弹流润滑下的胶印机油墨墨层分析

为了了解油墨在传递过程中的特性,应用弹性流体动力润滑理论对印刷油墨在一软一硬两墨辊间接触区内的最大压力及油墨墨层厚度进行了分析.应用实验的方法确定了国产某品牌黄色印刷油墨的黏压系数,通过弹流润滑基本方程的建立及相关参数的确定,分析了载荷、速度、材料的改变对接触区内油墨压力及墨层厚度所带来的影响.分析表明:载荷增大时墨层压力随之增加,墨层厚度逐渐减小,墨层厚度随载荷增大而减小的幅度逐渐减小,并逐渐趋于一种稳定的状态;两辊对滚速度增大时油墨墨层压力几乎无变化,墨层厚度随之增大;硬辊弹性模量的变化,对接触区内油墨压力及油墨层厚度的影响不大;软辊弹性模量增大时最大墨层压力随之增大,但墨层厚度变化不明显.     

胶印机墨辊受力及运动分析

为了分析胶印机匀墨系统中墨辊的运动特性,建立匀墨系统中串墨辊和匀墨辊之间含有墨层的模型,用ANSYS软件进行有限元仿真分析,在对墨层建模时把其等效为低硬度的薄橡胶层.仿真后提取匀墨辊接触区的受力、变形和两墨辊的转速,分析串墨辊转速和墨辊中心距,以及等效橡胶硬度对墨辊运动的影响关系.结果表明:两墨辊相对滑动随串墨辊转速的增大而增大,随墨辊中心距和等效橡胶硬度的增大而减小.与两墨辊之间无墨层情况下的运动仿真结果进行对比,在相同转速下有油墨时的相对滑动大于无油墨时的相对滑动.通过油墨传递实验平台测得的结果与仿真分析得出的规律相一致.     

基于流固耦合的两墨辊对滚的研究

为了提高胶印印刷质量,了解油墨传递过程及油墨传递特性,运用流固耦合算法,对油墨传递的初始时刻进行计算模拟.分析了油墨通过2个相互挤压墨辊的过程及在油墨压力与墨辊间压力共同作用下胶辊的变形和墨层有效厚度,得到油墨流动通道及油墨转移率.根据该分析方法,计算出不同条件下油墨的流动通道和油墨转移率,分析两墨辊对滚转速与墨辊间压力对油墨转移率的影响,并讨论了胶辊的运动机理,得出胶辊的运动是由于油墨的黏性力及硬辊对胶辊的推力共同作用的结果.     

微尺度下速度滑移对油墨流动特性的影响

为了了解微尺度下速度滑移对油墨流动特性的影响,以便提高印刷质量,首先从理论方面分析了速度滑移对流体流动特性的影响.运用专业流体仿真软件FLUENT对微尺度下油墨在墨辊间的流动进行了流体计算模拟,分析了无滑移和有滑移2种情况下油墨在传递过程中流动速度与压力的特性,同时提取墨层有效厚度,并进行对比.通过分析可以得出:当滑移速度与油墨流速方向相同时,随着速度滑移程度的提高,在油墨通道的各个位置处油墨的速度都有增大的趋势,压力有减小的趋势,墨层厚度有变大的趋势;当滑移速度与油墨流速方向相反时,随着滑移程度的增强,油墨的速度有减小的趋势,压力有增大的趋势,墨层厚度有变小的趋势.     

两墨辊对滚过程中相邻墨区间的影响

对两墨辊的对滚转动进行了模拟仿真分析,旨在研究相邻墨区之间的相互作用,以及主动辊的串动对油墨流动特性的影响.为此,以相邻5个墨区进行仿真分析.对中间墨区墨量等于、小于和大于相邻墨区3种情况下墨辊的对滚转动模拟仿真,以对比分析相邻墨区对中间墨区的影响.分析得出,在两墨辊对滚转动的过程中,相邻墨区之间相互作用,使得墨辊上油墨流场的压力、轴向速度、墨层厚度都受到影响.对主动辊有轴向串动时,分析中间墨区的压力、轴向速度、墨层厚度可知,主动辊的串动增大了相邻墨区之间的相互影响.     

