Характеристика фальцевальных машин назначение и правила эксплуатации. Принципы правильного выбора фальцевальных машин. Виды систем фальцевания

Фальцевальные машины, а фактически автоматы, предназначены для выполнения фальцовки - технологической операции формирования тетрадей определенной конструкции из отпечатанных оттисков путем осуществления последовательных сгибов. Объем тетрадей, на который влияют в основном толщина и вид бумаги, определяет выбор вариантов фальцовки. Толщина тиражной бумаги изменяется от 50 (для типографской тонкой массой 40 ) до 200 мкм (для мелованных бумаг массой 240-250 ). Из тонких бумаг получают многостраничные тетради с достаточно высоким качеством фальцовки, поэтому в крупносерийном производстве при тиражной бумаге толщиной до 90 мкм рекомендуется применять 32-страничные тетради.

Более толстая бумага дает, при прочих равных условиях, худшее качество фальцовки: снижается точность, чаще появляются морщины, сгиб становится менее четким. Поэтому при использовании бумаги от 90 до 120 мкм при скреплении нитками следует изготовлять 16-страничные тетради, а при большей толщине - 8-страничный. Если издание печатается на мелованной бумаге, тетради делают 16-страничными.

В брошюровочно-переплетном производстве используются различные варианты фальцовки, которые различают по количеству сгибов, их взаимному расположению и способу выполнения.

По числу сгибов фальцовка бывает одно-, двух-, трех- и четырехсгибная. Максимально возможное количество сгибов - четыре, но обычно тетради имеют три или четыре сгиба, очень редко - два. В один сгиб фальцуют форзацы, обложки, вклейки.

По взаимному расположению сгибов фальцовка бывает параллельной, перпендикулярной и комбинированной. Параллельной называется фальцовка, при которой каждый последующий сгиб параллелен предыдущему; перпендикулярной соответственно, если каждый последующий сгиб перпендикулярен предыдущему. При комбинированной фальцовке тетради формируются параллельными и перпендикулярными сгибами.

По расположению сгибов на листе фальцовка может быть симметричной и смещенной. При симметричной фальцовке линия сгиба каждого фальца расположена по оси симметрии листа или его доли, поэтому все страницы тетради имеют одинаковые размеры, При смещенной фальцовке линия сгиба расположена не по оси симметрии, соответственно размеры страниц разные.

Наиболее распространенным видом фальцовки книжно-журнальной продукции является симметричная перпендикулярная, а при изготовлении тетрадей в книжно-журнальных ротациях - комбинированная. Параллельная фальцовка тетрадей книжных изданий применяется сравнительно редко.

Известны два способа фальцовки, которые применяются в процессах брошюровочно-переплетного производства: ножевой и кассетный. Кратко отметим их характерные особенности.

Ножевой способ фальцовки получается при проталкивании выровненного по передним и боковым упорам листа ножом между двумя вращающимися навстречу друг другу валиками, которые обжимают место сгиба - фальц. Этот способ имеет несколько несомненных преимуществ: высокая точность фальцовки; плотная затяжка фальцев тетрадей; способность к фальцовке бумаг любой плотности. Его недостатки: невысокая скорость работы из-за реверсивного движения механизма ножа; необходимость кратковременной остановки листа для базирования перед фальцовкой.

Кассетный способ формирует сгиб за счет взаимного расположения кассеты и фальцевальных валиков, которые способствуют образованию в листе петли, которая потом обжимается по месту сгиба, как и при ножевом способе. Этот способ имеет такие достоинства, как: высокая скорость работы; отсутствие механизмов реверсивного действия; базирование листа выполняется во время транспортировки, К недостаткам кассетного способа относятся чувствительность к толщине, жесткости и гладкости бумаг, невысокая точность фальцовки вследствие различного характера деформации бумажной ленты при образовании петли.

В зависимости от последовательности расположения сгибов могут быть различные виды головок, т.е. верхнего края тетради, который перпендикулярен корешку. Головка может быть закрытой и открытой. Головка тетради называется закрытой , если она состоит из двух сплошных половинок, и открытой , если таких частей более. При перпендикулярной фальцовке получаются тетради с закрытой головкой, при параллельной - с открытой, при комбинированной - возможны оба варианта.

Вид головки тетради определяет работу самонакладов и в особенности самонакладов-раскрывателей. Наиболее удобны для обработки тетради с закрытой головкой, однако использование только закрытой головки делает более узкой технологическую возможность разнообразия конструкций тетрадей.

Другим фактором, который влияет на прочность блока и его долговечность является расположение волокон в тетради. Возможны два варианта: продольное расположение, когда волокна параллельны корешку тетради, и поперечное , когда волокна перпендикулярны корешку.

Продольное расположение имеет преимущество, поскольку повышается прочность, долговечность и способность к раскрыванию книги, облегчается технология обработки. При продольном расположении легче происходит формирование фальцев, сгибы более четкие, с минимальными эластичными деформациями. При поперечном расположении в зону деформации попадет основная масса волокон, при этом неминуем их поперечный перегиб. А поскольку бумага в поперечном направлении имеет большую упругость, то фальц будет более рыхлый, нечеткий, имеющий склонность к возврату в начальную форму. Поперечное расположение волокон нежелательно также и для бесшвейного скрепления, поскольку уменьшается его прочность.

Сфальцованные тетради должны отвечать следующим требованиям:

1) правильная последовательность страниц;

2) точность расположения сгибов относительно "верных сторон" листа-оттиска, края отпечатанных полос страниц должны быть совмещены;

3) отсутствие морщин, разрывов листов, смазанных оттисков;

4) расположение контрольных меток на головочном и корешковом сгибах точно по фальцу;

5) хорошо обжатый фальц тетрадей;

6) наличие перфорации в головочных сгибах 16- и 32-страничных тетрадей, изготовленных из плотной бумаги.

В историческом контексте фальцовка длительное время выполнилась вручную, лишь в середине XIX в. появились первые попытки механизации этой трудоемкой и малопроизводительной операции.

Первый патент на ножевую фальцевальную машину получил американец Смит в 1849 г. . Англичанин Блейк (Blake) в 1851 г. продемонстрировал на Всемирной выставке в Лондоне свою ножевую фальцмашину. Она работала следующим образом. На наклонную плоскость стола слева накладывалась стопа отпечатанных листов. Работница вручную отделяла один лист, сдвигала его в сторону на горизонтальный стол и выравнивала его по упорам с двух сторон. На лист опускался нож, который имел механический привод, и проталкивал его между двумя валиками. Машина делала только один сгиб и имела низкую производительность - до 1000 листов в час, За это изобретение Блейк получил золотую медаль выставки.

Несколько позже сконструировал свою ножевую фальцмашину И. Мартини в Фрауенфельде (Швейцария). Первую немецкую фальцмашину производительностью до 1500 листов в час построил в 1883 г. Пройсс (Preusse) в Лейпциге. В 1893 г. Густав Кляйм (G. Kleim) конструирует первую автоматическую фальцмашину, оборудованную самонакладом листов.

Новый этап развития фальцевального оборудования начинается с изобретения Лангом и Цандером в Чикаго кассетного способа фальцовки, на который в 1900 г. они получили немецкий патент. Первая работающая кассетная машина для перпендикулярной фальцовки была представлена в 1925 г. Шписсом (Spiess) на Всемирной весенней ярмарке в Лейпциге. Братья Бремер в 1927 г. сконструировали комбинированную кассетно-ножевую фальцмашину, в которой параллельные сгибы образовывались кассетным способом, а перпендикулярные - ножевым. У нас первая трехсекционная кассетная фальцмашина построена в 1935 г. Ленинградским заводом ПМ. В послевоенный период этот завод выпускает кассетную машину ФК и ножевую Ф, которую затем сменила БФА. В 60-е годы в связи с поставкой из ГДР фальцевальных машин выпуск отечественной техники был прекращен. Малоформатные машины моделей ФК-30 и ФКН-45 выпускал Киевский завод ПМ. В настоящее время на территории России фальцмашины не выпускаются. АО "Киевполиграфмаш" (Украина) выпускает комбинированные фальцмашины моделей БФ-48-20 (полуавтомат) и БФ-56-30 (автомат).

Обобщенные структурные схемы фальцевальных машин представлены на рис. 2.1 . Независимо от типа каждая машина имеет самонаклад листов (СЛ), определенное количество фальцевальных секций (ФС), приемное (ПУ) и дополнительные устройства.

Самонаклад служит для автоматического поштучного отделения от стопы листов и подачи их в первую фальцевальную секцию. Самонаклады кассетных машин работают без жесткой синхронизации подачи листов. Наоборот, ножевые и комбинированные машины, фальцмашины требуют синхронизации и строгой цикличности.

Фальцевальные секции предназначены для образования сгибов в листах. Процесс образования сгиба состоит из нескольких операций:

1) транспортировки листа в фальцевальный аппарат от самонаклада или предыдущей фальцсекции;

2) ориентации листа перед фальцеванием в фальцаппарате для получения качественного сгиба в определенном месте;

3) деформации листа в виде петли с последующим обжимом ее фальцевальными валиками для получения фальца (собственно фальцовка);

4) вывод листа из фальцсекции для подачи его на последующую операцию.

Каждая фальцсекция состоит из двух частей: транспортера листов (ТЛ) и фальцевального аппарата (ФА). Обычно первые две операции (транспортировка и ориентация листа) выполняются с помощью транспортера листов. Две последующие операции (фальцовка и вывод листа) осуществляются фальцевальным аппаратом. В современных фальцевальных машинах используются два вида транспортеров листов: тесемочные и роликовые . Для первых тяговым элементом являются тесемки, для вторых - принудительно вращающиеся ролики.

Фальцевальные аппараты в зависимости от способа фальцовки бывают кассетные и ножевые. В кассетных аппаратах петлеобразование листа осуществляется с помощью наклонной кассеты и трех фальцевальных валиков, которые своим взаимным расположением создают условия для принудительного образования петли и ее последующего обжима. В ножевых аппаратах петлеобразование происходит с помощью реверсивно движущегося ножа и пары фальцевальных валиков, которые обеспечивают обжим места сгиба.

В кассетных и ножевых фальцаппаратах фальцевальные валики выполняют также функцию вывода сфальцованных листов из секции.

Фальцевальные машины, которые имеют только кассетные фальцаппараты, называют кассетными , при использовании только ножевых фальцаппаратов - ножевыми и, наконец, при применении кассетных и ножевых фальцаппаратов - комбинированными .

Количество фальцевальных секций зависит от технологического назначения машины: для крупноформатных - обычно их четыре, для малых и средних форматов - три, две или даже одна.

Взаимное расположение фальцевальных секций также может быть различным: перпендикулярным , если каждая последующая секция расположена прд углом 90° к предыдущей (рис. 2.1, а), и параллельным , когда последующая секция образует сгиб, параллельный предыдущему (рис. 2.1, б). Следует отметить, что более распространенным является перпендикулярное расположение фальцсекций. Параллельно могут быть расположены максимально две секции, Вообще, на взаимное расположение секций влияет их тип: кассетные они или ножевые. Кассетные фальцсекции могут располагаться перпендикулярно и параллельно, ножевые - только перпендикулярно.

Приемные устройства служат для подсчета и организации упорядоченного приема готовой продукции, Зачастую приемки фальцмашин оснащают дополнительными устройствами для комплектовки пачек тетрадей, их обжима и обвязки.

Кроме перечисленых основных функциональных узлов фальцевальные машины имеют привод (обычно многодвигательный), пневматическую систему для создания вакуума и нагнетания сжатого воздуха, систему управления, блокировки.

В кассетных и комбинированных фальцмашинах листы подаются короткой стороной вперед, в ножевых - длинной. В комбинированных машинах первая фальцсекция обычно кассетная, другие - ножевые.

В фальцмашинах все операции выполняются автоматически, кроме загрузки листов в самонаклады и периодического снятия тетрадей из приемного устройства. Кроме вышеупомянутых обязательных узлов фальцмашины могут иметь, по желанию потребителя, ряд дополнительных устройств, позволяющих значительно расширить их технологические возможности.

Наибольшее распространение сейчас имеют кассетные и комбинированные фальцмашины благодаря высокой производительности, широкой вариантности конструкций тетрадей, удобству в обслуживании.

В фальцевальных машинах используются два основных вида самонакладов листов: круглостапельные и плоскостапельные. Используются также палетные самонаклады, разновидность плоскостапельного. Для загрузки крупностапельных самонакладов иногда используются дополнительные устройства в виде стопоподъемника листов, облегчающие труд оператора по загрузке самонаклада.

Круглостапельные самонаклады характеризуется тем, что бесконечная лента листов, сдвинутых один относительно другого в виде каскадного потока, в процессе работы огибает барабан, отсюда и название самонаклада. В плоскостапельном самонакладе оттиски находятся в вертикальной стопе на плоской поверхности платформы или стола. Используются оба вида самонакладов, причем плоскостапельные преимущественно для малых и больших форматов. Круглостапельные - для средних и больших.

Круглоопапельный самонаклад широко используется для подачи листов в кассетные фальцевальные машины. Он состоит из таких частей: верхнего стапельного стола с транспортной системой, нижнего стапельного стола с транспортной системой, барабана и листоотделяющего устройства. Первые узлы предназначены для накопления листов и постепенной подачи их в зону отделения, листоотделяющее устройство обеспечивает поштучную подачу листов на транспортер первой фальцсекции.

Самонаклад (рис. 2.2
) работает следующим способом. Листы 4 вручную загружают на верхний стапельный стол 2 и укладывают на нем вроспуск, т.е. со сдвигом кромок на величину 1-3 мм в виде бесконечной стопы толщиной приблизительно 30-40 мм. При этом листы боковыми краями приталкивают к закрепленной на столе боковой линейке. Для удобства загрузки верхний стапельный стол имеет небольшую высоту. Перемещение листов по столу обеспечивает тесемочный 3 или струнный, а в некоторых моделях роликовый транспортер из трубок, который приводится в движение от барабана 5.

С верхнего 2 на нижний 10 стапельный стол листы попадают огибая барабан 5, на внешней стороне которого они поддерживаются лентами нижнего транспортера 6. Привод последний имеет от вала II, который, в свою очередь, связан цепной передачей 28 со звездочкой 27 приводной станции 17. Натяжение лент 6 обеспечивается натяжным устройством 9 с помощью пружин. Привод барабана 5 и верхней транспортной системы 3 также осуществляется цепной передачей 8 на звездочку 7 от вала II.

На нижнем стапельном столе 10 листы постепенно подаются в зону действия отделительного устройства, которое состоит из вращающегося вакуумного цилиндра 14, боковых раздувателей 29, тормозных крючков 12 и щупа 15.

Для облегчения отделения листов по бокам в направлении стопы раздувателями подается мощный поток сжатого воздуха, который создает воздушные прослойки между оттисками: происходит распушивание стопы. Иногда сжатый воздух подают еще спереди или сзади, что особенно важно при обработке листов большого формата.

Вакуумный цилиндр расположен над передней частью верхнего листа. Он состоит из двух частей (рис. 2.2., в): вращающегося пустотелого цилиндра 14 с отверстиями, расположенными по всей поверхности, и неподвижного мундштука 20, который плотно прилегает к внутренней поверхности цилиндра, соединенного с вакуумной системой. В зоне нижней части вакуумного цилиндра создается перепад давления. При этом верхний лист отделяется от стопы, "прилипает" к поверхности вакуумного цилиндра и направляется на транспортер первой фальцсекции. Для надежного отделения только одного листа предназначены ролики 11 и крючки 12, которые придерживают заднюю кромку последующих.

Передние кромки листов в зоне отделения благодаря наличию наклонной планки 13 создают скошенную грань. Щуп 15 регулирует подачу бумаги. Под действием пружины 30 он старается повернуться против часовой стрелки и касается переднего края верхнего листа. Когда высота стопы вследствие подачи листов уменьшится с h1 до h2, щуп повернется влево (показано пунктиром). Таким образом, уровень стопы в зоне работы вакуумного цилиндра 14 будет определять положение щупа.

Привод нижнего и верхнего транспортеров осуществляется от двух кулачков 23, закрепленных на валу IV (рис. 2.2, б) приводной станции 17, вращение которому передается от электродвигателя через зубчатые колеса. Спаренные кулачки 23 взаимодействуют с двумя коромыслами 24, которые при качании с помощью собачек 21 передают движение на сдвоенные храповые колеса 26, установленные на валу I.

Зубцы храповых колес 26 сдвинуты на полшага для обеспечения более точной и плавной работы механизма. От звездочки 27, закрепленной на, валу I, через цепную передачу 28 вращение передается на валы II и III, которые обеспечивают перемещение лент транспортеров 3 и 6.

В показанном на рис. 2.2 положении щуп 15 занимает крайнее правое положение, при этом ролик, который сидит на коромысле 24, не контактирует с кулачком 23, поскольку двуплечий рычаг 22 блокирует его: подачи листов нет. При возвращении щупа в левое положение замыкаются контакты 18, срабатывает электромагнит 19 который притягивает к себе рычаг 22 - кулачковый механизм 23-24 начинает работать - идет подача листов в зону вакуумного цилиндра. При отклонении щупа вправо контакты 18 размыкаются - подача прекращается.

На рис. 2.3 показано расположение элементов системы отделения, Стопа листов 3 с обеих сторон ограничена угольниками 4, рядом -боковые раздуватели 2, сзади на верхний лист давят крючки 1, впереди расположены вакуумный цилиндр 10 с приводным валом 7, щуп 11, тесемочный транспортер фальцсекции 9 и боковая линейка 13. Вакуумный цилиндр 10 получает вращение от вала 8 привода тесемочного транспортера через шкив 6, ременную передачу 21 (разрез А-А) на шкив 14, от которого через вал 7 и карданный шарнир 15. Такой шарнир необходим для регулирования вакуумного циллиндра как по высоте, так и относительно переднего края листов (разрез В-В). Вакуум цилиндр 10 получает по воздухопроводу 12.

От вала 7 через фрикционные диски (16, 17) вращение передается на вал контактов 19, который задает цикличность включения вакуумного клапана, т.е. определяет частоту подачи листов вакуумным цилиндром. Передаточное отношение фрикционной передачи задается углом установки фрикционного диска 16 относительно диска 17 с помощью тяги 20, которая поворачивает рычаг 18 с подшипником вала контактов. При перемещении тяги 20, например, влево точка контакта фрикционных дисков постепенно будет смещаться вниз и приближаться к оси вращения диска 17, т.е. цикличность подачи листов вакуумным цилиндром будет уменьшаться.

Конструкции круглостапельных самонакладов различных фирм имеют особенности в исполнении отдельных устройств, отличающиеся от описанного. Однако общий принцип работы у них аналогичный.

Плоскостапельный самонаклад листов применяют как в малоформатных, так и крупноформатных фальцмашинах. Но формат продукции влияет на их конструкцию.

