Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
doc

Курсовая «Система контроля оптической плотности оттисков» по Электронным устройствам полиграфического оборудования (Артыков Э. С.)

Введение.

Важным аспектом печати в последние годы продолжает оставаться автома-тизация полиграфических процессов. Современный уровень автоматизации и компьютеризации выпускаемого оборудования позволяет обеспечить высокое качество выпускаемой продукции при повышении производитель-ности машин и сокращении отходов, а также потерь времени на переналадки.

Автоматическое управление печатной машиной и ее обслуживание пред-ставляет целый комплекс мероприятий, направленных не только на печата-ние тиражной продукции, но и на подготовку машины к работе, диагностику работоспособности ее узлов, анализ их работы, оказание помощи при возни-кновении неполадок и целый ряд других действий, направленных на под-держание ее работоспособности.

В данной работе представлена разработка системы контроля оптической плотности оттисков в рабочем узле ФОА рулонной печатной машины

ПОК84.

Обнаружение мест склейки и отбраковки бракованных тетрадей оказыва-ют влияние на натяжение бумажной ленты, а последняя в свою очередь на качество и производительность цветной печати. Недостаточное натяжение приводит к разрывам ленты, её колебаниям, дефектам приводки и замятию бумаги при фальцовке; нарушению приводки красок, совмещения лица и оборота; смазыванию изображения.

Сейчас пара слов о фабричной склейке. Фабричная склейка применяется в местах разрыва ленты, а также для соединения лент двух исходных рулонов (например, чтобы получить нужный диаметр рулона). Такая склейка очень надёжно выполняется несколькими способами. Места соединений обяза-тельно прокрашивают, чтобы фотодетекторы могли обнаружить стык, а опе-ратор разъединить его вручную.

1

Аналитический обзор.

Для обнаружения мест склейки в рулонных печатных машинах применяется датчик на просвет. Работа такого датчика схожа с датчиком обнаружения двойного листа в листовых печатных машинах. Оптоэлектронный датчик работает в бесконтактном режиме с проходящей лентой. Принцип его действия основан на изменении интенсивности светового потока, падающего на фотоэлемент от осветителя в момент прохождения между ними участка ленты со склейкой. Разрабатываемая в работе модель датчика включает в себя излучатель АЛ107Б , два фотоприёмника ФД27К и усилитель с выходом на реле. Через одну пару излучателя и фотоприёмника проходит текущая бумажная лента. Световой поток проходящий через эту ленту сравнивается со световым потоком, идущим от того же излучателя и проходящим через эталонный образец ко второму фотоприёмнику.

Механизм отбраковки тетрадей, содержащих участки с фабричной склей-кой, смешает бракованные тетради в сторону от общего потока и при помощи перекидного мостика направляет их на другой транспортёр.

Сегодняшние перспективы.

В разработке автоматизированных устройств такого типа спициализи-руются многие фирмы. Одной из них является итальянская фирма grafiKontrol Controlli Grafici e Industriali S.p.A., Фирма специализируется на выпуске высокоточных систем контроля и регулирования в первую очередь приводки и оптической плотности оттисков. Одной из таких систем является:

Paperscan 4D

Система контроля дефектов полотна Paperscan 4D предназначена для определения причин обрыва полотна в рулонных печатных машинах. Она устанавливается на вводе полотна в первую печатную секцию и фиксирует, с демонстрацией на экране дисплея, такие дефекты полотна бумаги, как проколы, надрывы, морщины, фабричные и машинные склейки. В случае обрыва полотна система, мгновенно проанализировав накопленный банк данных, определяет причину случившегося, позволяя оператору принять правильное решение и ускорить возобновление процесса печати.

Система работает на скоростях до 1200 м/мин., при ширине полотна до 2 м (при одной камере), 4 м (при двух камерах), 6 м (при трех камерах) и способна определять дефекты минимальным размером в 1 мм (проколы) - 2 мм (надрывы, морщины, склейки).

2

Разработка структурной схемы устройства

Фотоприёмник Усилитель

К пульту

Текущий лист управления

Излучатель Блок питания

Оригинал

Фотоприёмник

Блок питания подаёт электрический ток на излучатель и усилитель. Свет, являющийся сигналом, через систему зеркал попадает с излучателя на два фотоприёмника, находящихся в измерительном мосте. Слабый разностной сигнал от фотоприёмников (один из них эталонный) усиливается двух-каскадным усилителем. Если сигнал превышает заданное значение (это происходит в случае прохождения ленты со склейкой), то реле, входящее в фотоголовку размыкает цепь, происходит отвод бракованных тетрадей.

3

Расчеты

Источник питания для излучателя

АЛ107Б: постоянное прямое напряжение равно 2В. Ток равен 0.1А

Стабилитрон: самое близкое напряжение стабилизации к 2В равно 4,7В => имеем стабилитрон типа Д815И. Исходя из этого, напряжение, падающее на резисторе R9, равно: U=12-4,7 = 7,3В; I = 0.225А => R9 = 32.44 Ом, PR9 = UI = 1.643 Вт.

