气动给纸机

三、气动给纸机

气动式自动输纸机利用空气压缩机构，产生吹风和吸气两种功能动作，把纸张从纸堆中逐张分离出来。气动式自动输纸机工作平稳、可靠、噪声小，适用于高速。目前在各类单张纸印刷机上，气动式自动输纸机已得到广泛的应用。因此，本书主要讨论气动式输纸机。

1.气动输纸机分离部件

气动式输纸机分离部件的基本构成如图5－2所示。

图5－2　纸张分离装置的基本构成示意图

1－松纸吹嘴;2－分纸吸嘴;3－压纸吹嘴;4－齐纸板; 5－递纸吸嘴;6－送纸轴;7－送纸轮

松纸吹嘴1设在给纸堆后侧(按照输纸方向)上部位置，左右各设一个，根据纸张的定量和印刷速度等因素调整其高低、前后和左右的位置。其作用是将纸堆上部的纸张吹松，以便于纸张的正确分离。

分纸吸嘴2一般设在给纸堆的后部上方，左右各设一个。其作用是将纸堆最上面的一张纸吸起分离纸张。

压纸吹嘴3设在给纸堆后侧中央的后上方位置，其作用是，当分纸吸嘴2将最上面的一张纸吸起后，压纸吹嘴从后上方落下插入，一方面将下面的纸张压住，另一方面接通吹气气路，将最上面一张纸吹起，以利于纸张的进一步分离。同时，它还起检测纸堆高度的作用，一旦纸堆高度过低便自动接通纸堆自动上升机构，使纸堆自动上升。

齐纸板4设在给纸堆前侧位置，一般设置三个。其作用是，当松纸吹嘴1吹风时，为防止上面纸张向前面移动，由齐纸板4将纸张挡住齐纸，一旦压纸吹嘴3压住下面的纸张，齐纸板4在凸轮机构的控制下向前摆动让纸。

递纸吸嘴5设在纸堆左部上方，前后设两个。其作用是，将分纸吸嘴2吸起的最上面一张纸接过来，并将其送往送纸轴6处。

送纸轴6与送纸轮7配合使用。由于送纸轴6不停地旋转，当递纸吸嘴5吸住纸张向左输送时，送纸轮7应抬起让纸，以便使纸张从送纸轮下方通过，而后随即将接纸轮放下，靠送纸轮7与送纸轴6的摩擦力将纸张送往输纸板。

另外还有挡纸毛刷(图5－2中未示出)，起挡纸作用，防止分纸吸嘴吸起双张或多张。

2.气动输纸机的工作过程

对于一般中等速度的单张纸印刷机，纸张的分离过程均由分纸器轴上的凸轮机构分别控制，各动作的相互配合关系如图5－3所示。

图5－3　给纸的分离过程图

1－给纸堆;2－松纸吹嘴;3－压纸吹嘴; 4－分纸吸嘴;5－递纸吸嘴

①松纸吹嘴2首先将给纸堆上层的十几张纸吹松，以利于纸张的分离，如图5－3(a)所示。

②分纸吸嘴4向下移动，吸住最上面一张纸，上抬并后翘(约25°)，以防止吸住双张并有利于压纸吹嘴插入，如图5－3(a)、(b)所示。

③挡纸毛刷施加阻力，挡住第一张纸下面的已吹松的其余纸张(图中未示出)。

④压纸吹嘴3插入，压住给纸堆1第一张下面的纸张并打开吹气气路吹风，使上、下两张纸分开，同时探测纸堆高度，如图5－3(b)所示。

⑤递纸吸嘴5向后运动，吸住纸张，此时，分纸吸嘴4与递纸吸嘴5同时控制纸张，进行纸张的交接，即由分纸吸嘴交给送纸吸嘴，如图5－3(b)、(c)所示。

⑥分纸吸嘴4切断吸气气路放纸，完成纸张交接，并随即上升，此时，压纸吹嘴3停止吹气离开纸堆，递纸吸嘴5向前运动将纸张输出，如图5－3(d)所示。

递纸吸嘴5将接纸张交给接纸辊后，经过双张检测，纸张由输纸带继续向前输送，再经过空位检测，交由规矩部件进行定位。

综上所述，气动输纸机的工艺动作过程可简述为:松纸吹嘴吹松纸堆上部的十几张纸→分纸吸嘴从吹松的纸张中分离出最上面的一张纸→挡纸毛刷挡住第一张纸下面的已吹松的其余纸张(同时齐纸块齐平纸堆上的纸张)→压纸吹嘴压住未被分离的纸张→递纸吸嘴吸住并向前输送已分离出来的单张纸(同时齐纸块下摆让纸)→接纸辊接住纸张、输纸带继续向前输送单张纸(经过必要的监测控制环节)到前规处进行定位。

3.气动输纸机的机构

为了完成完整的输纸工艺过程，目前气动输纸机均由以下工作机构组成。

①纸张的分离机构(飞达头或分离头)。主要完成输纸工艺过程中的松纸、分纸、挡纸、压纸、递纸五个动作。分离头由分纸吸嘴机构、压纸吹嘴机构和递纸吸嘴机构以及固定吹嘴和挡纸毛刷组成。