Плоскостапельный самонаклад осуществляет полистное отделение оттисков, уложенных в вертикальный стапель, для подачи их в первую фальцсекцию. Для осуществления этой функции самонаклад имеет следующие механизмы и устройства:

1) стапельный стол для установки стопы;

2) листоотделяющее устройство;

3) листоподающий вакуумный цилиндр;

4) система автоматического управления подачей листов в фаль-цмашину;

5) блокировка неподачи двойного листа.

На рис. 2.4 , а в двух проекциях показана схема плоскостапельного самонаклада крупноформатной фальцевальной машины, Стопа подлежащих фальцовке листов укладывается на стапельный стол, приталкиваясь боковыми кромками к передним упорам. Стапельный стол имеет индивидуальный привод. Подъем стопы осуществляется специальным датчиком, обеспечивающим постоянство расстояния между верхними листами и листоотделяющим устройством.

Листоотделяющее устройство состоит из присосов 3, щеток 6, двух пар раздувателей (боковых 2 и задних 5), подвижного отделителя-paздyвaтeля 4. Верхний лист присосами 3 отделяется от стопы, при этом щетки 6 придерживают нижележащие листы. Подвижной отделитель 4 входит в зону между поднятой кромкой листа и стопой и мощным потоком сжатого воздуха способствует отделению листа от стопы по всей поверхности. При этом его передняя часть попадает в зону действия вращающегося вакуумного цилиндра 1, присасывается к нему и направляется на транспортер фальцевальной секции.

Вакуумный цилиндр представляет собой вращающуюся цилиндрическую оболочку, покрытую для лучшего схватывания листа полиуретаном. Она имеет по всей поверхности сквозные отверстия, через которые отсасывается воздух во внутреннюю камеру, закрепленную неподвижно. Управление циклической подачей вакуума на цилиндр осуществляется специальной системой с помощью микрокомпьютера.

Блокировка подачи двойного листа устанавливается после подающего цилиндра на выходе листов из самонаклада. Оно состоит из поворотного сегмента, свободно вращающегося под ним ролика и микровыключателя. Зазор между поверхностями сегмента и ролика регулируется на свободное прохождение одного листа. При попадании в зазор двух листов происходит контакт их с сегментом и его поворот, при этом срабатывает микровыключатель и происходит отключение вакуума. Аналогичная по конструкции блокировка используется в самонакладах тетрадей (см. подразд. 6.2.5 , рис. 3.13, в).

На рис. 2.4, б, в, г показаны плоско стапельные самонаклады малоформатных фальцевальных машин, так называемых фальцминиатюр, имеющих упрощенную конструкцию листоотделяющей системы. В двух случаях (рис. 2.4, б, в) отделение листов осуществляется с помощью вакуумных цилиндров 1, работающих в паре с раздувателями 2, создающими воздушные прослойки между листами.

При расположении вакуумного цилиндра над стопой (рис. 2.4, б) подъем стапеля происходит автоматически, чтобы обеспечить стабильные условия отделения. При расположении цилиндра под стопой (рис. 2.4, в) нежелательно значительное увеличение ее высоты, поскольку избыточное давление будет ухудшать условия отделения. Регулировочным винтом 3 зазор между передним упором и столом устанавливается на толщину одного листа, чем блокируется вывод двух или более листов.

На рис. 2.4, г показан плоскостапельный самонаклад малоформатных машин, который работает по принципу фрикционного отделения. Заранее распущенные листы укладываются полудугой в магазин, опираясь передней кромкой на вращающийся цилиндр 1 с резиновой оболочкой. Под действием силы веса вышележащих листов создается сила прения, которая обеспечивает вывод листов. Регулировочным винтом 2 устанавливается зазор на величину одного листа.

Палетный самонаклад является разновидностью плоскостапельного. Он используются для обработки листов-оттисков больших форматов, если они перед фальцовкой не разрезаются на части. Его конструкция позволяет загружать стапель на поддоне высотой до 1,2 м прямо с приемки листовой печатной машины. Такой способ загрузки листов вызывает необходимость специального центровочного устройства для коррекции их положения относительно самонаклада.

Общие виды круглостапельного, плоскостапельного и палетного самонакладов современных фальцмашин см. на рис. 2.21.

Кроме перечисленных выше типов для малоформатных машин может использоваться самонаклад каскадного типа. В нем для полистного отделения служит вакуумный цилиндр. А листы с роспуском, как в круглостапельном самонакладе, подаются в зону отделения каскадом с помощью тесемочного транспортера. Добавлять новую порцию листов можно по мере необходимости без остановки машины.

Сравнивая два вида самонакладов, описанных выше, видим, что кругло стапельный характеризуется тем, что имеет высокое быстродействие, относительно простую конструкцию, надежное полистное отделение, при этом листы могут добавляться на верхний стапельный стол во время работы машины, отсутствуют механизмы циклического действия.

Его недостатки: занимает большую площадь, чем плоско стапельный того же формата; требует периодической загрузки листов на верхний стапельный стол и их роспуска (сдвига), а это связано со значительными физическими усилиями рабочего.

Плоско стапельный самонаклад имеет такие положительные качества: занимает небольшую площадь; имеет большую емкость самонаклада, поэтому возможна его продолжительная работа без до-зарядки. Автоматизация управления обеспечивает надежную работу самонаклада при использовании листов любого вида и разной высоте стапеля. Нет необходимости в подготовке оттисков перед укладкой их в самонаклад: из приемного устройства листовых печатных машин оттиски непосредственно могут быть использованы в плоскостапельном самонакладе.

Недостатками плоскостапельного самонаклада являются: большая сложность конструкции и соответственно высокая стоимость; он требует большего внимания и ухода при эксплуатации; стопу необходимо старательно выравнивать клиньями; для замены стапеля нужно останавливать машину, что вызывает непроизводительные потери. Они рекомендуются для обработки малых и средних тиражей, при частой смене заказов. На практике круглостапельные и плоско стапельные самонаклады встречаются одинаково часто.

Фальцевальная секция является основным функциональным узлом, который обеспечивает выполнение операции фальцовки. Каждая фальцсекция состоит из двух основных элементов: транспортера листов и фальцевального аппарата. В зависимости от способа фальцовки фальцсекции бывают двух типов: кассетные и ножевые . Особенности этих способов фальцовки влияют не только на конструкцию фальцаппаратов, но и других элементов, входящих в состав секций.

Имеется два вида транспортеров листов - роликовые и тесемочные.

Роликовый транспортер (рис. 2.5, а
) состоит из двух боковых стенок 1 и 4, между которыми размещены приводные вращающиеся ролики (рольганг) и выравнивающая линейка 3. Привод роликов осуществляется плоскоременной передачей 6 через шкивы 5, расположенные на осях роликов.

Для обеспечения надежности сцепления листов с роликами и создания более устойчивого движения по транспортеру, а также снятия зарядов статического электричества листы сверху прижимаются к роликам шариками, расположенными в гнездах линейки. Шарики изготавливаются из различных материалов - стали, алюминия, стекла, эбонита. Их количество и масса подбираются в зависимости от толщины бумаги, формата листов и количества сгибов.

Ролики транспортера устанавливаются под утлом для обеспечения одновременного с перемещением листа его выравнивания по боковой линейке. Для роликов первого транспортера угол наклона небольшой , поскольку увеличение угла может привести к понижению устойчивости листа при боковом равнении: боковая кромка несфальцованного листа может деформироваться при столкновении с линейкой. Для второго и третьего транспортеров углы наклона соответственно , поскольку увеличивается жесткость полуфабриката. Одновременно это дает возможность уменьшить длину транспортера.

Для расчета длины первого транспортера условно разделим его на три участка (рис. 2.6, а
).

Первый участок переходного движения листа, когда он постоянно переходит от скорости , которая сообщена ему вакуумным барабаном, до скорости транспортера . Длина этого участка равна длине листа: В этот период происходит постепенный контакт листа с роликами транспортера, он немного сдвигается в боковом направлении на величину (положение II).

Второй участок бокового равнения, когда лист движется по рольгангу со скоростью и постепенно приближается к выравнивающей линейке (положение III). Длина этого участка

где - величина бокового сдвига листа, приблизительно 10 мм; - угол наклона роликов.

Третий участок гарантированного движения листа вдоль выравнивающей линейки до вхождения его переднего края в фальцаппарат (положение IV). Длина его где S = 100 мм - величина гарантированного пути перед фальцсекцией. Тогда общая длина первого транспортера

Скорость листов на транспортере выбирается из таких соображений. Обычно листы выходят из самонаклада со скоростью с интервалом , который может иметь отклонение на величину . Условием надежной работы кассетного фальцаппарата является наличие гарантированного интервала между листами на третьем участке при их вхождении в кассету, т.е. что позволит обеспечить надежную работу аппарата даже при наличии определенных отклонений в ритме движения листов.

Это требование может быть реализовано при условии, что скорость транспортера будет на 5-10% больше, чем скорость подачи листов из самонаклада , а скорость фальцовки соответственно больше скорости транспортировки . То есть скорости проводки листов через упомянутые устройства должны постепенно нарастать:

На рис. 2.6, б
показан характер изменения скорости листа в зависимости от места его нахождения в фальцевальной машине. Как видим, в самонакладе листов (СЛ) она составляет приблизительно 1 м/мин, на листовыводном устройстве (ЛБУ) 109 м/мин и т.д., но всегда на любом транспортере (ТР) она ниже, чем в соответствующем фальцаппарате (ФА).

Конструктивное исполнение роликового транспортера показано на рис. 2.5, а. Приводные ролики 2 устанавливаются на шарикоподшипниках и держатся на пальцах, которые зафиксированы в боковых стенках 1 и 4. Каждый ролик имеет шкив 5, получающий вращение от плоского ремня тесемочной передачи 6. Следует отметить, что конструкция подшипниковых узлов роликов имеет исключительно важное значение, поскольку ролик, хотя и не имеет радиальных нагрузок, постоянно работает в очень интенсивном режиме в загрязненной пылью бумаги атмосфере и поэтому может преждевременно выйти из строя.

На рис. 2.5, б
показана схема регулировки положения выравнивающей боковой линейки 1 относительно стенки 7. Общее перемещение ее осуществляется гайкой 4 на винте, положение фиксируется контргайкой 5. Регулировка утла наклона линейки 1 осуществляется поворотом винта 3, отсчет ведется стрелкой 2 по шкале. Фиксируют регулировку стопорным винтом во втулке 6.

Тесемочный транспортер (рис. 2.7
) имеет повсеместное применение на первых секциях кассетных и комбинированных машин. Он состоит из двух валиков 2 и 9, на которые натянуты тесемки 3. Под углом к ним расположена еще одна тесемка 7, получающая привод от валика 9 через резиновую муфту 8. Над этой лентой находится выравнивающая линейка 5, устанавливаемая под прямым углом к кассетной секции, с гнездами для шариков 10. Как и в случае роликового транспортера, используются шарики, изготовленные из различных материалов. Общее правило при их использовании - применять возможно меньшее их количество, осторожно использовать стальные шарики, ненужные при выполнении данного заказа - вынимать. Эти меры позволяют увеличить срок службы транспортерных лент, предотвращают отмарывание свежих оттисков. Передвижение линейки осуществляется маховичком 6 через цепную передачу 4 на две винтовые пары 11.

Положительными качествами тесемочного транспортера являются простота привода транспортера, бесшумность работы, меньшая металлоемкость конструкции, отсутствие большого количества подшипниковых узлов. Его можно устанавливать под углом к горизонтали.

Кассетный фальцевальный аппарат состоит из системы фальцваликов, кассет, иногда дополнительных дисковых инструментов (рис. 2.8 ).

Лист бумаги после выравнивания по боковой линейке на транспортере попадает в подающие валики 1 и 2 (рис. 2.8, а), которые расположены один над другим с некоторым смещением на величину К для лучшего вхождения листа в кассету. Кассета 3 имеет передвижной упор 4, который регулируется в зависимости от формата и схемы фальцовки тетради. Поданый валиками 1 и 2 лист доходит до упора 4, сначала останавливается, потом начинает деформироваться, образуя волнообразную линию сгиба (рис. 2.8, б), которая заполняет всю полость кассеты. В нижней части кассеты образуется петля, которая прижимается к фальцевальным валикам 2, 3 (рис. 2.8, е), вращающимся навстречу друг другу. Когда между листом и поверхностями валиков возникает надлежащая сила трения, петля затягивается в зону их контакта и обжимается.

Для фальцовки в два параллельных сгиба напротив верхней кассеты можно установить еще одну нижнюю, затем еще одну верхнюю и т. д. Можно довести их количество до шести (три сверху, три снизу) . Устанавливая дополнительные кассеты, получают необходимое количество параллельных сгибов в одной секции (рис. 2.8, в).

Количество верхних и нижних кассет в фальцевальной секции отражается в формуле секции . Например, для секции, которая показана на рис. 2.8, в, формула - 22, при наличии одной верхней и одной нижней кассет формула - 11. Аналогично получается формула кассетной фальцевальной машины, которая состоит, например, из четырех секций: 33.33.11.01. Формула позволяет удобно в кратком виде дать информацию о структуре и технологических возможностях кассетной машины.

В зависимости от места установки упоров для двухкассетной фальцсекции можно получить различные варианты фальцовки : симметричную в один сгиб, симметричную в два параллельных сгиба, параллельную гармошкой и намоткой (рис. 2.8, г). В многокассетных аппаратах количество вариантов фальцовки прогрессивно увеличивается. Однако все кассеты одновременно фактически никогда не используются. Неиспользуемые кассеты обычно демонтируются из фальцаппарата и хранятся отдельно, вместо отсутствующей кассеты для направления листа в следующую используются специальные упоры 7 (рис. 2.8, в), закрывающие вход в кассету, называемые дефлекторами . Дефлекторы могут устанавливаться как самодеятельное устройство, так и быть составной частью кассеты. В этом случае установка дефлектора не требует демонтажа самой кассеты и осуществляется простым поворотом упоров.

Часто после кассетных фальцапаратов на специальных валах устанавливаются дисковые инструменты 6 для разрезки, биговки или перфорации (рис. 2.8, в).

Каждая кассетная фальцсекция имеет три регулировки:

1) подающих валиков на толщину листа () для обеспечения надежной подачи его в кассету;

2) фальцевальных валиков на толщину сфальцованного листа (2) для обжима линии фальца;

3) положения упора в кассете, который определяет расположение места сгиба на листе.

Принципиально первая и вторая регулировки однотипные, отличаются только величиной расстояния между валиками, поэтому они выполняются одинаковыми способами. Первое условие при выполнении регулировки: зазор между поверхностями фальцваликов должен быть одинаковым по всей их длине. Регулировку расстояния между поверхностями валиков выполняют за счет перемещения подвижного валика. Второе условие - эта регулировка должна быть высокоточной, чтобы обеспечить обработку даже очень тонких бумаг.

Подвижные фальцвалики имеют двусторонние регулировочные устройства, которые бывают различными по конструкции и принципам действия (рис. 2.9 ). Расстояние между поверхностями фальцваликов (S) устанавливают в зависимости от толщины бумаги, которая фальцуется, и порядкового номера сгиба. Валик 1 вращается в стационарных подшипниках, а валик 2 - в регулируемых, при этом пружина 3 обеспечивает упругий обжим сгиба. Для регулировки зазора используют винтовые (а), рычажные (б) или клиновые (в)устройства.

В винтовом устройстве (рис. 2.9, а) винт 4 жестко соединен с подшипником валика 2, в клиновом (рис. 2.9, в) - винт 4 соединен с клином 7, который контактирует с подшипником, имеющим клиновую поверхность. В устройствах, построенных по схемам (рис. 2.9, а, в), зазор S необходимой величины контролируют лентами бумаги шириной 20-30 мм, которые закладывают по краям фальцваликов. При правильно отрегулированном зазоре обе ленты бумаги должны с одинаковым усилием вытягиваться и не разрываться. Такие регулировки существуют в старых или малоформатных упрощенных моделях фальцмашин.

Наиболее распространены и удобны в эксплуатации рычажные устройства дистанционного регулирования (рис. 2.9, б). Для установки зазора между поверхностями фальцваликов на необходимую величину S оттягивают ручку 8 и закладывают между станиной фальцевальной секции и пластиной 11 образец сфальцованного изделия толщиной S". Шток 9 через двуплечий рычаг 10 соединен с осью подвижного фальцвалика 2, поэтому величина зазора между поверхностями валиков 1 и 2 также будет S". Пружина 3 стремится прижать валик 2 к валику 1.

Важным технологическим показателем процесса фальцовки является давление, создаваемое фальцевальными валиками на тетрадь. Это давление удобно характеризовать усилием обжима, которое приходится на единицу длины фальца тетради и называется погонным усилием фальцевания. Оно зависит от вида бумаги, толщины листа, порядкового номера сгибай взаимного расположения сгибов. При прочих равных условиях усилие обжима следует увеличивать:

При перпендикулярных сгибах,

При фальцовке более толстых бумаг,

При сгибах поперек волокон бумаги,

На последующих фальцсекциях по сравнению с предыдущими.

Естественно, что величины давления устанавливаются косвенным способом посредством соответствующего уменьшения зазора между фальцваликами с учетом физико-механических характеристик материала листа. Значения погонного усилия обжима, необходимого для качественной фальцовки тетрадей, для разных видов бумаги в зависимости от расположения сгиба относительно направления волокон и номера сгиба представлены в табл. 2.1.

Таблица 2

Таблица 2.1. Погонное давление (кН/м) в зависимости от условий фальцовки

Вид бумаги	Расположение сгиба относительно волокон	I сгиб	II сгиб	III сгиб
Типографская № 1	вдоль поперек	0,12 0,25	0,25 0,50	0,30 0,70
Типографская № 2	вдоль поперек	0,10 0,25	0,25 0,40	0,30 0,60
Офсетная	вдоль поперек	0,25 0,40	0,40 0,70	0,50 1,00
Для глубокой печати	вдоль поперек	0,30 0,75	0,50 1,20	0,80 1,70

Фальцевальные валики являются основным элементом всех фальцевальных секций: ножевых и кассетных. Обычно фальцвалики работают попарно: один из валиков вращается в неподвижных подшипниках, а второй - в подвижных, подпружиненных. К фальцваликам предъявляются высокие требования:

1) наличие шероховатой поверхности для лучшего сцепления с листом;

2) отсутствие радиального биения поверхности и хорошая их балансировка;

3) высокая надежность подшипниковых узлов;

4) удобство регулирования валиков по толщине бумаги.

Для обеспечения первого требования фальцевальные валики изготавливают двух видов; цельнометаллические с прямым рифлением вдоль оси и комбинированные с кольцами из резины или полиуретана для лучшего контакта с листами. Особенно предпочтительны валики с полиуретановыми кольцами, поскольку они имеют лучшую износостойкость и самоочищаются от бумажной пыли. В последнее время наряду с жесткими полиуретановыми кольцами появились мягкие, имеющие пористую структуру и несколько больший (на 0,15 мм) диаметр. Они обладают рядом преимуществ: увеличивается площадь контакта с листом, упрощается регулировка фальцваликов и т.д.