Теперь определим тип резистора R9: резистор МЛТ 2Вт 33 Ом.

Напряжение, падающее на R6, равно: U = 4.7-2 = 2.7В, I = 0.1 А => R6 = 27В, PR6 = 0.27 Вт. Теперь по таблице определим тип резистора R6: резистор МЛТ 0.5Вт 27 Ом.

Конденсатор С2: С2 = 4000 мкФ, U = 4.7 В, => это конденсатор типа К50-6С 10Вх4000мкФ.

Мост: блок кремниевых диодов КЦ402Е.

Усилитель для блока питания

R7: R7 = 100 кОм, P = U2/R = 0.004 Вт => R7 – резистор типа МЛТ 0.125Вт 100кОм.

Стабилитрон: напряжение, падающее на стабилитроне, составляет 20В, по таблице подходит взятие двух стабилитронов типа Д815Г с Uст = 10В и Imax = 800 мА

R8: U = 35 – 20 = 15В, I = 74.2 + 7.94 = 82.14 мА => R8 = 182.6 Ом, Р = 1.23 Вт => R8 – резистор типа МЛТ 2Вт 200 Ом

Мост: блок кремниевых диодов КЦ402Е.

С1: по таблице находим: С1 – конденсатор типа К50-6С 25Вх4000мкФ.

Мост блока питания для усилителя

Стабилитрон: Uст = 10 В => стабилитрон типа Д815Г.

Мост: блок кремниевых диодов КЦ402Е.

Конденсатор: С3 = 8мФ, U = 10В => по данным таблицы нам подходит два конденсатора типа К50-6С 10Вх4000мкФ

R10: U = 10B, I = 331.136 мА => R10 = 30 Ом, Р = 3.3 Вт => R10 – резистор типа ПЭВ 7.5 Вт 30 Ом

4 Усилитель

Фотоприемник ФД256: U = 20В, I = 1мкА.

Расчет R1, R2: из схемы видно, что R1 = R2 = 10В/36.4мкА = 274 кОм => это резисторы типа МЛТ 0.125Вт 300 Ом.

VT1: Iб = 6 мкА => по таблице это транзистор типа КТ301Ж.

VT2: Iк = 9,05 мА, Uкэ = 20 В => по таблице это транзистор типа КТ301Е.

Реле: реле электромагнитное РЭС-10, паспорт РЭС 4.524.304.

Произведя ряд расчетов, нашел, что IR5 = 1.4 мА, UR5 = 20B => R5 = 14.28кОм, Р = 28мВт => это резистор типа МЛТ 0.125Вт 15 кОм.

IR3 = 2.25 мА, UR3 = 10B => R3 = 4.44 кОм, Р = 22.5 мВт => это резистор типа МЛТ 0.125Вт 4.7 кОм.

Такие же параметры имеет резистор R4.

Расчёт трансформатора

Трансформатор имеет одну первичную обмотку и три вторичные.

При наличии нескольких вторичных обмоток мощность вторичной цепи подсчитывают путем сложения мощностей отдельных обмоток.

Зная напряжения и токи, которые даёт вторичная обмотка, а именно U21=22В, I21=1.5А; U22=35В, I22=0,6А; найдём суммарную мощность вторичной цепи:

Р2=Р21+ Р22 = U21* I21+ U22* I22=53Вт

Принимая, что КПД трансформатора небольшой мощности равен 75%, определяем мощность в первичной цепи:

Р1=1.25Р2=66.25 Вт.

Мощность передаётся из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в сердечнике. Поэтому от величины мощности в первичной обмотке зависит площадь поперечного сечения сердечника S, которая повышается с увеличением мощности. Для сердечника из нормальной трансформаторной стали можно рассчитать S по формуле:

5

S1=3.9 По величине S1 определяется число витков на 1В напряжения. При использовании трансформаторной стали

w=50/S1 w=50/3.9=12,82 вит/вольт

Теперь можно найти общее число витков в каждой обмотке:

1) на 220В приходится w1=2821 витков,

2) на 20В – w22=257 витков.

3) на 12В – w23=154 витка.

4) на 35В – w21=449 витков.

Ток первичной обмотки равен:

I1=P1/Uс (Uс=220B)

I1=15.248Вт/220В=0.069А.

Диаметры проводов обмоток определяются по величинам токов и исходя из допустимой плотности тока, которая для трансформаторов принимается в среднем 2А/мм2. При такой плотности диаметр провода (по меди) любой обмотки вычисляется по формуле .

Найдём диаметр провода без изоляции для каждой обмотки:

d=0.8*(I1)1/2=0,21мм,

d21=0.8*( I21)1/2=0,239мм,

d22=0.8*( I22)1/2=0,46мм.

d23=0.8*( I23)1/2=0,379мм.

По таблице медных обмоточных проводов определим диаметр провода с изоляцией и площадь сечения одного витка в мм2:

v1=0.05мм2, v21=0.05832мм2, v22=0.20402мм2, v23=0.13448мм2.