印刷过程中墨辊转速对油墨温度场的影响

为研究印刷过程中墨辊转速对油墨温度场的影响,运用有限元模拟软件Ansys Workbench CFX对油墨温度场进行流体温度场模拟仿真,分析出不同墨辊转速对油墨流场温度的影响,以及壁面油墨和挤压区域油墨温度的变化趋势,并通过油墨印刷适性仪实验平台对模拟仿真分析进行实验验证,使用红外热像仪分别获取不同时刻的油墨温度场整体云图,以及挤压区域油墨温度的实时变化数据.最终通过实验与仿真的对比分析,得出墨辊转速对油墨温度场的影响规律:当两辊压力一定时,墨辊转速对油墨稳态的温度有比较大的影响;在不考虑有新油墨流入与高温油墨流出时,挤压区域油墨温度随着墨辊转速的升高而升高.     

胶印机输墨系统结构建模与色墨控制模型

实地密度是反映印刷品色彩质量的主要因素,取决于印刷品上的墨层厚度,而胶印机输墨系统结构及墨键开度又决定了印刷品上的墨层厚度.通过建立输墨系统中各墨辊模型,建立胶印机输墨系统结构模型.基于各墨辊接触点的最小下墨路径和油墨传递路线,建立墨层厚度方程组,通过对方程组的求解,并根据承印物墨层厚度与最后一根着墨辊接触点墨层厚度的关系,得到承印物墨层厚度与墨斗辊墨层厚度的关系,即油墨传递率.通过实验获得不同工艺条件下承印物上的墨层厚度与实地密度的关系,并通过对墨键开度与墨键开口大小、墨斗辊墨层厚度关系的标定,即可得到不同工艺条件下墨键开度与实地密度的关系,即色墨控制模型.该模型可用于色彩质量控制,即当色彩质量出现偏差时,基于该模型进行墨键开度的调整进而实现色彩质量的控制.     

具有非牛顿流体特性的油墨软弹性接触的完全数值解

采用指数模型来描述油墨的非牛顿特性,推导出了整个接触区内的指数模型非牛顿流体的雷诺方程,对辊子接触区内的压力及油墨墨层厚度进行了完全数值计算。得到了接触区内压力分布以及油墨墨层形状。并考察了速度等参数对压力分布和油墨墨层的影响。     

具有非牛顿流体特性的油墨软弹性接触的完全数值解

采用指数模型来描述油墨的非牛顿特性,推导出了整个接触区内的指数模型非牛流体的雷诺方程,对辊子接触区内的压力及油墨墨层厚度进行了完全数值计算。得到了接触区内压力分布以及油墨墨层形状。并考察了速度等参数对压力分布和油墨墨层的影响。     

胶印机输墨系统的计算机仿真

本文用“离散相似仿真法”将连续流动的墨层离散成移动的油墨单元．用“相对运动理论”确立了墨层相对静墨辊的运动，从而建立输墨系统仿真的数学模型。并对输墨系统动态特性的仿真计算的数据进行了分析。     

影响油墨转移率因素的分析

主要分析了影响油墨转移率的众多影响因素中印刷压力、印刷速度、纸张平滑度和油墨粘度等因素。在正交实验的基础上,采用极差分析法分析影响因素与油墨转移率的关系。得出各因素对油墨转移率的影响趋势,并指出油墨黏度是影响油墨转移率的主要因素。     

胶印机供墨系统中两墨辊运动的动力学仿真

为研究胶印机供墨系统中两墨辊间的接触力和初始接触碰撞速度对墨辊应力和变形的影响,对硬质墨斗辊和软质传墨辊进行有限元动力学分析仿真。首先,利用UG对摆墨机构进行运动仿真分析得到传墨辊与墨斗辊接触时刻的速度值。然后,联合仿真软件ANSYS Workbench与LS-DYNA对两墨辊的运动进行数值模拟仿真。仿真结果表明：传墨辊的最大等效应力出现在接触区域的边界位置,即中心接触区域的两侧,传墨辊周向区域的等效应力值出现双峰值;初始速度对传墨辊的变形量影响较大,初始接触力对传墨辊上最大等效应力值的影响较大。     

印刷速度与油墨转移率关系的分析

主要讨论了印刷速度与油墨转移率的关系。在实验的基础上,采用一元线性回归法讨论印刷速度与油墨转移率之间的关系,拟合了曲线方程,得出印刷速度与油墨转移率之间的定量关系式。