Под действием нормальных сил давления петли на фальцвалики (см. рис. 2.8, е) возникают силы трения листа по валикам , равнодействующая которых R вводит лист в полость между фальцваликами 2 и 3. Последние схватывают петлю листа, обжимают ее - получается сгиб (фальц).

Рассматривая поведение листа в кассете, когда он образует волнистую поверхность, можно говорить об элементах сходства с явлениями, которые возникают при продольном сжатии пластинок. В соответствии с теорией в системе, находящейся в деформированном состоянии, равновесие между внешними нагрузками и вызванными ими внутренними силами упругости является стойким, если деформированное тело при любом небольшом отклонении от состояния равновесия стремится вернуться к начальному состоянию после снятия внешних нагрузок.

Для такого случая в соответствии с формулой Эйлера величина усилия сжатия, действующего вдоль листа, определяется отношением

где Е - модуль упругости материала листа при растяжении-сжатии; I - момент инерции сечения листа; l - длина деформированного листа; n - произвольное число, которое характеризует количество полуволн согнутого листа.

Уравнение согнутой линии при небольших (упругих) деформациях

где f - максимальный прогиб листа, который определяется расстоянием между стенками кассеты; z - расстояние от переднего края листа.

Как видим, упругая линия сгиба листа определяется синусоидой характер которой зависит от параметров f и l. Максимум будет иметь место при таком значении, для которого

Понятно, что при изменении физико-механических характеристик бумаги Е, I и длины деформированной части листа l, параметры волнистости будут изменяться, а место сгиба не будет постоянным. То есть в любой совокупности листов будет наблюдаться разброс положения места сгиба.

Бумага малой плотности и небольшой жесткости сильно деформируется в кассете, а поэтому фальцуется неточно. У бумаг с болыпой массой положение сгиба может быть неопределенным из-за того, что их жесткость часто бывает нестабильной. Поэтому в кассетных фальцмашинах наиболее точно фальцуются бумаги плотностью 65-120 .

На характер формирования петли в кассетном аппарате влияет также расположение волокон в бумаге: общеизвестно, что сопротивление деформации поперек волокон намного больше, чем при сгибе вдоль волокон. Это нужно учитывать при выборе варианта фальцовки: при расположении последнего корешкового сгиба вдоль волокон бумаги улучшается качество фальцовки и, наконец, способность к легкому раскрыванию книги.

Вид бумаги, ее толщина, плотность, расположение сгиба на листе, характер расположения волокон относительно сгиба - это, так сказать, статические факторы. Но кроме того, на положение места сгиба будут влиять так называемые динамические факторы: скорость подачи листа в кассету v и соответственно сила удара листа в упор. Например, при скорости фальцовки вследствие колебания листов по толщине и плотности характер деформации в кассете будет изменяться, а место сгиба будет иметь разброс в пределах Поле допуска показано на рис. 2.8, д штриховкой.

При повышении скорости введения листа в кассету место сгиба, которая при всех прочих постоянных параметрах смещается влево. Это объясняется большей деформацией листа в кассете. Этому случаю будет отвечать разброс

Нестабильность места сгиба, которая зависит от вышеупомянутых факторов, является одним из недостатков кассетного способа фальцевания и требует подналадки места расположения упора в зависимости от конкретных условий или использования дисковых инструментов для намечания будущей линии сгиба.

Кассета (рис. 2.10
) представляет собой жесткую рамную конструкцию, которая образует узкую полость для вхождения листа. Обычно кассета имеет четырехгранную форму и изготавливается из дюралюминиевых планок и угольников или штампованных деталей, которые скреплены винтами или заклепками. Кассеты современных фальцмашин ведущих фирм имеют стойкое к истиранию покрытия направляющих.

Кассета состоит из следующих частей: рамы 7, собственно кассеты 5 и упорной линейки 8 с системой регулировки. Кассета 5 расположена внутри рамы 7 и заканчивается снизу заостренной планкой 12, которая служит направляющей для правильного вхождения листа в щель. Для установки планки 12 относительно подающего валика 13 служат регулировочные винты 3, укрепленные на раме.

Упорная линейка 8 служит для остановки переднего края листа в щели кассеты и тем самым определяет местоположение сгиба. Она должна легко перемещаться вдоль кассеты, фиксироваться в определенном положении, иметь возможность устанавливать параллельность линии упора к осям фальцваликов. Упорная линейка кассеты представляет собой стальную пластину 8, которая передвигается в рабочей щели кассеты с помощью сдвоенной тросовой передачи 9. Ее перемещение в заданное положение осуществляется после освобождения фиксирующих винтов с помощью маховичков 6, расположенных на валу 4. Натяжение тросов обеспечивается шкивами 10 под действием пружин 11. Для визуального контроля положения линейки служат размерные шкалы, расположенные рядом с тросами,

Кассеты фирмы "Гейдельберг Финишинг" (Германия) имеют более сложную и точную регулировку упорной линейки. Она может осуществляться несколькими способами:

1) вручную, с использованием индикатора часового типа;

2) с помощью автоматического цифрового управления с клавиатуры дисплея машины;

3) с помощью автоматического управления с использованием системы DCT 2000 Comfort Control методом выбора варианта фальцовки из каталога и запуска соответствующей программы, хранящейся в памяти машины.

Имеется возможность коррекции положения упорной линейки с ее поворотом на некоторый угол при непараллельности печатного изображения передней кромке листа.

У этой же фирмы появились кассеты нового типа, у которых функции упорной линейки и дефлектора совмещены: когда кассету не используют, упорную линейку перемещают в крайнее положение на входе и он препятствует попаданию листов в кассету. Эта новинка облегчает обслуживание машины и создает условия для дистанционной настройки фальцсекции с пульта управления с использованием компьютерной системы.

Для фальцовки тонкой и маложесткой бумаги требуется меньший зазор между стенками кассеты и меньшее пространство у входа в кассету. Для фальцовки толстой и плотной бумаги необходим больший зазор в кассете. Таким образом, наиболее совершенные конструкции кассет должны иметь изменение расстояния между стенками.

Аналогичное положение и с нижней заостренной планкой 12. Пои использовании тонкой бумаги планка должна выдвигаться из кассеты вперед, уменьшая пространство для образования петли. Наоборот, для толстой бумаги планка должна сдвигаться внутрь кассеты, увеличивая это пространство.

Кассеты фальцмашин небольшого формата имеют упрощенную конструкцию: основу изготавливают из листового металла, а все регулировки - винтовые. Кассеты устанавливаются в машинах под углом 30-45° к горизонтали и фиксируются эксцентриковыми зажимами. Это позволяет быстро осуществлять их установку и снятие. Работа высокопроизводительных кассетных фальцсекции сопровождается высоким уровнем шума, который возникает от ударов переднего края листа в упорную линейку. Для уменьшения вредного влияния шума иногда кассеты закрывают звукопоглощающими кожухами.

Ножевые фальцаппараты в настоящее время используются только в комбинированных машинах, поскольку ножевые машины давно не выпускаются. Они выполняют фальцовку во второй и последующих фальцсекциях. В ножевых фальцмашинах, которые еще кое-где сохранились, все секции являются ножевыми, в том числе первая фальцсекция, в которой обрабатываются листы максимального размера.

Обычно лист 1 при ножевой фальцовке подается тесемочным транспортером 2 широкой стороной вперед (рис. 2.11 , а
). Возле передних упоров 3, стоящих на пути листа, он останавливается. Затем лист сдвигается к боковым упорам 4 на некоторую величину S для правильной установки относительно линии будущего сгиба. После базирования листа по двум сторонам опускается нож 5, доходит до поверхности листа, прогибает его, образуя петлю. Ее схватывают вращающиеся навстречу друг другу фальцевальные валики 6, обжимают место сгиба и выводят лист вниз на транспортер следующей фальцсекции или в приемное устройство. Нож возвращается в исходное положение.

Таким образом, ножевая фальцовка состоит из четырех операций:

1) переднего равнения;

2) бокового равнения;

3) образования петли с помощью ножа;

4) обжима места сгиба валиками (собственно фальцовка).

Следует отметить, что боковое равнение выполняется только в фальцаппаратах первого сгиба, где размеры листа наибольшие, и отклонение от правильного базирования дает наибольшие погрешности в точности расположения фальца. Во втором и последующих фальцаппаратах листы проходят только одно равнение (переднее) боковой сдвиг предотвращают подпружиненные направляющие. К тому же путь от первого фальцаппарата, где лист прошел точное базирование, ко второму очень короткий, чтобы он мог повлиять существенно на точность фальцовки.

При базировании листа на точность его установки значительно влияет скорость подачи и условия встречи листа с передними упорами. С одной стороны для увеличения производительности фальцмашины желательно иметь по возможности большую скорость подачи листа в фальцаппарат. С другого - при таких условиях лист после встречи с упорами сгибается между транспортирующими лентами и направляющими, расположенными над листом. При этом возникают затухающие колебания, которые, особенно в листах с поперечными по направлению движения волокнами, могут вызвать смятие или подвертывание переднего края листа. При увеличении скорости подачи точность положения переднего края листа снижается, а время, необходимое для успокоения листа, увеличивается. Например, при v = 1 м/с = 0,048 с, а при v = 4м/с = 0,176 с. Для локализации этих отрицательных явлений применяют пневматические тормоза, вращающиеся щетки и прочие средства.

Механизмы фальцножа. Для привода ножей обычно используют кулачково-рычажные механизмы, при этом нож всегда поднимается кулачком, а его опускание (рабочий ход) осуществляется пружиной. Такая конструкция механизма предотвращает его поломку в случае смятия и застревания листа в фальцваликах.

Ножи, как правило, имеют возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости. В некоторых машинах устаревших моделей использовалось качательное движение ножа, которое в современных машинах не применяется.

Для второго и последующих сгибов применяют фальцножи с односторонним приводом (рис. 2.11, б, в), однако консольный механизм с поступательным движением (б) имеет недостаток - при повышении скорости работы возникают вибрации ножа. Поэтому преимущество отдают механизмам типа (в), которые при возвратно-поступательном движении имеют центральное расположение ножа 1 относительно вертикальной направляющей. Шток ножа двигается в специальном патроне, имеет хорошую смазку, защищен от пыли. Такой механизм удобен в монтаже и обслуживании. В последний период значительное распространение получили механизмы ножа с приводом от электромагнита, который включается фотоэлементом при приближении листа.

Для привода ножа в малоформатных комбинированных фальцмашинах включение фальцевального ножа осуществляется системой электронного управления с использованием сенсорного контроля положения задней кромки листа. При этом включается электромагнитная муфта-тормоз и происходит процесс фальцовки. В фальцевальных машинах среднего и большого формата с большим Количеством ножевых секций по-прежнему используют механические системы с кулачковым приводом,

Ножевые фальцаппараты имеют две основные регулировки:

1) глубины опускания рабочего лезвия ножа при образовании петли;

2) расстояния между поверхностями фальцваликов.

Первая регулировка предназначена для надежного захвата листа фальцваликами при изменении его толщины, гладкости и физико-механических характеристик. А эти обстоятельства требуют, чтобы лезвие ножа могло изменять свое нижнее положение, проталкивая петлю листа. Конструкции регулировочных устройств очень разнообразны. Для средних и малых форматов применяют винтовые (б), которые регулируют с помощью пар винт-гайка 8, или эксцентриковые (в) - с помощью поворота эксцентрика ручкой 8 Все эти регулировки, не изменяя величины хода ножа, позволяют сдвигать только его начало и конец.

Очень важным является стабильность и симметричность положения ножа относительно фальц валиков. С этой целью положение ножа должно регулироваться не только по высоте, но также в горизонтальной плоскости, обеспечивая ему строго симметричное расположение относительно фальцевальных валиков. Кроме того, осям фальцваликов должна быть обеспечена параллельность кромки ножа, чтобы гарантировать одновременное вхождение лезвия в межваликовый зазор одинаково по всей длине. Механизмы ножа современных фальцмашин, например, фирмы "Гейдельберг Финишинг" дают возможность легко осуществлять все эти регулировки, которые к тому же должны быть стабильными в процессе обработки всего тиража.

Регулировка расстояния между фальцваликами конструктивно аналогична кассетным фальцаппаратам.

Процесс ножевой фальцовки после базирования листа происходит следующим образом. Нож, опускаясь на лист, прогибает его в щель стола, образуя бумажную петлю, форма которой будет изменяться по мере перемещения ножа в межваликовую полость. При этом происходит поперечный изгиб листа по всей его ширине. Таким образом ножевая фальцовка состоит из таких операций:

1) деформация листа ножом (петлеобразование);

2) схватывание петли фальцваликами, отделение ее от ножа и обжим петли в валиках (собственно фальцовка).

Особенностью операции ножевой фальцовки является то, что она осуществляется двумя различными устройствами: первая фаза операции - реверсивно перемещающимся в вертикальной плоскости фальцножом, вторая фаза - вращающимися в неподвижных опорах фальцваликами. При этом нет жесткой передачи листа от одного механизма к другому с гарантированным перекрытием. Наоборот, в какой-то период лист находится в промежуточном переходном положении, характеризующимся нестабильностью воздействия как первого, так и второго элементов ножевой секции.

Фальцнож имеет реверсивное движение, поэтому его скорость на величине хода S (рис. 2.12
) изменяется от нуля до максимума и затем замедляется к нулю (кривая ОРВ). Опускаясь, нож часть пути (ОА) двигается свободно, потом касается поверхности листа (т. А). С этого момента до начала отделения от ножа (т. В) скорость листа приблизительно соответствует скорости ножа, достигая в точке Р наибольшего значения (участок АРВ). Скорость листа после отделения от ножа (участок ВС) приближается к нулю. Однако в это время (т. С) бумажную петлю начинают схватывать фальцвалики, поверхности которых почти мгновенно (участок CD) доводят его скорость до собственной (). Такое резкое увеличение скорости листа, фактически рывок, отрицательно влияет на точность фальцовки. Этот период характерен неопределенностью многих факторов, поэтому важно рассчитать его продолжительность и возникающие ускорения.

Как показали исследования, при скорости работы фальцмашины n = 100 цикл/мин окружная скорость фальцваликов достигает почти 3 м/с, а скорость листа в момент захвата его фальцваликами = 0,2 м/с, т.е. возникает большой перепад скоростей.

Для образования точного сгиба требуется возможно малая скорость соприкосновения кромки ножа с листом, вследствие чего возникает малый радиус головки петли листа, что обеспечит ее устойчивость и, как следствие, наличие непрерывного контакта ножа с листом на всем пути вплоть до фальцваликов. Эти условия позволят глубже ввести головку петли между фальцваликами, уменьшая тем самым участок проскальзывания. Скорость головки петли листа при подходе ее к фальцваликам в идеале должна быть равной ила близкой к окружной скорости фальцваликов, Однако в действительности этого нет.

Поэтому рекомендуется применение асимметричного закона движения ножа (со спокойным началом и резким увеличением скорости на второй половине пути) для того, чтобы максимум скорости приходился на период захвата петли фальцваликами. Тогда станет возможным постепенное увеличение скорости листа сначала до максимальной скорости ножа , а затем до окружной скорости фальцваликов , т.е. более благоприятный режим фальцовки и соответственно большую точность расположения фальца.

В последнее время в комбинированных фальцмашинах стали применяться комбинированные фальцаппараты, в которых объединены ножевые и кассетные виды фальцовки. На рис. 2.13 приведено несколько вариантов построения таких фальцаппаратов: а - ноже-ножевой; б, в - ноже-кассетные.

Получив сгиб с помощью ножа 4 (рис. 2.13, а), тетрадь на выходе из фальцваликов 3 двумя тесемочными транспортерами 5 доводится до переднего упора 7, где сразу же фальцуется еще раз вертикально расположенным ножом 6. Фальцвалики 8 обжимают сгиб, а потом тетрадь поворотным ленточным транспортером 2 переводится из вертикального положения в горизонтальное на выводной транспортер 1.

На рис. 2.13, б, в показаны два вида ноже-кассетных аппаратов. Лист ножом 1 проталкивается через фальцвалики 2, потом попадает в кассетную секцию, которая состоит из фальцваликов 4, 7 и 6 и кассеты 8. На рис. 2.13, б тетради подаются на выводной транспортер 9, огибая валик 6 с помощью направляющей 5. Биговальные или режущие валики 3 установлены непосредственно после фальцваликов. На рис. 2.13, в аналогичные валики стоят на выходе из кассетной секции.

Характерными особенностями комбинированных фальцсекций являются компактность, расширение технологических возможностей машины без значительного увеличения металлоемкости и габаритов секций. Следует отметить, что комбинированная секция (рис. 2.13, а) более эффективна, поскольку в ней можно получить два взаимоперпендикулярных сгиба. Фальцсекций (рис. 2.13, б, в) издают два параллельных сгиба, необходимость в которых значительно меньше.

Готовой продукцией фальцевальных машин являются тетради. Поэтому функцией приемных устройств является упорядоченная обработка этих изделий для обеспечения оптимальных условий их дальнейшего использования. Как известно, для закрепления подученных в результате фальцовки деформаций бумаги тетради обжимаются в паковально-обжимных прессах. С этой целью из заданного количества тетрадей сначала формируются пачки, которые затем прессуются и обвязываются.

Конструкция приемного устройства обычно определяется типом последнего фальцаппарата в машине: на выходе из кассетного фальцаппарата тетради двигаются в виде горизонтальной каскадной ленты, из ножевого - падают вертикально. Соответственно для кассетных фальцсекций чаще применяют приемные устройства с горизонтальным выводом тетрадей, для ножевых - с вертикальным выводом в виде стопы. Это правило не является всеобщим, сейчас имеются устройства, которые преобразуют в плотную горизонтальную стопу также каскадный поток после кассетных машин.

Приемные устройства с горизонтальным выводом могут быть стационарными или передвижными. Передвижные приемные устройства с индивидуальным электроприводом удобны тем, что их можно подсоединять к любой фальцсекций.

Передвижная приемка с горизонтальным выводом показана на рис. 2.14 , а . Тетради фальцами вперед из последнего фальцаппарата 1 на большой скорости попадают на ленточный транспортер 3, который движется сравнительно медленно, притормаживаются и укладываются в каскадный поток. При дальнейшем движении они переходят на приемный стол 4, где сталкиваются к упору 5 и образуют вертикальную стопу. Периодически в зависимости от толщины тетрадей и скорости работы машины стопу тетрадей вручную снимают и укладывают в паковально-обжимной пресс.

В некоторых конструкциях приемного устройства тетради выходят в виде плотного каскадного потока на неподвижный приемный стол с отогнутой кверху пластиной и там накапливаются.

Привод ленточного транспортера осуществляется от мотор-редуктора 7 через клиноременную передачу 8. Многоступенчатыми шкивами 9 и 10 можно изменять скорость движения транспортера в зависимости от ширины тетрадей. Поворотом маховика 11 можно установить транспортер 3 по отношению к фальцаппарату по высоте, а регулировочным узлом 12 - высоту стопы на приемном столе 4. В крупноформатных машинах последняя регулировка осуществляется поворотом маховика, а узел 12 используется только для фиксации. Стол 4 изготавливается из стального листа, поэтому с помощью постоянных магнитов 13, расположенных в основе упора 5, удобно устанавливать его в нужное положение. Колеса 14 позволяют рабочему легко передвигать приемку, на новом месте колеса блокируются от произвольного сдвига.