6 В заключение следует проверить размещение обмоток в окне сердечника. Общая площадь сечения витков каждой обмотки находится умножением числа витков ω на площадь сечения одного витка. Площади сечения всех обмоток складываются. Затем найденную площадь увеличивают в два-три раза для того, чтобы учесть ориен-тировочно не плотность намотки, наличие каркаса, изоляционных прокладок между обмотками и слоями обмоток. Площадь окна сердечника не должна быть меньше полученной из расчета величины.

Поэтому от величины мощности Р' зависит площадь поперечного сечения сердечника S, которая возрастает при увеличении мощности. Для сердечника из нормальной трансформаторной стали можно рассчитать S по формуле:

Sсеч=0.05*2821=1,411см2

Sсеч21=0,262см2,

Sсеч22=0,524см2.

Sсеч23=0,207см2.

Сложим площади сечений всех обмоток, получим

Sсеч с= Sсеч+ Sсеч21+ Sсеч22+ Sсеч23

Sсеч с=2,487см2 .

Найденную площадь увеличим в 2 раза для того, чтобы учесть ориентировочно не плотность обмотки, наличие каркаса, изоляционных прокладок между обмотками и их слоями.

Получим Sокна=2* Sсеч с Sокна=2*2.487=4.808см2 .

Площадь окна сердечника 4.808см2, а площадь поперечного сечения сердечника 3.9см2. Выбираем из методички подходящий Ш-образный магнитопровод типа Ш16х3

2 с площадью окна 6,40 см2

7 Расчет конструкции

На основании произведенных выше расчетов элементов фотоголовки и блока питания можем определить размеры рабочего узла, согласно выбранным элементам схемы.

Расчёт конструкции фотоголовки

Фотодиод ФД27К имеет имеет длину 8мм и диаметр 3.5мм.

Далее, исходя из таблицы малогабаритных резисторов постоянного сопротивления, оценим полученные в результате расчётов размеры резисторов:

R1,R2– МЛТ 0,125-300кОм – длина 6мм (без выводов), диаметр 2.2мм.

R3,R4– МЛТ 0,125-4,7кОм – длина 6мм (без выводов), диаметр 2.2мм.

R5– МЛТ 0,125-15кОм – длина 6мм (без выводов), диаметр 2.2мм

R6– МЛТ 0.5-27Ом – длина 10,8мм (без выводов), диаметр 4.2мм.

Параметры транзистора малой мощности КТ301 :

Общий диаметр 7.7 мм

Длина (без выводов) 3,0 мм

Длина (с выводами) 28,0 мм

Реле типа РЭС-10:

Длина 20 мм,ширина 11 мм.

8

Расчёт конструкции блока питания.

Излучающий элемент: излучающий диод АЛ107Б (диапазон длин волны излучаемого света 940-965 нм, мощность светового излучения 9мВт, максимально допустимый постоянный ток через диод 100 мА, максимальное падение напряжения 1,8 В), длина 6,3мм, диаметр 2,4мм

. R7– МЛТ 0,125-100кОм – длина 6мм (без выводов), диаметр 2,2мм.

R8– МЛТ 2-200Ом – длина 18.5мм (без выводов), диаметр 8.6мм.

R9– МЛТ 2-33Ом – длина 18.5мм (без выводов), диаметр 8.6мм.

R10– ПЭВ 7,5-30кОм – длина 35мм (без выводов), диаметр 14мм

Размеры конденсаторов:

С2, С3– К50-6 10В-4мФ – диаметр 30мм, высота 47мм

С1 – К50-6 25В-4мФ – диаметр 34мм, высота 80мм

VD3-VD6, VD7-VD10 – диодный мост КЦ402Е. Размеры:

Длина 33 мм

Ширина 20 мм

Высота 7 мм

Стабилитрон Д815:

Диаметр 13 мм

Высоташест 8 мм

Магнитопровод трансформатора (Ш16*40) имеет размеры:

Площадь сечения 4,6см2

Площадь окна 6,40 см2

y=16;y1=32; h=40; L=64; H=56

9 Заключение.

В проделанной работе была разработана система обнаружения склейки и отвода бракованных тетрадей. Была подобрана элементарная база для конструирования рабочего узла, составлена принципиальная электрическая схема узла. Также произведя необходимые расчеты для выбора параметров элементов входящих в узел, я разработал конструкцию устройства, отразив её в чертеже общего вида, сборочном чертеже и спецификации.

10

Литературные источники

1.Митрофанов В.П., Тюрин А.А., Бирбраер.Е.Г., Штоляков В.И. Печатное оборудование. М.: МГУП, 1999.

2. Вартанян С.П., Оптоэлектронные приборы и устройства в полиграфии. М.: МГУП, 2000.

3. Каталог полиграфического оборудования. Рыбинск: КПЦ Полиграфмаш, 2003.

4. В.Н. Румянцев , От рулона к полотну (статья) 2006.

5. newsprint.ru , Устройство поддержания качества оттисков 2004, 16 номер.

11

Показать полностью…
Похожие документы в приложении