②纸张输送机构。把飞达头分离出来的单张纸继续输送到前规处进行定位，由接纸辊、输送带和输纸板等组成。

③输纸台的升降机构。使纸堆在工作时自动上升，以便调整纸堆与分离头的相对位置。该机构有快速升降和间歇自动上升两种运动，由传动装置、链条和输纸台组成。

④齐纸块机构。整理纸堆，完成纸堆上纸张齐平工序。

⑤纸张控制机构。检测控制走纸，包括双张、空张(包括歪斜、折角)控制器等。

⑥气泵和气路系统。供给纸张分离机构用气。

4.间歇式与连续式自动输纸机

气动式自动输纸机根据它的输送方式可分为间歇式输纸(也称序列式输纸)和连续式输纸(又称重叠式输纸)两种类型。但后者应用更为广泛。

(1)间歇式自动输纸机

间歇式自动输纸机在纸张的输送过程中相邻两张纸之间保持一定的距离。如图5－4所示，在输纸台纸堆前沿上方装有一排分纸吸嘴5，工作时先由纸堆前面的松纸吹嘴将纸堆表面的纸张吹松，然后吸嘴5下降，吸取纸堆上第一张纸1，吸嘴吸住纸张上升并向前递送给送纸辊3，此时压纸轮4下降压纸，依靠摩擦力把纸送到输纸板，并依靠输送带6和压纸轮2的配合，将纸传送到前规进行定位。这种输纸方式吸嘴可在纸张的叼口部位吸纸。它一般适用于低速印刷机。

图5－4　间歇式自动输纸机

1－纸张;2、4－压纸轮;3－送纸辊;5－吸嘴;6－输送带

(2)连续式自动输纸机

连续式自动输纸机在纸张的输送过程中，后一张纸的前面部分重叠在前一张纸的后面部分一段距离，并在其下面一起在输纸板上向前移动。如图5－5所示。

图5－5　连续式自动输纸机

1－分纸吸嘴;2－松纸吹嘴;3－挡纸毛刷;4－压纸吹嘴;5－递纸吸嘴; 6－前齐纸板;7－送纸辊;8、12－压纸轮;9－输送带;10－前规; 11－侧规;13－探针

由于重叠，后一张纸的叼口被前一张纸的拖梢盖住，因此，这种输纸机的吸嘴不能在纸张的叼口部位吸纸，而只能在纸张的拖梢部位吸纸，所以，其飞达头位于纸堆后上方。工作时，先由松纸吹嘴2将纸堆表面的纸张吹松，然后再由分纸吸嘴1下降吸起纸堆最上面的一张纸，并在挡纸毛刷3的协助下，使吸起的纸张与纸堆上的纸分离，同时，压纸吹嘴4插入被吸纸张与纸堆之间，压住纸堆并进行吹风，使吸起的纸张与纸堆完全分离，此时前齐纸板6下摆让纸，接着递纸吸嘴5接过纸张并送出纸堆;在送纸辊7和压纸轮8的摩擦力作用下，纸张进入输纸板，经输送带9和压纸滚轮12的输送，移向前规10，并由侧规11定位。图5－5中13是检测纸张歪斜、折角和断张的探针。

(3)连续式输纸机的优势分析

如图5－6所示。如果两种输纸方式所用纸张幅面相同，纸张在输送过程中一个工作周期T可以分为两个阶段，即:T=T_S+T_r。前一个阶段是纸张走过输纸步距S所用的时间T_S，即纸张的输送时间;后一个阶段是纸张在前规和侧规处定位所用的时间T_r。

图5－6　间歇式输纸机与连续式输纸机的比较分析示意图

a表示纸张走纸方向的长度，在一个工作循环时间T内，纸张的移动距离，即纸张的输纸步距为S。则两种输纸方式的纸张移动距离和平均输纸速度分别为:

间歇式［见图5－6(a)］:S₁=a+Δ₁　　　　　　　　(5－1)

连续式［见图5－6(b)］:S₂=a－Δ₂　　　　　　　　(5－3)

式中　　Δ₁、Δ₂——间歇式输纸和连续式输纸前张纸纸尾与后一张纸叼口之间的距离;

　　　　V₁、V₂——间歇式输纸和连续式输纸的平均输纸速度;

　　　　T_s1、T_s2——一个工作周期内间歇式输纸和连续式输纸的输纸时间。

显然　　S₁=S₂+Δ₁+Δ₂

即　　　　　　　S₁＞S₂　　　　　　(5－5)

由此可以推得间歇式输纸和连续式输纸的定位时间分别为:

式中　　　T_r1、T_r2——一个工作周期内间歇式输纸和连续式输纸的定位时间;

　　　　　T₁、T₂——间歇式输纸和连续式输纸的一个工作周期。

由此进行比较，可以取得如下结论:

①如果两种输纸方式的工作周期及定位时间相等，即T₁=T₂和T_r1=T_r2，则必有V₁＞V₂。即，在印刷速度相同的情况下，间歇式输纸速度比连续式输纸速度大。输纸速度大，意味着纸张接触到前规时冲击大，易使纸张定位不准，影响印刷质量。

②如果两种输纸方式的工作周期及输纸速度相等，即T₁=T₂和V₁=V₂，则必有T_r1＜T_r2。即，在保持输纸速度相同的情况下，间歇式输纸的定位时间比连续式输纸的定位时间短。定位时间短，造成定位不稳定，影响印刷质量。

③如果两种输纸方式的定位时间和输纸速度相等，即:T_r1=T_r2和V₁=V₂，则必有T₁＞T₂。即在保证印刷质量条件下，间歇式输纸的工作周期比连续式输纸的工作周期长，这意味着前者生产率低。

综上分析，连续式输纸比间歇式输纸的工作性能要优越得多，易保证印刷质量，能适应高速印刷发展需求。现代的单张纸印刷机，尤其是高速、大幅面的单张纸印刷机，几乎都利用连续式输纸方式。同时为了延长定位时间，提高定位精度，在保持连续式输纸的优势外，有的机器还采用了一种变速的输纸机构。这种新型输纸机构使纸张在远离前规时快速输送，靠近前规时则慢速输纸，以减少输纸时间而满足纸张定位的稳定性要求。