Стационарные приемные устройства с вертикальным выводом (в виде горизонтальной стопы) применяются в ножевых и комбинированных фальцмашинах. Схема такого устройства приведена на рис. 2.14, б. Тетради из фальцаппарата 1 попадают непосредственно на приемный стол 2 в зону, которая образована стопой сфальцованных тетрадей и сталкивателем 6, имеющим привод от кривошипного или кулачкового механизма 7. Стол устанавливается на нужную высоту в зависимости от ширины тетрадей маховичком 3 через конические зубчатые колеса 4 и винтовые пары 5.

Стопа тетрадей на приемном столе подпирается сзади угольником 8, который движется в пазе стола, а спереди удерживается подпружиненными упорами 9, установленными в боковинах стола. При движении сталкивателя 6 с тетрадью вправо в сторону стопы упоры 9 утапливаются в боковины стола, пропуская тетрадь, при обратное ходе они возвращаются в исходное положение и удерживают стопу.

Такие устройства хорошо вписываются в габариты машины имеют значительную вместительность. Однако их обслуживание неудобно из-за низкого расположения.

Кроме вывода тетрадей каскадом и в виде горизонтальных стоп современные фальцевальные машины оснащаются дополнительными устройствами, которые обеспечивают: 1) вывод спрессованных пачек тетрадей; 2) вывод и обандероливание готовой продукции. Все эти устройства имеют собственный привод, могут регулироваться по высоте и подключаться к транспортерам любой фальцевальной секции.

Помимо перечисленных функций приемно-выводные устройства выполняют:

1) счет и выделение каждой заданной n-й тетради в каскадном потоке;

2) счет и выделение заданного количества экземпляров;

3) поточное поштучное прессование тетрадей в потоке;

4) формирование стоп продукции;

5) прессование стоп и обвязка их с прокладками или обандероливание в пачки.

Выпускаются приемно-выводные устройства для механизации как отдельных операций, так и комплекса. Так, фирма "Гейдельберг Финишинг" выпускает устройства для вывода тетрадей как в виде вертикальной стопы, так и в виде горизонтальной стопы (рис. 2.15 ).

Наиболее механизированы завершающие операции после фальцовки при использовании устройств для вывода спрессованных пачек тетрадей. Эти устройства в автоматическом режиме выполняют операции формирования стоп тетрадей, прессуют их и обвязывают в пачки. Таким образом, оператор полностью освобождается от трудоемкой ручной работы.

Кроме приведенных основных механизмов, современные фальцевальные машины могут быть оборудованы дополнительными устройствами:

1) устройством для шитья тетрадей термонитями;

2) дисковыми инструментами для биговки, перфорации и разрезки;

3) клеевыми устройствами;

4) устройствами для обрезки готовой продукции;

5) устройствами для вырезки полос;

6) блокировками;

7) счетчиком готовой продукции;

8) передвижными фальцсекциями и т.д.

Остановимся коротко на особенностях применения некоторых из них.

Устройство для шитья тетрадей термонитями является оригинальной разработкой фирмы "Бремер" (в настоящее время "Гейдельберг Финишинг"), Германия. Этот способ является наиболее перспективным из всех способов с предварительным скреплением листов в многосгибные тетради. Дело в том, что сейчас известны два основных способа скрепления книжных блоков: потетрадное шитье нитками и поблочное клеевое бесшвейное со срезкой корешковых фальцев. Предварительная прошивка сфальцованных тетрадей термонитями позволяет получить третий способ скрепления, который имеет ряд преимуществ в сравнении с двумя упомянутыми, поскольку комплект таких тетрадей после заклейки корешка, и его окантовки позволяет получить прочный блок (двойное скрепление: нитями и клеем) с хорошими эксплуатационными качествами. Трудоемкость обработки блоков, изготовленных из таких тетрадей, существенно меньше, а прочность, долговечность и раскрываемость не уступают изданиям, сшитым нитками.

Шитье термонитями осуществляют либо непосредственно в фальцмашинах, тогда устройство для его реализации устанавливается перед последней фальцсекцией, либо его присоединяют к фальцмашинам. В обоих случаях шитье тетрадей происходит безвыстойно во время движения и не снижает производительности фальцевальных машин. Тетради прошиваются несколькими нитяными скобами, каждая из которых состоит из двух скрученных между собой нитей: одна - из синтетического материала, стойкого к действию тепла, вторая - из материала, который плавится при нагревании.

Концы каждой скобы в натянутом состоянии прижимаются нагретыми планками к корешку тетради и за счет нити, которая расплавляется, приклеиваются (привариваются) к нему. После этого на тетради выполняется последний сгиб по месту прошивки нитяными стежками. Таким образом, тетради, которые выходят на приемку фальцмашины, имеют надежное скрепление по корешку, средние листы тетрадей удерживаются нитями.

Дальнейшая обработка этих тетрадей выполняется на поточной линии бесшвейного скрепления, где они подбираются в блоки, заклеиваются по корешку, окантовываются лентой с трех сторон. При нанесении клея и окантовке концы скоб, приваренные к корешку тетрадей, дополнительно скрепляются с клеевой пленкой и окантовочным материалом. При этом площадь скрепления тетрадей намного превышает площадь скрепления отдельных листов.

Такие блоки имеют хорошую раскрываемость, высокую прочность, не раскалываются, их можно обрабатывать (круглить, обжимать) на обычном оборудовании, которое используется для блоков, сшитых нитями.

Скрепление тетрадей термонитями выполняется без уменьшения скорости фальцмашины, дает экономию бумаги, так как отпадает необходимость в срезании корешковых фальцев.

Первые конструкции аппаратов для шитья термонитями были выстойного типа, т.е. шитье происходило во время остановки тетради. Позже фирма разработала швейные аппараты безвыстойного типа, которые могут быть вмонтированы в фальцмашины любого типа - кассетные, комбинированные, а также для тетрадей, которые фальцуются на рулонных ротациях.

Работа безвыстойного устройства для шитья термонитями состоит из трех операций:

1) циклического введения тетрадей в устройство;

2) шитья термонитями;

3) фальцовки тетрадей.

Тетради 1 (рис. 2.16
) длинной стороной вперед подаются на тесемочный транспортер 2, где сначала выравниваются по боковой кромке, а потом попадают в траковый транспортер 3, имеющий скорость меньшую, чем транспортер 2. Шаг поводков 4, установленных на транспортере 3, равен длине нити, которая отрезается, а их скорость совпадает со скоростью движения тетрадей. Срабатывание того или другого поводка 4, к которому приталкивается тетрадь, происходит благодаря фотоэлектрическому датчику, который определяет передний край этой тетради. Другие поводки, расположенные над тетрадью, во время транспортировки занимают нейтральное положение.

После выравнивания тетради вводятся в зону действия подающих валиков и биговальных роликов 5, а потом верхнего 6 и нижнего 7 пластинчатых транспортеров, которые обеспечивают проведение тетрадей через устройство. Пластины 8 верхнего транспортера переносят отрезки термонити 9. Термонить разматывается из бобины 10, натягивается в направляющей трубке 11, отрезается ножом 12, который срабатывает циклически.

Зажатая несколькими парами пластин 8 и 13 тетрадь 1 попадает в зону действия дисков 14 и 15, где каждая пара плоских игл 16 с пазами, проходя сквозь отверстия пластин 8, охватывает концы нити 9 и прокалывая бумагу, проталкивает эти концы вниз на противоположную сторону тетради. При прокалывании тетрадь поддерживался снизу пластинами 17. Затем, продолжая движение вместе с транспортерами 6 и 7, тетрадь контактирует с нагревающей планкой 18, которая сначала отгибает концы нитей в сторону, а потом Расплавляет и приваривает их к тетради. После этого в фальцевальной воронке 19 формируется продольный сгиб. Угольник 20 прижимает тетрадь к настилу, а валики 21 обжимают сгиб и выводят тетрадь на приемное устройство.

Дисковые инструменты служат для разрезки, биговки и перфорации листов. В случае изготовления тетрадей-двойников или четверников в машинах среднего и большого форматов возникает необходимость в разрезке листов на части. Такой прием позволяет повысить производительность фальцмашин. Для этого на выходе например, из первого фальцаппарата на приводных валах устанавливают дисковые ножи (рис. 2.17 , г ).

Дисковые инструменты для биговки, перфорации и резания устанавливаются на специальных парных валах, имеющих легкосъемную конструкцию. Валы дисковых инструментов могут устанавливаться как перед, так и после фальцевальных секций.

Биговка - это предварительное нанесение на лист линий сгиба (бигов) с помощью тупых дисковых ножей, которые выдавливают и уплотняют бумагу с частичным разрушением связей в волокнистом материале.

Перфорация - частичное прерывистое прорезание бумаги по линиям сгибов. При образовании второго сгиба применяют как биговальные, так и перфорационные диски, но перед последним корешковым сгибом - только биговальные. При перфорации улучшаются условия образования второго и третьего сгибов за счет частичного разрушения бумаги по линии будущего фальца и уменьшения сопротивления бумаги сгибу в ослабленном сечении. Сквозная перфорация в листе необходима и для последующих сгибов, так как она облегчает выход воздуха из петли из закрытых зон тетради, уменьшает вероятность появления морщин, складок. Перфорация в виде надрезов также используется как средство для бесшвейного скрепления изданий.

Биговка значительно облегчает условия образования сгибов, является эффективным средством улучшения качества фальцовки, так как она повышает точность, способствует образованию плотного фальца, обеспечивает высокую спрессованность тетрадей. Биговка может выполняться несколькими способами:

1) с помощью ролика и кольца с канавкой (рис. 2,17, а);

2) ролика и двух дисков, которые создают щель (рис. 2.17, б);

3) ролика и валика с эластичной оболочкой (рис. 2.17, в).

Конструкция дисковых инструментов и их установка показаны на рис. 2.17, г, д, е. Дисковый нож 1 (резальный, биговальный или перфорационный) крепится на верхнем валу 2 с помощью муфты 3 гайкой 4. Для фиксации ножа 1 в нужном месте на валу 2 служит винт 5. Упорный дисковый контрнож 6 также легко перемещается вдоль вала 7 и фиксируется винтами. Торцевые поверхности упорных контрножей обрабатываются так, что они могут использоваться как опора при биговке и перфорации (рис. 2.17, е), Для предотвращения намотки бумаги на перфорационный нож служит съемник 8.

Устройства для обрезки тетрадей и вырезки полосок . Кроме перечисленных операций на фальцевальных машинах может выполняться обрезка тетрадей по головке и хвостику. Эта операция, естественно, может применяться только при выпуске из машины готовой продукции, страницы которой скреплены, например, клеем.

Возможно разделение готовой продукции, изготовленной двойниками, методом вырезки полоски шириной 3... 12 мм между тетрадями. В этом случае используется устройство для ее удаления из зоны резки.

Клеевые устройства предназначены для нанесения сплошных или прерывистых полос клея, обеспечивающих последующее скрепление тетрадей по корешку. Клеевым способом могут изготавливаться почтовые отправления, футляры для плоских изделий, скоросшивателей и т.п. Скрепленные клеем издания обрезаются по краям. В результате из фальцевальной машины выходят готовые изделия, не требующие дополнительной обработки. Поэтому использование клеевых устройств уменьшает трудоемкость и длительность цикла их изготовления.

Сначала для нанесения клея использовались устройства контактного типа, что сужало их технологические возможности нанесением клея только на одну сторону бумаги. Сейчас созданы устройства нового типа, где нанесение производится бесконтактным способом методом струйной подачи в виде микроточек диаметром до 1 мм со скоростью до 600 точек в секунду. Клеевая головка располагается на расстоянии 5... 10 мм от поверхности листа, и используется холодный водно-дисперсный клей малой вязкости. Для предотвращения отмарывания клея в фальцваликах делаются пазы. Такие устройства позволяют наносить клей сверху и снизу, что значительно расширяет возможности их использования.

Дополнительные фальцевальные секции являются автономными передвижными ножевыми секциями, которые могут присоединяться как к комбинированным, так и кассетным машинам. Движение фальцножа в этих секциях контролируется сенсором, модули оснащены индивидуальным приводом с электронным регулированием скорости. Такой модуль, правда, специфической конструкции, может подсоединяться даже ко вкладочно-швейно-резальному агрегату для получения сгиба, параллельного или перпендикулярного линии корешка готового изделия.

В настоящее время выпускаются два вида фальцмашин: кассетные и комбинированные. Ножевые машины, хотя и не выпускаются, но еще эксплуатируются на некоторых предприятиях.

Рассмотрим особенности построения кассетных и комбинированных машин.

Современные кассетные фальцевальные машины имеют модульное построение: первая фальцевальная секция жестко соединена с самонакладом листов, другие являются автономными, т.е. имеют свой индивидуальный привод и в зависимости от технологической необходимости могут отсоединяться от машины или устанавливаться в нее в другом положении. Модульный принцип построения позволяет создавать машины гибкой конструкции и быстро их переналаживать в зависимости от характера продукции, которая обрабатывается.

Базовый модуль включает в себя кругло стапельный самонаклад, тесемочный транспортер с боковой линейкой и фальцаппарат. Остальные фальцмодули - рольганги с косо установленными роликами, соединенными с фальцаппаратами,

Базовый модуль устанавливается на полу неподвижно, фальцмодули могут легко передвигаться, занимая относительно него любое положение, и затем фиксируются. Фальцевальные аппараты базового модуля и остальных секций имеют верхние и нижние кассеты, Все модули имеют индивидуальный привод с частотно-регулируемыми двигателями, скорость вращения которых регулируется автономно независимо от других. Электрооборудование модулей, из которых составлена машина, образует единую систему, имеющую один кнопочный или оборудованный микромодульной ЭВМ пульт управления, Машина, в зависимости от вида продукции, может иметь до четырех фальцевальных секций и дополнительные устройства.

Кассетные фальцмашины могут состоять из одной, двух, трех и четырех секций, в каждой из которых может быть установлено от одной до шести кассет, большее количество в первых фальцсекциях, меньшее - в последних. На рис. 2.18 , а
показана схема четырехсекционной кассетной машины, которая состоит из самонаклада листов (СЛ), четырех фальцсекций (1ФС, 2ФС, 3ФС, 4ФС) и приемного устройства (ПУ). Для транспортировки листов в первую фальцсекцию используется тесемочный транспортер, в другие - роликовые. Первая фальцсекция с самонакладом образует базовый модуль, остальные секции присоединены под прямым углом. Приемное устройство - каскадного типа. Такая структура является самым распространенным вариантом построения фальцмашин.

На рис. 2.18, в машина состоит из двух параллельных секций (1ФС, 2ФС), а на рис. 2.18, б - из двух перпендикулярных секций (1ФС, 2ФС) для обработки тетрадей в два потока. Принцип ее работы состоит в том, что при фальцовке тетрадей, например, в три взаимно-перпендикулярных сгиба, листы подаются самонакладом (рис. 2.18, г) на первый транспортер 1РТ широкой стороной вперед. После образования сгиба в первой фальцсекции 1ФА листы проходят между дисковыми ножами и разрезаются на две части. Одновременно с разрезкой выполняется биговка или перфорация в местах будущих перпендикулярных сгибов.

На втором транспортере 2РТ каждая часть листа движется вдоль своей выравнивающей линейки и обрабатывается во второй фальцсекции 2ФА отдельно. Аналогично происходит выравнивание листов на третьем транспортере ЗРТ и их фальцовка в третьей фальцсекции 3ФА. Сфальцованные в три сгиба тетради поступают на транспортер приемного устройства ПУ в виде двух каскадных потоков.

Такая схема позволяет значительно увеличить производительность кассетных фальцмашин при выпуске трехсгибных тетрадей, но подача листов длинной стороной вперед требует применения машин большего формата. Например, для обработки листов формата 60 х 90 в обычном варианте необходима фальцмашина формата 60 см, для работы в два потока - 90 см.

Кассетные фальцаппараты имеют большее разнообразие вариантов фальцовки (до четырех перпендикулярных и шести параллельных сгибов), имеют высокую производительность (до 210 м/мин и более), просты в обслуживании. Однако они не беспечивают качественную фальцовку тонких, толстых и неоднородных по толщине листов бумаги, требуют подрегулировки при изменении скорости работы, имеют большие габариты и создают сильный шум при работе.

Комбинированные фальцмашины обычно состоят из первой кассетной и последующих ножевых фальцаппаратов. Первые сгибы выполняются кассетным способом, остальные, когда толщина и жесткость тетрадей увеличивается, в ножевых, В первой секции имеется от 4 до 6 кассет, количество ножевых секций - три, хотя возможно присоединение еще одной, передвижной. Транспортировка листов ко всем секциям осуществляется тесемочными транспортерами. Комбинированные машины комплектуются дополнительными устройствами для перфорирования и биговки, которые устанавливаются на выходе кассетных или ножевых секций.

Появление комбинированных машин связано с тем, что ножевые фальцаппараты обеспечивают высокое качество фальцовки бумаги всех видов и плотности, а кассетные - более производительны. Как известно, наибольшие проблемы возникают при формировании первого сгиба ножевым способом, поскольку размеры листов максимальны, их базирование по двум сторонам требует затрат времени, а фаль-цнож имеет значительные габариты и, как следствие, в механизме возникают значительные инерционные нагрузки. В этом отношении получение 1-го сгиба в кассетной секции является явно предпочтительным. Наоборот, образование последующих сгибов в кассетных фальцаппаратах, особенно при использовании плотных бумаг, не дает высокой точности. Поэтому использование для этой цели ножевых фальцаппаратов намного целесообразнее. Таким образом, комбинированные фальцмашины объединяют положительные качества кассетных и ножевых способов фальцовки и, наоборот, позволяют избежать их недостатков.

Они менее чувствительны к плотности бумаги, имеют значительно большую производительность, чем ножевые машины, более компактны, чем кассетные, обеспечивают лучшее качество фальцовки. Конструкция комбинированных машин также позволяет получить большее Количество вариантов фальцовки. Это обеспечивается благодаря:

1) большему количеству различных фальцаппаратов (кассетный фальцаппарат с шестью кассетами; три и больше ножевых фальцаппаратов, причем один из последних дополняется параллельным ему кассетным фальцаппаратом);

2) значительному количеству возможных модификаций машины одного формата.

На рис. 2.19
показана структурная схема одного из вариантов построения комбинированной фальцевальной машины. Машина состоит из самонаклада листов СЛ, одной кассетной секции 1КС, трех ножевых фальцсекций 2НС, 3НС и 4НС, двух стационарных приемных устройств 3П и 4П соответственно после фальцсекций 3НС и 4НС. Имеется возможность установки передвижного приемного устройства в позицию 1П (после ножевой фальцсекций 2НС) и 2П (после секции 3НС). Если учесть, что кассетная фальцсекция 1КС имеет формулу 3.3, на машине можно получить большое количество вариантов фальцовки тетрадей с перпендикулярными, параллельными и комбинированными сгибами.

