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滚筒是胶印机的关键部件之一,在胶印工艺中起到至关重要的作用,其性能直接影响印品的质量。在印刷过程中,滚筒在印刷压力的作用下通过滚压完成图文的转移,同时,这个压力也会使滚筒发生沿长度方向变化的挠曲变形,其结果是压印力沿滚筒轴向分布不均,滚筒两端靠近支撑点附近压印力大,而中间部位压印力小。尤其是胶皮滚筒与压印滚筒的两个空挡相遇时,胶皮滚筒的这种变形还会加大,反映在印品上这种现象常被称作“中空”。 BEIREN106是北人集团公司2013年面向国内包装印刷市场新开发的对开四色胶印机,最大纸张规格为750×1060mm。在样机试制的过程中我们发现印品中空的现象比较明显,决定对滚筒的结构进行分析和改进,以提高滚筒的抗弯刚度,减小其在印刷过程中的挠曲变形;另一方面,由于滚筒空挡带来的固有的冲击和振动不容忽视,而我们又希望机器在高速印刷的过程中能够保持平稳的运转,因此有必要对改进后的滚筒进行动态特性分析,确保其在高速运转时印刷质量仍有保证。 本课题以有限元分析理论为基础,以BEIREN106对开四色胶印机胶皮滚筒为研究对象,使用SolidWorks premium2012完成了以下工作: (1)完成胶皮滚筒三维建模,使用SolidWorks2012 Simulation模块对胶皮滚筒进行有限元分析,得到其在印刷压力作用下的挠曲变形结果; (2)针对胶皮滚筒挠曲变形较大的问题,提出三种改进方案,计算结果表明,方案三可以大幅提高滚筒的抗弯刚度,减小挠曲变形; (3)在保证滚筒抗弯刚度的同时,对方案三的结构尺寸进一步优化以减轻滚筒重量,提高机器稳定性,适应高速印刷。 (4)使用SolidWorks Simulation模块对改进后的胶皮滚筒进行模态分析,计算滚筒的低阶固有频率与振型,验证了改进后的滚筒在最高转速下的工作可靠性。 通过本课题的研究BEIREN106胶皮滚筒的抗弯刚度大幅提高,从而有效解决了BEIREN106在样机试制过程中出现的明显“中空”问题,提高了印品质量。