đó  : là khoảng cách từ đáy răng đến đường trung bình của lớp chịu tải

Số răng đồng thời ăn khớp trên bánh đai nhỏ được xác định theo công thức 4.31[1]:

0 1 1

1 2 0

a

z z m



6360

18012360

0 1 1

Z

Các thông số cơ bản của bánh đai răng:

Môdun ăn khớp: m =  2



p

Số răng z1 = z2 = 12

Đường kính đỉnh răng: da1 = 22,8 (mm)

Đường kính đáy răng: df = da1 – 1,8 x m = 22,8 – 1,8 x 2 = 19,2 (mm)

Chiều cao răng: h = 0,9 x m = 0,9 x 2 = 1,8 (mm)

Chiều dài răng: B = b + m = 16 + 2 = 18 (mm)

Chiều rộng nhỏ nhất của rãnh: s = 1,8 (mm) (Bảng 4.32[1])

Chiều sâu rãnh: h = 2,2 (mm)

Góc prôfin rãnh: 0

50



Bán kính góc lượn: r1 = 0,5 (mm)

r2 = 0,5 (mm)

4.2.3 Kiểm nghiệm đai về lực vòng riêng

Lực vòng riêng trên đai thỏa mãn điều kiện: q = Ft.Kđ / b + qm.v2 ≤ [q]

Trong đó:

Trang 40

Theo ([1], trang 54) vận tốc vòng v được xác định theo công thức:

) / ( 1256 , 0 60000

100 24 14 , 3 60000

. 1 1

s m n

,0

03,01000

n

= = 1 thì Cu = 1

Vậy:

25 ] [ ) ( 42 , 16 1256 , 0 0032 , 0 16

1 , 1 85 , 238

⇒ Đai đủ bền

4.3 Tính toán bộ truyền đai thang

Đai thang là loại đai có tiết diện hình thang, mặt làm việc là hai mặt bên tiếp xúc với các rãnh hình thang tương ứng trên bánh đai, nhờ đó hệ số ma sát giữa đai và bánh đai hình thang lớn hơn so với đai dẹt và do đó khả năng kéo

Định dạng
Số trang	88
Dung lượng	1,45 MB