Для этой машины может быть применен круглостапельный или плоскосталельный самонаклад. Транспортировка листов от самонаклада к кассетному фальцаппарату осуществляется тесемочным транспортером. После выхода из кассетного аппарата листы перемещаются также тесемочным транспортером. К лентам листы прижимаются шариками. Перед фальцовкой в ножевых фальцаппаратах листы выравниваются по передним упорам. Боковое равнение листа осуществляется плоской пружиной, которая прижимает его к боковому упору.

Принципы управления современными фальцмашинами покажем на примере машин фирмы "Гейдельберг Финишинг" (Германия) . Кроме общепринятых систем управления приводом используется система цифрового (компьютерного) управления DCT 2000, которая позволяет значительно сократить время переналадок и простоев машины. Она состоит из:

• центрального компьютерного пульта;
• пультов управления фальцевальными секциями и приемно-выводным устройством;
• периферийных управляемых устройств;
• кабельной информационной сети с сенсорными устройствами.

Светодиодные сенсоры расположены на пути следования листа от самонаклада через все фальцевальные секции и устройства машины, включая передвижные, и служат для контроля положения листа. Сигналы от них поступают на центральный пульт. Оттуда мгновенно подаются команды на соответствующие периферийные устройства. Кроме того, имеется возможность интегрировать фальцмашину с системой цифрового управления послепечатным производством FCS 100.

Фирма "Гейдельберг Финишинг" (Германия) имеет три модификации систем управления DCT 2000, от DCT 2000 Basis Control (базовый вариант) до более сложной DCT 2000 Standart Control и наиболее совершенной DCT 2000 Basis Comfort Control, которая может работать с каталогом программ фальцовки в количестве 81 штуки, входящим в модуль системы FCS 100 - Compufold, а также упрощенную систему DCT 500 для машин различного назначения. Во всех DCT применяется самонастраивающаяся система, измеряющая длину листа при его транспортировке и автоматически устанавливающая шаг подачи листов и интервал между ними в зависимости от рабочей скорости машины.

Современное состояние компьютерных информационных технологий и средств автоматизации позволяет объединить допечатные, печатные и послепечатные процессы в единую систему с цифровым управлением. Система FCS 100 является составной частью этой системы и предназначена для цифрового управления послепечатными процессами.

Современные модели резальных машин, фальцевальных машин, вкладочно-швейно-резальных агрегатов оснащены пультами компьютерного управления, имеющими сетевую связь. Для фальцевальных машин в систему входят четыре модуля: 1) производственного контроля; 2) цифровой настройки фальцевальных машин с программным каталогом вариантов фальцовки; 3) архивом административных данных; 4) сервисного обслуживания.

Модуль "Производственный контроль" предусматривает протоколирование хода выполнения каждого заказа и работы фальцевальной машины, а именно: тираж издания, количество сфальцованных листов, количество тетрадей в пачке, количество пачек на поддоне, количество отбракованных листов на наладку машины продолжительность наладки, эффективность работы фальцевальной машины, ее простои и т.д.

Формат листа и вариант фальцовки, по которым может настраиваться фальцмашина, могут задаваться еще на допечатной стадии.

Модуль "Сервисное обслуживание" обеспечивает постоянный контроль технического состояния машины и быстрое устранение неполадок с использованием теледиагностики через модем.

Производительность фальцевальных машин. Ритм работы фальцевальных машин зависит от их типа: для кассетных - непрерывный, для комбинированных - циклический, с синхронизацией операций подачи, базирования и ножевой фальцовки. Поэтому производительность кассетных и комбинированных машин будет различной, Часовая производительность кассетной машины будет зависеть от формата листов и скорости их фальцовки:

где v - скорость фальцевания, м/мин; m - количество тетрадей из одного листа; - коэффициент эффективного использования рабочего времени, который выражает отношение времени работы машины к календарному времени; А - длина листа, м; А - величина интервала между листами на первом транспортере ( = 0,02 - 0,03 м); - коэффициент выхода качественной продукции.

Для комбинированных фальцмашин

где n - скорость работы машины, цикл/мин.

Охрана труда при обслуживании фальцмашин. Наибольшую опасность в фальцевальных машинах создают: ножевые фальцcекции; дисковые вспомогательные инструменты; зубчатые передачи, к тесемочные транспортеры; фальцевальные валики. Необходимо быть внимательным при обслуживании этих мест, следить, чтобы были закрыты все кожухи и ограждения. Кроме того, не следует вытягивать деформированные листы, устранять другие неполадки во время работы машины.

Научные исследования по проблематике фальцевальных машин. Как указывалось выше, в россии фальцевальные машины выпускались лишь в 30-е и 50-е годы прошлого столетия, соответственно меньше внимания уделялось их исследованию. Все выполненные исследовательские работы относятся к периоду 60-70-х годов. Из них следует отметить работу В.Г. Фишкова "Исследование механики процессов и устройств ножевой фальцовки" (1966), а применительно к крупноформатным машинам - исследование Е.В. Одиноковой (1973). Механика кассетного фальцобразования и основные параметры кассетных фальцевальных машин детально проработаны В.Д. Козловым (1971). Многие аспекты этих исследований нашли отражение в учебниках и учебных пособиях, в том числе и в настоящем издании.

В фальцевальных машинах, как отмечалось выше, применяются два типа самонакладов листов - крутлостапельный и плоскостапельный. Последний также широко используют в листовых печатных машинах. Ниже сделана попытка произвести расчет привода круглостапельного самонаклада - специфического узла фальцевальных машин.

Круглостапельный самонаклад фальцмашины, схема которого показана на рис. 2.20 , состоит из двух тесемочных транспортеров: верхнего 1 и нижнего 2. Оба транспортера приводятся в движение от общего привода 3 с помощью цепных передач 4 и 5. Последние вращают приводные барабаны верхнего 6 и нижнего 7 транспортеров, Звездочки цепных передач 8, 9 и диаметры приводных барабанов подобраны так, что линейные скорости обоих транспортеров равны между собой. Привод 3 передвигает транспортеры по мере использования бумаги, а потому имеет спорадический дискретный характер.

Необходимый для работы самонаклада приведенный к валу привода крутящий момент определяется зависимостью

гдe 1,2 - коэффициент, который учитывает неопределенные потери на трение; - крутящие моменты, необходимые для привода верхнего и нижнего транспортеров; - тяговые усилия на соответствующих приводных барабанах; - КПД цепных передач; - передаточные числа цепных передач 4 и 5; - приведенный к выходному валу привода момент от сил инерции деталей, которые вращаются и двигаются поступательно.

Определение всех величин, которые входят в уравнение (1), начнем относительно верхнего транспортера. Тяговое усилие на егс приводном барабане является разностью между натяжениями набегающей и сбегающей с барабана ленты:

Для определения этих натяжений разобьем трассу транспортера на ряд характерных точек, которыми являются точки перегиб ленты а, b, с, d, e, f, g. Пользуясь известным методом обхода по контуру и пренебрегая весом лент транспортера, который мал по сравнению с весом бумаги, и незначительным сопротивлением передвижению ленты на холостых ветвях транспортера, получим

где - сопротивление передвижению ленты при ее огибании поворотных роликов (для опор роликов на подшипниках качения можно принять = 1,02... 1,08; W""- удельное сопротивление передвижению ленты транспортера (коэффициент трения ленты по поверхности верхнего стапельного стола можно принять равным 0,2); - длина участка транспортера между точками е и f; - вес одного погонного метра стопы бумаги.

Для того чтобы найти зависимость между натяжениями , рассмотрим условие несползания бумаги, зажатой между двумя лентами верхнего и нижнего транспортеров, при ее огибании приводного барабана. Для этого выделим элементарный объем бумаги и рассмотрим его равновесие под действием приложенных сил (рис. 2.20, б). На выделенный объем действуют: элементарная сила веса d; нормальные элементарные реакции со стороны верхнего и нижнего транспортеров; силы трения между бумагой и верхним транспортером f", между бумагой и нижним транспортером f". Объем бумаги, который рассматривается, находится под углом к вертикали, и угол наклона его боковых граней равен d.

Спроектируем все силы на две взаимноперпендикулярные оси Х и У:

Решение полученной системы дает

где - числовой коэффициент, в котором - плотность бумаги, ; h - высота стопы бумаги, см; В - ширина листов, см; r - средний радиус кривизны бумаги на барабане, см; f" - коэффициент трения в паре бумага - лента транспортера,

Рассмотрим элемент ленты верхнего транспортера, который находится на приводном барабане (рис. 2.20, в). На него действуют: нормальные реакции со стороны бумаги и со стороны барабана dN, силы трения со стороны бумаги f" и со стороны барабана fdN, силы натяжения ленты S и S + dS. Поскольку выделенный элемент находится под действием указанных сил в состоянии равновесия, то

Из последней системы уравнений, учитывая, что

или после подстановки уравнения (5)

Решение дифференциального уравнения (7) представляется в виде

учитывая, что бумага охватывает барабан по дуге, угол которой составляет 180° (в точке д = 0), получим

От точки g к точке а на ленту не действуют никакие внешние дополнительные силы, а поэтому изменение натяжения в ленте описывается формулой Эйлера

где - угол обхвата лентой приводного барабана (рад).

Совместно решая (9) и (10) с учетом (3) и подставляя решение в (2), получим

Тяговое усилие на приводном барабане нижнего транспортера также определим как разность между натяжениями набегающей и сбегающей на барабан ленты

Используя те же самые методы, находим натяжение в точке t

С другой стороны, изменение натяжения ленты от т. t к т. k опирается формулой Эйлера решение которой совместно с (1З) позволяет получить значение самих натяжений в т, k и т. t. Подстановка последних в (12) определяет тяговое усилие на приводном барабане

Приведенный к исходному валу привода момент от сил инерции деталей

где - приведенный к приводному валу момент инерции масс деталей, - моменты инерции () и угловые скорости вращающихся деталей, - массы (кг) и скорости деталей с поступательным движением, м/с; -угловые скорость (с ускорение приводного вала, . - шаг зубцов и диаметр впадин храпового колеса;

Единственным изготовителем фальцевального оборудования на территории стран СНГ является АО "Киевполиграфмаш" (Украина). В настоящее время он выпускает машины моделей БФ-56-30 и БФ-48-20 (цифры в моделях фальцевальных машин означают максимальный и минимальный формат листов по ширине, см).

Модель БФ-56-30 - это комбинированная автоматическая машина для фальцовки продукции в один, два (параллельные или взаимно-перпендикулярные), три (два параллельных и перпендикулярный или взаимно-перпендикулярные) и четыре (два параллельных и два перпендикулярных) сгиба. Машина позволяет получить 8-, 16- и 32-страничные тетради для книжно-журнальной продукции.

Машина имеет три режима: два рабочих, которые обеспечивают непрерывную подачу листов или подачу с интервалом, и режим наладки. Блокировки выключают двигатель главного привода при подаче одновременно двух листов, смятии листов при фальцовке, отсутствии бумаги на стапельном столе, ручном проворачивании отдельных узлов, открытых кожухах и оградах. На машине имеется счетчик листов.

Плоскостапельные самонаклады машин состоят из механизма подъема стапеля, вакуумного барабана и системы раздувания листов. Механизм подъема стола имеет привод от индивидуального электродвигателя через двухступенчатую зубчатую передачу, электромагнитные муфты, спаренные червячные пары и звездочки, приводящие в движение две вертикально расположенные цепи, к которым крепится стол стапеля.

Механизм привода вакуумного барабана состоит из электродвигателя с регулированным числом оборотов, клиноременной передачи и датчика частоты вращения, который управляет подачей вакуума на барабан. Выравнивающий транспортер служит для транспортировки листов от самонаклада к фальцаппарату. Он состоит из косо расположенного тесемочного транспортера и датчика двойного листа. Кассетный фальцаппарат имеет две кассеты (верхнюю и нижнюю) и служит для образования одного или двух сгибов, а при необходимости для биговки, перфорации и разрезки листов. Ножевая фальцсекция имеет механизм привода ножа с поступательным движением. Каскадная приемка обеспечивает выкладку и подсчет сфальцованных тетрадей.

Модель БФ-48-20 - это комбинированная полуавтоматическая машина для фальцовки в один, два (параллельные или перпендикулярные) или три сгиба. Машина позволяет получить 8- и 16-страчные тетради книжно-журнальной и рекламной продукции.

В состав машины входят: стол ручной подачи листов; фальцевальный аппарат (один кассетный, один или два ножевых); приемное устройство каскадного типа.

Выпуском фальцевального оборудования занимаются приблизительно 50 фирм Германии, Швейцарии, Англии, Японии и др. Однако в России наиболее известны фальцмашины фирм: "Бремер", "Шталь" которые вошли в фирму "Гейдельберг Финишинг", МВО, GUK, Неrzog-Heimann, Германия; Eurofold, Швейцария; Morgana, Англия; Acson - бывшая "Софрапли", Франция. Несколько менее известны фирмы Shoei и Horizon, Япония; Purlux, Китай и др.

Фирма "Гейдельберг Финишинг" (Германия) в настоящее время является одной из ведущих производителей фальцевального оборудования в мире, унаследовав традиции своих широкоизвестных предшественников. Сейчас фирма выпускает машины ряда "Stahlfolder" в двух модификациях: Pro-line и Top-line. Pro-line - это серия фальцевальных машин традиционного построения, Top-line - серия высокоавтоматизированных машин с широким применением программированных микропроцессорных устройств которые по первому листу, который прошел качественную фальцовку, "запоминают" основные параметры регулировочных устройств фальцсекций для использования их при повторении заказа.

Машины этой линии оснащены системой централизованной переналаладки по командам, которые поступают из центра обработки заказов. Она позволяет с помощью персонального компьютера на каждый заказ составлять карту фальцовки. После введения технических параметров (формат листа, количество страниц, спуск полос, вид фальцовки) система выбирает схему и режим фальцовки в зависимости от типа машины и выдает карту переналадок основных механизмов от самонаклада до приемки.

Фирма выпускает кассетные фальцавтоматы серий Ti и TD и комбинированные - серий Ki и KD, которые охватывают большой диапазон размеров листовой продукции от 35 х 51см до 142 х 165 см.

В модификации Pro-line изготовляются:

Кассетные машины моделей Ti 36, Ti 40, Ti 52, Ti 55, TD 66, TD 78;

Комбинированные машины моделей Ki 55, KD 66, KD 78.

В модификации Top-line выпускаются:

Кассетные машины моделей TD 52, TD 66, TD78, TD94, TD 112, TD142;

Комбинированные машины моделей KD 66, KD 78, KD 94.

Кроме того, фирма выпускает малоформатную кассетную машину Т 34 Quickfolder, многокассетные (количество кассет в одной ceкции 6, 8, 10, 12, 14, 16) машины моделей Т 66, TF 66/TD 66, TF 78/TD 78, специализированные фальцевальные кассетные машины серии "TD-FleksoMailer" форматов 78, 94 и 112 см для обработки разнообразной акцидентной продукции, нанесения горячего и холодного клея, вырубки шлицев, разрезки листов, приклеивания карточек и др.

Машины могут иметь три вида самонакладов: плоскостапельный, палетный и круглостапельный. Кассеты могут быть выполнены как в обычном варианте, так и со звукопоглощающими кожухами. Машины имеют как каскадный вывод, так и вывод спрессованных и обвязанных стоп тетрадей. Фирма также выпускает большой комплект дополнительного оборудования; фальцсекцию IV сгиба VFZ52, самостоятельную фальцсекцию EF 63, сокращенную каскадную выкладку с устройством прессования SKP 66, вертикально-листовую выкладку SB с прессекцией PC, вертикально-листовую выкладку SBP и др.

Фирма МВО (Германия) существует более 30 лет. Выпускает большую номенклатуру фальцевальных кассетных и комбинированных машин на ширину листов от 45 до 142 см, а также добавочное оборудование для комплектации ФМ.

Кассетные ФМ : рабочая ширина - 46; 52; 54, 64; 66; 74; 102; 112; 130 и 142 см, максимальная скорость 180 или 205 м/мин.

Комбинированные ФМ : рабочая ширина - 54; 64; 66; 76; 84 и 102 см, регулируемая скорость фальцовки в диапазоне от 10 до 180 м/мин.

Особенности этих машин; модульное построение; широкая гамма дополнительного оснащения; высокая технологичность обработки всех деталей; бесшумная работа узлов; применение электронного управления и диагностики.

Фальцевальные валики имеют винтовое комбинированное покрытие, привод осуществляется плоским синтетическим ремнем, который обеспечивает их бесшумное вращение без проскальзывания. Ножевые фальцсекции комбинированных машин имеют нециклический режим работы, нож каждого фальцаппарата срабатывает при подходе очередного листа к передним упорам. Команда на включение подается фотодатчиком при перекрытии его листом. Это существенно увеличивает производительность работы машины на малых форматах. Используются самонаклады трех видов (круглостапельные, плоскостапельные, палетные) и микропроцессорное управление. Конструкция фальцмашин предусматривает использование дополнительных устройств: обрезки краев, перфорации, фальцовки со склейкой.

Транспортирующие устройства листов с плоскими вакуумными ремнями, величина вакуума регулируется, используется антипатический транспортный стол. Планки фальцкассеты изготовлены из нержавеющей стали с керамическим неизнашивающимся покрытием, регулировка упора - микрометрическая. Измерение длины листов и автоматический расчет и установка интервала их движения, синхронизация работы ножевых секций; электронный контроль за перемещением листа, контроль его остановки при фальцевании; устройство сервисной диагностики и мультифункциональный счетчик с возможностью расширения для занесения в память и сохранения рабочих данных; настройка фальцкассет основана на каталоге 250 образцов фальцовки; имеется электронный справочник по эксплуатации для настройки кассет, вальцваликов, упорной линейки и т.д.

Имеется несколько передвижных приемных систем готовой продукции каскадного типа (3 модели различного назначения): вертикальный выклад с прессованием; плоский (горизонтальный) выклад продукции в виде вертикальной стопы с прессованием; обандероливающее устройство.

Выпускаются также фальцмашины для шитья тетрадей термонитями для изготовления 8, 12, 16, 24 и 32-страничных тетрадей.

Фирма GUK (Германия) - крупный производитель фальцмашин. Фирма известна с 1952 г., ежегодно производит около 1500 машин, в номенклатуре около 150 моделей и модификаций, фирма выпускает фальцмашины на ширину листов 21, 30, 35, 36, 43, 45, 49, 52 и 72 см. Кассетные машины серии FA на форматы 35, 36, 45, 49, 52 и 72 см. Это трехсекционные машины по 12 модификаций на каждый типоразмер в зависимости от комплектации машин устройствами и конфигурации построения.

Комбинированные фальцмашины серии К выпускаются размерного ряда 49, 52 и 72 см. При этом модель, например, К52 имеет около 32 различных модификаций. Модель К72 имеет 32 модификации, в кассетной секции от 2 до 6 кассет, количество ножевых секций от 1 до 4, максимальный формат 72 х 104 см, возможна установка круглостапельных или плоскостапельных самонакладов. В машине использовано наиболее современное электронное оборудование, например, бесступенчатая регулировка расстояния между листами, контроль двойного листа, контроль скорости ФМ. Все ножи управляются специальным микропроцессором, производительность модели - до 40 тыс. тетрадей/ч.

Фирма выпускает также специализированные рулонные фальцевальные машины, используемые в упаковочной промышленности. Отпечатанные в виде рулонов вкладыши отрезаются, фальцуются и вкладываются в картонную коробку.

Фирма "Eurofold" (Швейцария) специализируется на выпуске кассетных фальцевальных модулей для обработки листов средних форматов А2 и A3. Соединение фальцевальных модулей позволяет получать различные комбинации оборудования для разных работ разнообразной комплектации. Возможно присоединение дополнительного оборудования.

Фирма "Herzog-Heimann" (Германия) выпускает современные кассетные фальцмашины, имеющие все соответствующие параметры (автономный привод секций, дополнительные дисковые инструменты, регулировка скорости с электронного пульта, самонаклады двух типов, возможна установка дополнительных устройств). Максимальное количество секций - 3, количество кассет в секции 2, 4 или 6. Форматы продукции 320 х 490, 420 х 640, 520 х 790, 620 х 840 и 720 х 1040 мм. Скорость фальцовки - от 40 до 160 м/мин.

Фирма "Shoei" (Япония) выпускает широкую гамму профессиональных машин, отличающихся по формату, конфигурации, технологическим возможностям, типам самонакладов и приемных устройств. Возможно использование круглостапельного и плоскостапельного самонакладов. Большой диапазон форматов от 520 х 850 до 1120 х 1650 мм. Ножевые фальцсекции комбинированного типа с встроенными кассетами, наличие комбинированных ноже-кассетных секций, система компьютерного контроля, электронная регулировка цикличности.

Ширина обрабатываемых листов - 470, 520, 560, 660, 740, 820, 970 и 1120 мм, скорость - до 40 000 листов/ч.

Фирма предлагает также узкоспециализированные фальцевальные машины для выполнения специальных видов работ: многосгибной фальцовки малоформатных вкладышей (для упаковки лекарств и парфюмерии), изготовления пакетиков, изготовления продукции с предварительной отрезкой листа от рулона. Выпускается 4 серии рулонных машин на 26, 36, 40 и 44 см.

Фирма "Acson" (бывшая Sofrapli), Франция. Выпускает 25 моделей ФМ форматом от 35 х 55 до 50 х 70 см с пневматическими и фрикционными самонакладами. С высоким и низким стапелем, три вида кассет, три вида приемных устройств. Комбинированные валики, противошумные кожухи, электронное регулирование скорости. Возможно добавочное оснащение для биговки, перфорации и резки, устройство клеевого скрепления (до 8 сопел), могут наносить клей как полосами, так и точками в нескольких местах, координаты нанесения программируются. Скорость - от 20 000 до 30 000 т.ч.

Фирма "Purlux" (Китай) выпускает комбинированные фальцмашины больших форматов от 490 до 780 мм различного простроения и комплектации. В ножевых секциях нож управляется электроники по сигналу оптического датчика. Каждая секция имеет индивидуальный привод. Все машины могут оснащаться дополнительными дисковыми инструментами для резки, биговки и перфорации. Могут дополнительно поставляться устройства стапелирования и прессования тетрадей. Скорость - до 150 - 200 м/мин.

Фирма "Horison" (Япония) выпускает кассетные фальцевальные машины современного уровня для обработки листов малого (ширина 35 см) и среднего формата (ширина 49-50 см), на которых возможно использование компьютерного управления. Скорость - до 12-15 тыс.л/ч.

Фирма "Моrganа" (Англия) специализируется на выпуске мало- и среднеформатных кассетных машин форматов 32 х 45 и 38 х 45 см, использует пневматический самонаклад, количество кассет - 2, скорость - до 30 тыс.л/ч.

Продолжительное время основным поставщиком фальцевального оборудования в Россию была фирма "Полиграф" (позже "Бремер" ), Германия. Большинство наших типографий было оснащено оборудованием именно этой фирмы, преимущественно серии "Мульти эффект". Это кассетные машины 5045, 5056, 5073, 5090, 5112, комбинированные 2656, 2673, К73, а также вспомогательное оборудование: пресс-приемка ВА 510, швейно-фальцевальный автомат 341, передвижная ножевая фальцсекция и др. Особенности некоторых моделей представлены ниже.

Модель 5045 . Это малоформатная кассетная машина, которая в максимуме имеет формулу 22.22.11, т.е. она может состоять из одной, двух или трех кассетных секций. Самонаклад плоскостапельный, с нижним вакуумным барабаном. Модель может выпускаться в нескольких вариантах благодаря модульному принципу построения фальцсекций: для взаимно-перпендикулярной фальцовки, для взаимнопараллельной фальцовки с количеством фальцсекций от 1 до 3. Приемка каскадного типа с выводом в вертикальную стопу. Масса бумаги от 40 до 140 , скорость работы 40-140 м/мин. Самонаклад может быть двух видов: для малоформатных листов и с продленным столом для форматов до 450 х 840 мм,

Модель 5056 . Эта машина изготовлялась с круглостапельным или плоскостапельным самонакладом, имеет до 3-х кассетных секций, Формула машины от 11 до 33.22.11. Приемка каскадного типа. Как и предшествующая модель, может иметь различные варианты установки фальцсекций.

Модель 5073 выпускалась в модификациях 5073/6, 5073/6F. Машина комплектовалась круглостапельным самонакладом RSA, плоскостапельным малоформатным FSA или PSA. Транспортер первой фальцсекций - тесемочный, второй и последующей - роликовый. Максимальная скорость до 150 м/мин. Формула фальцсекций в максимальном варианте 33.33.11.01. Технические характеристики фальцевальных машин приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Технические характеристики фальцевальных машин ведущих фирм

Фирма, страна	Модель	Тип машины	Формат листов, см		Максимальная скорость, м/мин, тетр/мин	Число секций
			максимальный	минимальный
АО "Киев полиграфмаш”, Украина	Бф-46-20	комб.	48х75	10х13	100	2
	Бф-56-30	комб.	58х90	14х23	150	3
Гейдельберг Финишинг, Германия	Ti36 ProLine	касс. -"-	36х65 40х65	8х10 8х10	160 м/мин 180	3
	Ti52 PL	-"-	52х84	10х15	180	3
	Ti55PL	-"-	55х90	10х15	200	3
	TD52 TopLlne	-"-	52х84	10х15	180	2
	TD66 PL	-"-	66х104	10х15	200	3
	TD78 PL	-"-	78х116	14х18	210	3
	TD66TopLine	-"-	66х104	14х18	210	4
	TD78 TL	-"-	78х116	14х18	210	4
	TD94TL	-"-	94х132	14х18	210	4
	TD112TL	-"-	112х162	30х40	210	4
	TD142TL	-"-	142х165	55х50	210	4
	Ki55 PL	комб.	55х90	10х14	200 тетр/мин	3
	KD66 PL	-"-	66х104	10х14	200	4
	KD78 PL	-"-	78х116	14х20	200	4
	KD66TL	-"-	66х104	14х18	200	4
	KD78 TL	-"-	78х116	14х18	200	4
	KD94TL	-"-	94х152	20х30	200	4
МВО, Германия	T49	касс.	49х68	15х20	200 м/мин
	T52	-"-	52х72	15х20	200
	T69	-"-	69х112	15х20	200
	T79	-"-	81х120	15х20	200
	T102	-"-	102х145	20х30	190
	T112	-"-	112х165	20х30	180
	T130	-"-	130х165	25х35	180
	T142	-"-	142х165	30х40	180
	K55	комб.	56х92	15х20	180 тетр/мин
	K65	-"-	65х96	15х20	180
	K72	-"-	72х104	15х20	180
	K79	-"-	81х120	15х20	180
	K102	-"-	102х145	20х30	180
GUK, Германия	FA35	касс.	35х65	7х9	40 000 тетр/ч	2
	FA36	-"-	36х65	7х9	40000	2
	FA45	-"-	45х50	7х9	40000	2
	FA49	-"-	50х70	10,5х13,5	40000	4
	FA52	-"-	54х80	15х19	40000	4
	FA72	-"-	74х104	15х19	40000	4
	K49	комб.	50х70	10,5х13,5	40000	4
	K52	-"-	54х80	15х21	40000	4
	K72	-"-	74х104	15х21	40000	4
Herzog-Heimann, Германия	S20/32	касс.	32х49	10х15	160 м/мин	3
	S20/42	-"-	42х64	10х15	160	3
	S20/52	-"-	52х74	10х15	160	3
	S20/62	-"-	62х84	15х20	160	3
	S20/72	-"-	72х104	15х20	160	3

Рассмотрев конструкции фальцевальных машин, можно сделать вывод, что технический прогресс в этом виде оборудования сейчас идет в нескольких направлениях.

Медленно, но постоянно возрастает производительность фальцмашин, достигая 50 тыс. тетрадей в час для кассетных машин, а скорость фальцовки - до 210 м/мин.

Общепринятой схемой построения кассетных машин является модульная компоновка из автономных секций.

Для облегчения загрузки круглостапельного самонаклада листами-оттисками и увеличения продолжительности их работы без дозаправки используются стопоподъемники, а верхний стапельный стол существенно удлиняется.

Самонаклады фальцевальных машин (рис. 2.21, а-в ) различные по конструктивному исполнению : круглостапельные, плоскостапельные и палетные.

Приемные устройства (рис. 2.21, г-д
)используют также разного типа: с каскадным выводом; с выводом в виде горизонтальной стопы повышенной емкости; с формированием стоп тетрадей разной высоты; с обжимом и обвязыванием пачек полимерной лентой.

Широко используются передвижные фальцевальные секции, приемные и дополнительные устройства.

Продолжается работа по уменьшению шумности работающей машины применением шумопоглощающих кожухов, бесшумного привода фальцваликов, применением тесемочных транспортеров.

В конструкциях ножевых фальцсекций расширяется применение поступательного движения ножа в вертикальной плоскости, а включение механизма ножа осуществляется листом через фотодатчик с помощью включения электромагнитной муфты-тормоза,

Сокращается время на переналадку машин за счет улучшения удобства их обслуживания и применения микропроцессорной системы управления.

Все фирмы используют фальцвалики комбинированного типа с кольцевыми вставками из полиуретана, что существенно улучшает качество проводки листов. Все регулировки фальцваликов выполняются дистанционным способом по образцам.

Кроме фальцмашин полиграфического профиля расширяется их использование для обработки не только листовой, но и рулонной продукции с отрезкой заготовок, их фальцовкой и вложением сфальцованных изделий в упаковку. Этот способ нашел широкое применение в фармацевтической и парфюмерной промышленности.

Появились комбинированные фальцсекции (ножевые с кассетой или кассетные с вмонтированным ножом), что существенно увеличивает их технологические возможности без значительных затрат.

Совершенствуются конструкции кассет, используются специальные износостойкие материалы и покрытия, в частности керамическое; регулировка кассет становится более тонкой, а управление ею вместо рулонного все чаще становится автоматическим, с пульта управления.

Кроме традиционных тесемочных и роликовых транспортеров некоторые фирмы используют вакуумные ремни с регулировкой величины вакуума, что исключает необходимость использования прижимных шариков, а процесс транспортировки становится более стабильным.

Для контроля правильности позиционирования листа перед фальцовкой используются фотодатчики. В приводе фальцваликов разными фирмами используются два варианта: бесшумные зубчатые или зубчато-ременные передачи.

Расширяется применение микромодульных ЭВМ, которые выполняют расчет параметров наладки фальцаппаратов (скоростей 2-й и 3-й фальцсекции, интервала между листами), контролируют такт подачи листов самонакладом, включая и выключая вакуум в вакуумном цилиндре листоотделяющего устройства; управляют пуском и остановкой фальцсекции при включении и выключении машины; обрабатывают сигналы от блокировок (подача двух листов одновременно или их сминание); проводят подсчет листов и тетрадей; сигнализируют о возникших неполадках и даже подсказывают способы их устранения.

Все большее применение в фальцмашинах находят компьютерные системы управления, которые охватывают все важнейшие функции машин. Происходит интегрирование управления фальцмашинами в систему управления не только с послепечатными, но также и с допечатными и печатными процессами.

Фальцмашины комплектуются целой гаммой дополнительных устройств, а именно: каландрирующими, приемно-прессующими и обвязывающими устройствами, передвижными фальцсекциями и др. Фальцевальные машины оборудуются устройствами для разрезки листов, обрезки тетрадей с двух сторон, нанесения клея на фальц, биговки, перфорации, вырезки полоски и выполнения других специфических операций, значительно расширяющих технологические возможности машин.

Фальцовка - операция, позволяющая сформировать из одного листа многостраничную тетрадь. Если при изготовлении многостраничных изданий на рулонных офсетных машинах фальцовка, как правило, выполняется «в линию» с печатью, то при использовании
листовых офсетных машин типография должна быть оснащена специализированным фальцевальным оборудованием.

Фальцевальные машины различаются форматом, типом и числом фальцевальных секций, производительностью и степенью автоматизации управления. Формат и производительность фальцевального автомата должны быть согласованы c форматом и производственной мощностью имеющихся в типографии печатных машин. Несоответствие по формату может привести к необходимости дополнительных операций подрезки стоп оттисков, а недостаточная производительность сделает фальцовку узким местом технологического процесса. Степень автоматизации машины должна быть тем выше, чем меньше обрабатываемые на машине тиражи (разумеется, при достаточно высокой загрузке машины).

Независимо от технологических характеристик фальцевальные автоматы включают следующие основные модули: самонаклад, фальцевальные секции и приемное устройство. Для транспортировки листов через секции машины служит система листопроводки. Кроме того, фальцевальные машины могут комплектоваться дополнительными технологическими узлами и модулями.

Самонаклады

Конструкция листоподающих устройств фальцевальных автоматов более простая по сравнению с листовыми печатными машинами. Это обусловлено тем, что в фальцавтоматах не требуется выравнивание листов перед их передачей листопроводящим устройствам. Самонаклады служат для поштучного отделения листов от стопы и их подачи в машину. В современных фальцевальных автоматах используются два типа самонакладов: плоскостапельные и круглостапельные.

Плоскостапельные самонаклады подают листы из установленной на плоском столе вертикальной стопы. Основными механизмами плоскостапельных самонакладов являются стапельный стол, листоотделяющая система и листоподающее устройство.

Стапельный стол представляет собой подвижную в вертикальном направлении плоскую платформу. При укладке на стол стопа выравнивается по передним упорам. Подъем стола осуществляется по мере уменьшения высоты стопы, чтобы ее верхние листы оказались в позиции подачи в машину. Положение стопы контролируется специальным датчиком.

Разновидностью плоскостапельных самонакладов являются так называемые паллетные самонаклады, которые позволяют загружать в фальцавтомат стапель листов на поддоне, уложенный в приемном устройстве листовой печатной машины.

Листоотделяющая система плоскостапельного самонаклада может включать боковые и задние раздуватели, щетки и присосы. Раздуватели создают воздушную прослойку между листами, облегчая их отделение друг от друга. Щетки придерживают нижние листы. В наиболее сложных самонакладах лист отделяется от стопы головкой с присосами, захватывающей его за заднюю кромку и передающей листоподающему устройству. В простых самонакладах лист отделяется от стопы за счет «воздушной подушки», создаваемой боковыми раздувателями, после чего он подхватывается листоподающим устройством. Наиболее развитые системы листоотделения используются в самонакладах машин большого формата.

Листоподающее устройство, как правило, представляет собой ротационный цилиндр с отверстиями, захватывающий листы за счет вакуума, который создается между его поверхностью и поверхностью листа. Вакуум создается в нужные моменты цикла за счет удаления воздуха из внутренней полости цилиндра. Для улучшения контакта с листами на цилиндр может быть нанесено полиуретановое покрытие.

Круглостапельные самонклады включают два стола - верхний и нижний, транспортную систему, а также листоотделяющее и листоподающее устройства.

Листы в круглостапельных самонакладах укладываются на верхний стол с небольшим сдвигом друг относительно друга (вроспуск), формируя каскадный поток. Боковое выравнивание листов при их укладке на верхний стол выполняется по специальной линейке. Поток листов подается на нижний стол с помощью транспортной системы, включающей ленточный или роликовый транспортер верхнего стола, барабан, а также ленточный транспортер нижнего стола. При проводке между столами листы зажимаются между поверхностью барабана, диаметр которого равен или несколько больше расстояния между столами, и лентами нижнего транспортера.

Нижний стол служит для подачи листов в машину. Со стороны технологических секций поток листов на нижнем столе ограничивает наклонная планка. Над нижним столом расположены листоотделяющее и листоподающее устройства. Листоотделяющее устройство включает боковые раздувы, отделяющие крайний лист каскадного потока, а также ролики и/или крючки, придерживающие задние кромки последующих листов. Отделенный от потока лист захватывается непрерывно вращающимся вакуумным цилиндром и подается в машину. Высота каскадного потока контролируется датчиком.

Главным достоинством круглостапельных самонакладов является возможность загрузки бумаги без остановки машины, а кроме того, они характеризуются надежным отделением листов от потока и высоким быстродействием. К их недостаткам относятся большие габариты и ограниченная емкость.

Плоскостапельные самонаклады представляют собой компактные устройства и имеют б о льшую емкость, чем круглостапельные, однако для их зарядки, как правило, требуется остановка машины (используемые в листовых печатных машинах системы зарядки стапеля нонстоп в фальцевальном оборудовании изза высокой стоимости не применяются). Поэтому использование плоскостапельных самонакладов особенно эффективно при работе с небольшими тиражами.

Листопроводка

Проводка листов через фальцевальную машину выполняется роликовыми или тесемочными транспортерами. Скорость движения транспортеров несколько выше, чем скорость, сообщаемая листу вакуумным цилиндром самонаклада. В отличие от листовых офсетных машин, где лист жестко фиксируется механическими захватами листопроводящих цилиндров, в фальцевальных машинах лист транспортируется за счет сил трения, которые возникают между его поверхностью и поверхностями тесемок и роликов транспортеров.

Для обеспечения стабильной и надежной проводки листа транспортеры фальцевальных машин комплектуются специальными прижимающими линейками. Такие линейки содержат гнезда, в которые устанавливаются шарики, прижимающие лист к поверхности роликов или тесьмы. Шарики могут изготавливаться из разных материалов, но при этом они должны иметь высокую гладкость и не накапливать на своей поверхности статическое электричество. Количество и масса шариков подбираются в зависимости от толщины и формата листов. Для повышения жесткости листа элементы листопроводки (выравнивающие и ограничительные линейки) могут немного изгибать его в продольном направлении.

В процессе проводки листа должно выполняться его выравнивание. С этой целью ролики или одна из тесемок транспортера располагаются под углом к основному направлению движения листа, приталкивая его к боковой выравнивающей линейке. Этот угол должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить выравнивание листа до его подхода к фальцевальной секции, однако сообщаемое боковое ускорение не должно приводить к сминанию кромки листа при контакте с линейкой. Поэтому величина угла установки роликов или выравнивающей тесьмы имеет самое маленькое значение перед первой секцией, когда жесткость листа минимальна, и возрастает по мере прохождения листа через машину и повышения его жесткости в результате фальцовки.

Тесемочные транспортеры стоят дешевле роликовых, однако роликовые обеспечивают более стабильные условия проводки листов, благодаря жесткости роликов и постоянству давления между ними и прижимающими шариками. В некоторых современных машинах применяются вакуумные тесемочные транспортеры, исключающие необходимость в прижимающих линейках.

Фальцевальные аппараты

Фальцовка листа выполняется парой стальных валиков, которые обжимают согнутый лист - так называемую петлю, - образуя фальц. Для улучшения контакта с листом на поверхность валиков наносится насечка и одеваются полиуретановые кольца. Усилие обжима определяется расстоянием между фальцевальными валиками и зависит от толщины бумаги, числа и взаимного расположения сгибов и ориентации волокон в листе. Самое большое усилие требуется при фальцевании толстых бумаг, многосгибных тетрадей и при формировании сгибов поперек волокон бумаги.

В зависимости от способа формирования петли фальцаппараты делятся на два типа: кассетные и ножевые.

В кассетный фальцевальный аппарат входят система из трех валиков и кассета. Валики предназначены для подачи листа в кассету, формирования петли и фальцовки листа. Они образуют две пары: подающую и фальцевальную (один валик является общим). Кассета имеет полость для вхождения листа с ограничителемупором и устанавливается под углом к горизонтальной плоскости.

При работе машины пара подающих валиков вводит лист в кассету, при этом лист изгибается на угол ее установки. После того как передняя кромка листа упирается в ограничитель, лист останавливается. Поскольку валики продолжают подавать лист, у входа в кассету образуется петля. Она захватывается вращающимися фальцевальными валиками, которые формируют сгиб и выводят лист в следующую кассету или на транспортер.

Основными технологическими регулировками кассетной секции являются зазоры в парах валиков и положение упора кассеты. Зазоры между валиками для подающих валиков должны соответствовать толщине листа на входе в секцию, а для фальцующих валиков - толщине листа после сгиба. Положение упора кассеты регулируется вручную или автоматически и определяет положение фальца на листе. В наиболее совершенных машинах может регулироваться угловое положение упора, что позволяет выравнивать фальц относительно печатного изображения.

Угол установки кассеты обычно составляет 3045°. При большом значении угла затрудняется ввод листа в кассету и увеличивается его трение о стенки кассеты, при малом значении угла возрастает сила удара листа об упор, что может вызвать смещение точки образования фальца. Требуемая величина зазора между стенками кассет зависит от толщины листа и в наиболее совершенных машинах может регулироваться.

Кассетная секция содержит несколько кассет, которые располагаются в шахматном порядке и используются для образования параллельных фальцев, в том числе для фальцовки намоткой и гармошкой. В секции, содержащей несколько кассет, фальцевальные валики предыдущей кассеты служат подающими для последующей кассеты - на две кассеты приходится четыре валика. Не используемые при выполнении заказа кассеты демонтируются из секции, а на их место устанавливаются специальные упоры, направляющие лист без образования петли в следующую пару валиков.

В ножевых фальцевальных аппаратах петля образуется в результате деформации листа ножом. Кроме фальцваликов ножевой фальцаппарат содержит механизмы равнения листа, торможения листа и ножа.

Как правило, лист транспортируется в позицию фальцовки тесемочным транспортером. Перед фальцовкой он выравнивается по передним упорам. Для уменьшения силы удара при касании кромкой листа выравнивающих упоров, что может вызвать смятие листа, а также снизить точность фальцовки, могут применяться вакуумные тормозные устройства. После выравнивания листа на него опускается нож, который прогибает лист и перемещает образовавшуюся петлю в щель стола к вращающимся фальцевальным валикам, которые формируют сгиб.

В ножевых фальцевальных аппаратах регулируются расстояние между валиками и глубина опускания ножа. Расстояние между валиками должно быть установлено в соответствии с толщиной сфальцованного листа. Глубина опускания ножа подбираетсяа таким образом, чтобы нож надежно вводил петлю между валиками, но не касался их поверхности, так как при этом резко возрастает износ и ножа, и валиков. Чрезвычайно важно, чтобы в нижнем положении ножа его кромка была параллельна осям фальцевальных валиков и равноудалена от них.

Главным достоинством ножевых фальцевальных аппаратов является высокая точность фальцовки при работе с материалами различной толщины, в том числе при большом числе сгибов. Ножевые фальцаппараты компактны, однако их техническое обслуживание и ручная наладка затруднены изза плохой доступности механизмов. К существенным недостаткам ножевых фальцаппаратов относится ограниченный выбор схем фальцовки (параллельная фальцовка, как правило, невозможна) и ограниченная производительность вследствие наличия в механизме совершающего возвратнопоступательное перемещение ножа.

Кассетные фальцевальные аппараты предлагают очень большой выбор схем фальцовки и характеризуются высокой производительностью, поскольку все их механизмы либо вращаются с постоянной скоростью, либо неподвижны. Они отличаются сравнительно несложной конструкцией и просты в наладке. Однако точность кассетной фальцовки ниже, чем ножевой, и в большой степени зависит от толщины листа. Фальцовка в кассетных устройствах очень тонких и очень толстых бумаг, а также получение многостраничных тетрадей обычно технологически сложна или вообще невозможна.

В настоящее время широкое распространение получили комбинированные фальцевальные машины, в которых первые фальцы формируются в кассетных секциях, а последние - в ножевых. В таком оборудовании используются возможности кассетных секций по формированию параллельных фальцев и способность ножевых аппаратов с высокой точностью фальцевать многостраничные тетради.

Дополнительные устройства

Фальцевальные машины могут комплектоваться штанцевальными устройствами, а также клеевыми аппаратами. В фальцавтоматах устанавливаются ротационные штанцевальные устройства для разрезки, биговки и перфорации листов. Разрезка дисковым ножом может применяться при изготовлении тетрадейдвойников и дает возможность увеличить коэффициент использования формата машины. Биговка и перфорация применяются для облегчения формирования фальца при работе с плотными материалами или при большом числе сгибов. Биговка предполагает продавливание в материале линии будущего фальца, перфорация - пунктирный надрез материала по линии фальца. Для облегчения формирования последнего сгиба (корешка тетради) следует использовать только биговку, но не перфорацию.

Нанесение клея в фальцевальной машине целесообразно, если позволяет значительно сократить производственный цикл или, в идеале, получить на выходе готовый, не требующий дополнительной обработки продукт. Современные фальцевальные машины могут комплектоваться аппаратами с контактным или бесконтактным нанесением клея по месту будущего фальца.

Приемные устройства

Приемные устройства фальцевальных машин формируют каскадный поток или горизонтальную стопу сфальцованных тетрадей.

В первом случае после последней фальцевальной секции тетради выводятся на замедляющий ленточный транспортер, где формируется каскад, а затем выводятся каскадным потоком на горизонтальный стол или укладываются в вертикальную стопу. При выводе в горизонтальную стопу тетради укладываются корешками вниз.

Приемные устройства современных фальцевальных машин могут оснащаться системами выделения (маркировки) заданного количества тетрадей и прессующими устройствами. Иногда возможна комплектация системами обандероливания пачек тетрадей.

Fast Ролевые печатные машины FAST-200 , FAST-300 и FAST-350 индийской компании Grafitek International одинарной ширины и одинарной развёртки цилиндров, предназначены для цветной газетной печати. Модели отличаются производительностью и максимальным объёмом выпускаемых газетных полос. За основу GRAFITEK FAST взяты лучшие образцы рулонных офсетных машин GOSS (Rockwell Graphic Systems Inc).

FAST-200 работает со скоростью до 20’000 оттисков в час и может одновременно сфальцевать до 4 бумажных полотен, выдав тем самым 16-ти полосную цветную или черно-белую газету формата (А2), или 32-полосную газету формата (A3). У модели FAST-300 максимальная скорость до 30’000 отт./час и максимум 6 (8 в специальной комплектации) полотен на фальцовку, у FAST-350 — 35’000 отт./час и 12 полотен соответственно. Машины могут быть изготовлены на выбор со стандартной длинной рубки 545 , 560 или 578 мм , или по специальному заказу, с длинной рубки 508 , 533 , 594 , 610 или 630 мм.

Преимущества машин Grafitek FAST:

• литые чугунные боковые станины печатных секций,
• передаточный механизм на косозубых шестернях,
• пневматический тормоз с контролем натяжения бумажного полотна на рулонной зарядке,
• короткая бумагопроводящая система с контролем позиции кромки бумажного полотна, что обеспечивает отличное совмещение красок,
• инфракрасные детекторы обрыва полотна,
• бесконтактная щеточная система увлажнения,
• красочная система, обеспечивающая непрерывную и равномерную подачу краски с быстрой смывкой и очисткой валиков,
• система полуавтоматического контроля с пневматическим управлением приводом красочных и увлажняющих аппаратов уже в стандартной комплектации,
• ползунковый регулятор зональной подачи краски,
• независимый привод дукторного вала,
• раскатной валик с осевым перемещением исключает возможность полошения, и способствует равномерному накату краски на всех скоростях,
• большие опорные кольца офсетного и формного цилиндров из стали, что облегчает процесс приводки, и что сохраняет приводку и на высоких скоростях печати,
• хромовое защитное покрытие валиков и цилиндров от коррозии,
• прогрессивная щелевая система зажима печатных форм,
• штифтовая система приводки (установки для пробивки и загибки пластин поставляются вместе с машиной),
• фальцаппарат выполнен по трехцилиндровой системе, которая включает резку и фальцовку форматов А2 и А3 в стандарте, на приемке комплектуется каскадным выкладом,
• кожухи из листового металла,
• система центральной автоматической точечной подачи смазки с масляным насосом вместо масляной ванны,
• защитные блокировки с автоматической аварийной остановкой машины,
• центральный пульт управления.

Рулонные печатные машины ряда Grafitek Fast имеют модульное построение, и предлагают широкий диапазон печатных модулей, фальцевальных аппаратов и дополнительных устройств для удовлетворения требований заказчиков по цветной печати газет различной красочности и числа полос с фальцовкой.

Виды печатных секций Grafitek FAST

I , как и секция U-типа, построена по 4-цилиндровой схеме “резина к резине ”, но с вертикальным расположением печатных аппаратов и не имеет встроенной рулонной зарядки. Секция позволяет печатать по одному цвету с каждой стороны бумажного полотна (1+1 ). Оснащена регистром приводки по окружности.

Y — это наиболее часто применяемая печатная секция. Это трехцветная секция выполненная по шестицилиндровой схеме, работающей по принципу «резина к резине» . Оснащена двумя верхними красочными аппаратами и одним нижним с 2 регистрами приводки по окружности, таким образом, позволяет печатать 2 цвета с одной стороны и 1 цвет с другой стороны бумажного полотна (2+1 ) или по одному цвету с каждой стороны (1+1 ). Два печатных модуля типа «Y» могут запечатывать одно полотно по схеме 4+2 . Также Y-секция может работать в режиме печати тремя красками с одной стороны бумажного полотна. В этом случае офсетная печать осуществляется лишь с двух форм. Третья краска наносится прямым литографским способом di-litho . При этом изображение немного теряет в качестве, но получается оригинальный способ печатать с красочностью 3+0 без дополнительных затрат.

Печатные секции типа Y имеют массивную литую станину, динамически сбалансированные офсетные и формные цилиндры из легированной нержавеющей стали с упрочненным хромированным покрытием. Красочные секции оснащены ползунковым регулятором зональной подачи краски. Используется современная система щеточного увлажнения, преимуществом которой является отсутствия прямого контакта ее валиков с краской, что исключает попадание краски в увлажняющий раствор. Опционально возможна установка системы горизонтальной проводки полотна для изготовления многокрасочной журнальной продукции на мелованной бумаге.

4CS Печатные секции 4CS выполнена по планетарной девятицилиндровой схеме с одним центральным печатным цилиндром , что обеспечивает высокую точность совмещения красок. Секция предназначена для печати четырьмя красками на одной стороне бумаги (4+0 ). Оснащена четырьмя регистрами приводки по окружности. Центральный мотор приводит в действие центральный печатный цилиндр одновременно с остальными с помощью передаточного механизма на косозубых шестернях. Красочная система с двумя накатными, двумя передаточными и одним дукторным валиком, изготовленными из матовой стали, оснащенная регулятором подачи краски c 21 зоной регулировки, обеспечивает точную регулировки толщины слоя краски высокой оптической плотности. Спиральная щеточная система увлажнения минимизирует загрязнение раствора.

4-х красочный сателлитный модуль 4CS может быть использован со вторым таким же для получения секции красочностью 4+4 , или же с дополнительной секцией типа “Stack ” 1/2D красочностью (1+0 ) для получения конфигурации 4+1 .

Hi Секции 2Hi (2+2) , 3Hi (3+3) и 4Hi (4+4) — наиболее распространённые печатные секции башенного построения для выполнения многоцветных работ высочайшего класса, на базе арочных “Stack ” модулей со схемой печати 1+1 . Прохождение полотна в этом случае минимально по длине, кроме того, обеспечивается минимальная нагрузка на полотна. Именно этим объясняется широкое применение подобных секций для печати высококачественной цветной продукции. Вертикальное построение также гарантирует высокую компактность машины в целом. Секция 2Hi оснащена четырьмя регистрами приводки по окружности, и позволяет печатать по два цвета с каждой стороны бумажного полотна (2+2). Секция 3Hi позволяет печатать 3+3 или 4+2 с S-проводкой бумажного полотна. Секция 4Hi представляет собой четырехэтажную башню с 8 регистрами приводки по окружности. Печатает по два или четыре цвета с каждой стороны бумажного полотна (2+2 ) и (4+4 ). Штифтовая приводка позволяет добиваться наилучшего совмещения. Непрерывная подача краски, спиральные передаточные красочные валики и накатные валы разного диаметра обеспечивают равномерное распределение красочного слоя на любых скоростях. Зажим формных пластин щелевого типа, интегрированное устройство смывки красочных валиков обеспечивают быструю перенастройку на другой тираж. Стандартно секция оснащается пневмоприводами и полуавтоматической системой смывки.

Технические характеристики машин Grafitek FAST-200, FAST-300, FAST-350

Параметр машины	Модель
	FAST-200	FAST-300	FAST-350
тип машины	cold-set
максимальный число полотен, шт	4	6	12
длина рубки, мм *	545 / 560 / 578
максимальная ширина полотна, мм	915 мм
максимальная ширина запечатки, мм	915 мм
максимальная длина запечатки, мм	526 / 540 / 558
максимальный диаметр рулона, мм	1’000, 1’070, 1’140
используемый материал, г/м 2	35…70
ширина офсетной пластины, мм	915
длина офсетной пластины, мм	566 / 580 / 600
толщина офсетной пластины, мм	0,3
ширина офсетной резины, мм	915
длина офсетной резины (с зажимной планкой), мм	590 / 602 / 617
толщина поддекельного материала, мм	0,45
толщина офсетной резины (без поддекельного материала), мм	1,65
максимальная механическая скорость, цикл/час	20’000	30’000	35’000

* машины с длиной рубки 508 мм, 533 мм, 594 мм, 610 мм и 630 мм доступны по специальному заказу.

Фальцаппарат

Печатные машины Grafitek FAST могут комплектоваться различными моделями фальцаппаратов в зависимости от скорости печати и количества запечатываемых полотен. Все фальцаппараты выполнены по трехцилиндровой системе, которая включает резку и фальцовку до форматов broadsheet (А2) и tabloid (А3) в стандартной комплектации. Опционально могут быть оснащены устройствами третьего поперечного фальца, или двойного параллельного фальца для изготовления книжных тетрадей двойников, нижней системой проводки полотна, защитными ограждениями и пр.
Все модели фальцаппаратов оснащены компенсаторами натяжения полотна, веерным выводным колесом и ручным приводом. RTF валики включаются и выключаются пневматическим приводом. Выводное устройство фальцаппарата снабжено пневматическим сталкивателем и счетчиком тиража.

фальцаппарат	тип клапанно-барабанный	газетные фальцы broadsheet и tabloid		журнальный фальц quarter folf		дайджест фальц double parallele
		макс. скорость	макс. кол. полотен	макс. скорость	макс. кол. полотен	макс. скорость	макс. кол. полотен
FAST-200	1:2:2	20’000	4	—	—	—	—
FAST-300	2:2:2	30’000	6, 8*	22’000	3	20’000	3
FAST-350	2:2:1	35’000	12	30’000	10	25’000	3

Примечания:
* в комплектации с дополнительными подающими роликами
— реальная скорость зависит от различных факторов, таких как качество бумаги и краски, формата продуции, количества полотен, климатических условий в цехе и др.;
— качество фальцовки зависит от типа и веса используемой бумаги, а также от количества страниц тетради;
— при работе большими и меньшими форматами может потребоваться некоторое уменьшение максимальной скорости и это будет указано дополнительно в соответствии с запросом.

Машины FAST комплектуются подходящим главным двигателем в зависимости от конфигурации каждой машины.

материалы взяты с сайта Grafitek International и открытых источников в Интернет
все права принадлежат компании Grafitek International

Фальцевальная машина - это аппарат, который используется практически на всех полиграфических предприятиях. Эта машина позволяет полностью механизировать такой процесс, как фальцевание.

Фальцевальные агрегаты

В настоящее время существует два принципиально разных вида фальцевальных машин. Первый тип - это ножевые аппараты, а второй тип - это кассетные. Однако есть еще и третий вид агрегатов, однако ничем принципиально новым он не отличается - это всего лишь комбинация двух предыдущих типов машин.

Важнейшим отличием этих двух типов является то, что образование сгиба происходит по принципиально разным схемам. Ножевая фальцевая машина образовывает сгиб листа при помощи двух валиков, вращающихся навстречу друг другу, а также тупого ножа. Принцип работы данного устройства довольно прост. Тупой нож бьет по листу в нужном месте, тем самым образовывая место будущего фальца. Также эта операция упрощает дальнейший захват листа валиками. После прохождения фальца через валики место сгиба сильно уплотняется.

Кассетные и комбинированные машины

Если говорить о фальцевальных машинах кассетного типа, то образование фальца осуществляется при помощи двух валиков и кассеты вместо тупого ножа. Принцип работы этого агрегата также очень прост. Подающие валики доводят лист до упора кассеты. Сразу после того, как лист достигает этого момента, он перестает двигаться вперед. Однако валики все еще продолжают проталкивать лист бумаги. В результате этой операции образуется прогиб листа в том месте, где будет находиться фальц. Процесс проглаживания и уплотнения фальца в этом типе машины осуществляется тем же способом, что и в ножевой.

Комбинированные фальцевальные машины же работают таким образом, что одна из их секций - это копия ножевой машины, а вторая секция - это копия кассетного агрегата.

Ролевые машины

Стоит отметить, что существует еще один тип фальцевальных машин - это ротационные. Однако принцип их работы существенно отличается от двух предыдущих. Наибольшее отличие - это качество фальцовки. Тетради, выпущенные таким агрегатом, обычно отличаются худшим качеством. Объясняется такой недостаток тем, что ротационные фальцевальные машины работают на слишком больших скоростях, что не позволяет добиться совпадения полос в тетради на смежных страницах.

Однако необходимо понимать, что и кассетные, и ножевые агрегаты также обладают своими недостатками и преимуществами. К преимуществам ножевых типов машин можно отнести то, что они всегда обеспечивают высокую точность готовой продукции, что позволяет соблюдать все технические требования, которые предъявляются к сфальцованным изделиям. К тому же точность операции никак не зависит от плотности бумаги.

Преимуществом же кассетной машины является то, что расположение фальцев в тетради будет также иметь высокую точность. Этот показатель также гарантирует высокую точность и минимальные отклонения, которые могут быть допущены. Однако все относится лишь к процессу, в котором будет использоваться бумага определенных типов.

Марки агрегатов

Разделение всех агрегатов по их маркам осуществляется на крупноформатные и малоформатные. К крупноформатным агрегатам можно отнести такие марки, как ножевые однотетрадные машины Ф-1 или БФА-2. К малоформатным агрегатам можно отнести такую марку, как кассетная машина ФК-30. Также стоит отметить, что каждая из этих машин предназначается для отдельного типа работы. ФК-30, к примеру, предназначается лишь для фальцовки листов для форзацев или обложек. А вот крупногабаритные Ф-1 и БФА-2 могут выполнять до четырех сгибов.

Также выделяются и некоторые марки комбинированных машин, к примеру, ФКН-60. Данный агрегат предназначается для перпендикулярной фальцовки с четырьмя сгибами. Так как данный тип машины является комбинированным, то первый перпендикулярный сгиб осуществляется по принципу работы ножевой машины, а вот последующие три сгиба осуществляются по принципу кассетной машины.

Устройство фальцевальных машин

Существует множество различных конфигураций фальцевальных аппаратов, которые также могут отличаться габаритами, производительностью и т.д. Однако существуют детали конструкции, которые присутствуют абсолютно во всех агрегатах. К таким частям можно отнести самонаклад, фальцевальные секции, приемные модули.

В настоящее время в лучших фальцевальных машинах используется лишь два типа самонаклада - это плоскостапельный, круглостапельный.

Первый тип самонаклада осуществляет подачу листов из плоской стопки, которая установлена на какой-либо плоскости. Для подачи листов в машину такого типа существует система, в которую входит три обязательных элемента: стапельный стол, система листоотделения, система подачи листов.

Также можно отметить, что есть разновидность таких самонакладов, которая называется паллетной. Паллетный самонаклад позволяет загружать в агрегат стопку бумаги на небольшом поддоне, который укладывается в приемное устройство агрегата.

Машины Guk

Одной из компаний, которая занимается производством этих машин, является HP Indigo Digital Press. Они производят профессиональное оборудование для проведения фальцевальной операции с названием GUK Falzmaschinen. Фальцевальные машины Guk характеризуются определенными параметрами:

• Первое, что можно выделить - это легкую стыковку таких частей, как самонаклад, фальц, дополнительные устройства. Кроме того, что эти части легко стыкуются между собой, они также легко синхронизируются с системой управления.
• Присутствует автоматическая настройка на формат листа. Эта функция присутствует у большинства самонакладов.
• Производительность этих аппаратов очень высока - около 40 000 рабочих циклов осуществляется в течение часа.
• Производство и обработка фальцевальных валиков осуществляются по специальной технологии, при которой используется высокопрочная сталь, а также кольца из полиуретана.
• Осуществление процесса перфорации в кассетной станции, а также перед вторым и третьим ножом.
• Управление ножами в этих машинах полностью электронное.

Фальцевально-склеивающая машина

В настоящее время функционирует компания с названием BOBST, которая занимается производством такого типа машин с далекого 1942 года. Первый агрегат этой компании - PCR 382. Начиная с этой машины и до сегодняшнего дня в компании функционирует большой научно-исследовательский штаб, а также проводятся опытно-конструкторские работы. Все эти подразделения нацелены на улучшение уже существующих фальцевально-склеивающих машин.

Стоит отметить, что процесс фальцевания - это один из необходимых и важнейших процессов в полиграфии, который относят к Однако если сейчас используются механизированные агрегаты, то ранее применялись ручные фальцевальные машины. Но стоит понимать, что производительность человека в разы ниже, чем машины. К тому же человек не способен осуществить нужное количество операций за определенный срок. Поэтому ручные варианты этих машин используются лишь для конкретных целей и очень ограниченного тиража какого-либо издания.

Дополнительные возможности

Развитие технологий привело к тому, что фальцевальные машины обзавелись дополнительными возможностями. Появилась возможность склеивания обычным для временной фиксации, перфорирование, биговка и т.д. Однако стоит понимать, что чем больше может аппарат, тем дороже он будет стоить. Цена фальцевальной машины начинается примерно от 4 000 рублей и может достигать 2-3 миллионов. Стоимость агрегата зависит от набора функциональных возможностей и производительности.

Важность финишной отделки продукции трудно переоценить. Почти все виды полиграфической продукции проходят через процедуры разрезки, фальцевания (сгибания), перфорации или биговки, подборки листов или тетрадей, сшивки листов тем или иным способом. Обилие процедур заключительной отделки предусматривает наличие разнообразных технологий и необходимость множества видов оборудования для их реализации. Если, благодаря стараниям специализированной прессы, полиграфисты более-менее в курсе новинок и путях движения прогресса в допечатной или печатной технике и технологиях, то в области "финиша" ощущается некоторый информационный голод. К сожалению, большинство существующих статей либо носят откровенно рекламный характер, превознося достоинства какой-либо одной марки машин, либо грешат другой крайностью - преподносят читателям азбучные истины, не вдаваясь в подробности современного оборудования.

Главной отличительной особенностью финишного оборудования является то, что она выполняется по-операционно, на различных видах оборудования. Например, при производстве этикеток приходиться задействовать позолотные прессы, бумагорезальные машины, высекальные машины и упаковочное оборудование. Чтобы сделать книгу или брошюру в мягком переплете, необходимо сфальцевать запечатанные листы до требуемого размера (оттиски с печатной машины обычно имеют больший, чем у книги, формат), подобрать листы или тетради, чтобы страницы следовали по порядку, скрепить страницы и обложку, подрезать с трех сторон получившуюся книгу. Для изготовления упаковки или книги в твердом переплете, число таких операций еще больше и может насчитывать несколько десятков различных рабочих мест. Все эти операции выполняются на разных типах оборудования, иногда расположенных далеко друг от друга. Для каждой процедуры необходимо специализированное оборудование или приспособления, место для хранения заготовок и готовой продукции, обученный персонал.

Чтобы выполнять сложные работы по отделке продукции, полиграфические предприятия должны либо иметь большие цеха заключительной отделки, оснащенные разнообразным дорогостоящим оборудованием, и многочисленный штат, либо же смириться с выполнением финишных процедур в сторонних типографиях. В первом случае основной проблемой руководства типографии становиться задача загрузки оборудования. Современная техника стоит не дешево, и если она не будет работать, то никогда не окупиться. Во втором - потеря части прибыли и увеличение времени изготовления продукции. Главный же минус переноса заказа в другую типографию - невозможность влиять на процесс. Нельзя оперативно вмешиваться в работу и на ходу исправить или переделать обнаруженные ошибки, возможен срыв сроков сдачи или, вообще, порча продукции. Брак же на финишном участке обойдется наиболее дорого, так как в этом случае придется переделывать все заново.

Единого рецепта выхода из этой ситуации нет, обычно полиграфические предприятия решают вопрос оснащения оборудованием индивидуально. В зависимости от портфеля заказов, финансовых возможностей и площадей, в первую очередь приобретается лишь та техника, которую легче загрузить. Оставшиеся неохваченными финишные процедуры выполняют в других типографиях, вручную, привлекая дополнительный персонал (как известно, двадцать бабушек способны заменить любую фальцовку или листоподборку), или вообще отказываются от заказов, их содержащих. Иногда несколько типографий кооперируются и покупают разнообразное оборудование, стараясь меньше дублировать друг друга.

Основными единицами оборудования, которое встречается у большинства предприятий, являются бумагорезальные машины, вырубные пресса, фальцевальные аппараты, простые листоподборочные установки, машины клеевого бесшвейного скрепления (КБС), скрепко - или проволокошвейные машины (называемые в обиходе тачалками), комбинированные фальцевально-швейные аппараты (буклетмейкеры), автономные нумераторы, пресса горячего тиснения, ламинаторы и т.п. В более крупных частных предприятиях и на больших полиграфических комбинатах присутствуют подборочно-брошюровальные линии или вкладочно-швейно-резальные автоматы (ВШРА), которые позволяют выполнять процессы по изготовлению книжных блоков или готовых книг с большой скоростью в автоматическом режиме.

В этой статье рассмотрим более подробно фальцевальное оборудование.

Фальцевание.

Процедура фальцевания используется при изготовлении книжной продукции, когда из отпечатанного листа большого формата складывается восьми, 16-ти или 32-х страничная тетрадь. Более простые виды фальцевания используются при производстве книжных суперобложек, одно или двухсгибных рекламных буклетов, почтовой рассылке и других работах.

На рис 1 показаны наиболее часто употребляемые в полиграфии варианты фальцевания.

Рис 1. Наиболее часто употребляемые виды фальцев

Изготовление взаимно перпендикулярных фальцев достигается за счет модульного построения машины. Обычно один модуль способен выполнять несколько параллельных фальцев, и за счет последовательного расположения нескольких модулей друг за другом, каждый из которых расположен перпендикулярно к предыдущему (рис 2), удается получать множество взаимно перпендикулярных фальцев на одном листе бумаги. Выбор оптимального варианта фальцевания очень важен, обычно он решается на уровне дизайна, с учетом печатаемого изображения. Таким образом, например, можно передвинуть участок со сплошной красочной заливки от края оттиска на его середину (в этом случае лучше работает красочный аппарат печатной машины и меньше пачкается офсетное полотно и печатные цилиндры), или даже сэкономить целый модуль фальцевальной машины. Так 16-ти страничную тетрадь можно сделать на трех, взаимно перпендикулярных, модулях или же обойтись двухмодульным аппаратом, когда два первых параллельных фальца делаются на одной секции (рис 1 внизу).

Рис 2. Модульная конструкция фальцевальной машины

Фальцевальные машины могут иметь ножевой, кассетный или комбинированный принцип действия, когда обе ранее названные схемы используются совместно в моноблочном узле.

Принцип действия ножевой фальцевальной машины показан на рис 3. Лист бумаги ленточным транспортером подается на стол фальцевания и останавливается, коснувшись ограничителя. После этого нож вталкивает его фальцуемый участок в промежуток между двумя вращающимися валиками. Для надежного захвата бумаги, нож опускается до касания с валиками и специальный механизм даже немного разводит валики между собой, уменьшая приходящую на них нагрузку. Затем лист увлекается вниз валиками, а нож возвращается в исходное положение. Для формирования более качественного фальца, листы могут проходит через дополнительные пары уплотняющих валиков. Нож и фальцующие валики могут располагаться вдоль или поперек направления подачи листов. Первый случай чаще всего применяется в комбинированных фальцевальных модулях, второй в отдельных ножевых фальцаппаратах или фальцев ально-швейных машинах.

В более простой по конструкции кассетной фальцевальной машине (рис 4) лист постоянно подталкивается вперед. После того, как передний край его упрется в ограничитель, в ограниченном пространстве кассеты листу некуда деваться и он, изгибаясь на месте фальца, вовлекается в промежуток между фальцующими валиками. Положение фальца в обоих механизмах регулируется за счет перемещения ограничителя, а подстройка под толщину бумаги производиться изменением зазора или усилия сжатия валов.

Конструкция ножевой машины обеспечивает лучшее качество фальцев и большую точность их позиционирования. В этом случае возможна работа с более плотной или многократно сфальцованной до этого бумагой. Платой же за это является более массивная и дорогая конструкция машины, и несколько меньшая производительность. Машина имеет механизмы с возвратно-поступательным движением и каждому листу, хотя бы на мгновение, приходиться остановиться перед формированием фальца. Тем не менее, чисто ножевые машины постепенно выходят из употребления (СНОСКА исключение составляют фальцаппараты рулонных печатных машин, в которых реализован ротационный ножевой принцип, но это, как говориться, уже другая тема). На сегодняшний день чаще всего используются либо целиком кассетные фальцевальные машины, либо комбинированные, когда первые модули кассетные, а последний, предназначенный для фальцевания наиболее толстой тетради, имеет ножевой принцип действия. Преимуществами такого решения, кроме большей производительности является большее число вариантов фальцевания, лучшая эффективность работы с листами любой длины и меньшая стоимость комплекса. Количество модулей в большинстве фальцевальных машин редко бывает больше трех. Этого обычно достаточно, чтобы изготовлять 16-ти страничные тетради А4 из листа формата А1 (или А5 из оттиска А2).

Требования, предъявляемые к фальцовкам

Собственно говоря, основные требования всем известны. Фальц должен быть качественным, без заломов внутри тетради (петухов) и точно расположенным по месту. Например, профессиональный кассетный аппарат должен обеспечивать точность не менее 1 мм, причем первый и последние сгибы бумаги могут располагаться на расстоянии 1.5 - 2 см от края листа. В случае, когда аппарат не выдерживает этот допуск, приходиться перед фальцеванием проводить на специализированном оборудовании процедуру биговки листов (формирование канавки на месте будущего фальца). Биговка также желательна перед фальцеванием бумаги, у которой волокна ориентированы поперек сгиба, это позволит избежать неровных надломов бумаги, и продукция не потеряет внешний вид. Вообще, чтобы избежать потерь времени на дополнительную рабочую операцию, желательно заранее, еще до печати, продумать ориентировку бумаги. В случае взаимно перпендикулярной фальцовки проблемной бумаги, когда, так или иначе, придется использовать невыгодное направление фальцевания, первые сгибы делают в направлении волокон, и одновременно на том же фальцевальном модуле выполняют биговку для последующих поперечных фальцев. На сегодняшний день, почти все марки оборудования предусматривают такую возможность.

Фальцевальная машина должна работать с большим спектром бумаг по толщине и структуре поверхности и иметь высокую производительность (10000 - 45000 листов/час). Что обусловливает необходимость высокого качества не только самого фальцующего узла, но и наличие качественного самонаклада и приемки. Необходимо, чтобы валики не пачкали бумагу и не принимали на себя краску с оттисков. Машина не должна быть очень звучной и имела необходимые шумопоглощающие кожуха. Специалисты знают, что без них при фальцовке плотной бумаги на больших скоростях раздается звук, который можно спутать с автоматной очередью. Желательно, чтобы она имела подставки на колесах. Тогда машину, при отсутствии заказов, можно легко задвинуть в угол и освободить пространство для другой техники.

Кроме этого, как и любое другое полиграфическое оборудование, фальцевальная машина должна быть надежной, долговечной, удобной в управлении и обслуживании, недорогой по стоимости, а также имела эргономичный дизайн. Именно этими критериями руководствуются ведущие производители современного фальцевального оборудования.

Современные производители и оборудование

Несмотря на общую базовую конструкцию, которая ограничивается лишь кассетным или ножевым принципом действия, каждый производитель оборудования привносит в выпускаемые модели свои уникальные разработки. Возможно, это не так сильно выражено в малоформатных офисных аппаратах, которые производятся многими производителями в разных странах, но при рассмотрении машин формата А2 и больше, можно говорить о существенных различиях в конструкции оборудования.

Как уже говорилось выше, для реализации сложных видов фальцевания (нижняя часть рисунка 1) в машинах используется модульный принцип построения. В этом случае, после выполнения параллельного фальцевания, лист, выходящий из одной секции машины передается на накладной стол следующего модуля. Количество и виды модулей фальцевальной машины, подбираются для каждой типографии индивидуально, с учетом реальных задач, стоящих перед ним. Можно скомпоновать машину с минимальными затратами даже для выполнения самых причудливых видов фальцевания. Модульный принцип дает возможность наращивания и комбинирования оборудования (например, можно использовать вместе модули от нескольких фальцевальных машин).

На современных машинах используются модули с независимым приводом от собственного электродвигателя. Компьютеризованная система обеспечивает взаимное согласование скоростей работы каждой из секций машины. Например, при ускорении или замедление работы, изменения происходят не одновременно на всей машине, а поочередно на каждой секции. Электронные датчики прохождения листа согласуют эти процессы таким образом, что листы не испытывали резких воздействий. В случае замятия или задержки бумаги внутри машины, также отключаются или замедляются только те секции, которые могут усугубить положение. После устранения дефекта современные двигатели с электронным управлением снова плавно разгоняют машину до рабочей скорости.

Профессиональные машины, как правило, имеют пневматическое подающее устройство с системами бокового выравнивания листов, схожее с самонакладом печатных машин. Более простые фрикционные механизмы подачи постепенно вытесняются в область простых офисных применений. Применяются устройства, позволяющие отделять листы как снизу стопы (например, как в Sofrapli 508AB, показанной на рис 5), так и сверху (Sofrapli 506HP, рис 6). В первом случае используется подающая стопа небольшой высоты (стопа вывешивается на воздушной подушке и поэтому не должна быть тяжелой), но листы могут подгружаться в машину в процессе ее работы, что обеспечивает непрерывность работы устройства. Во втором случае остановки на загрузку бумаги необходимы, но за счет высокой подающей стопы, их число не велико. Вывод п родукции осуществляется электрическими транспортерами с регулируемой скоростью и автоматическими укладчиками стопы.

При использовании высокого самонаклада листы отделяются от стопы с помощью вакуумных присосов, закрепленных на поворотной штанге. Далее листы, ленточным транспортером передаются в устройство бокового выравнивания и в секцию фальцевания.

Рис 7. Механизм разделения листов

На рисунке 7 показан принцип действия механизма разделения листов при подаче их снизу стопы. В стопу из боковых направляющих подается сжатый воздух, который приподнимает листы вверх. В передней части стола расположен вращающийся барабан седловидной формы, имеющий продольные щелевые отверстия на своей поверхности. Внутри барабана создается вакуум, который способствует притягиванию к его поверхности нижнего листа бумаги. Этот лист, изгибаясь, увлекается барабаном вперед и подается в фальцующий механизм машины. Остальные же листы, расположенные выше него, отсекаются пластиной - ограничителем (на рисунке показан красным цветом). Для подстройки под тип и толщину бумаги современная фальцевальная машина должна иметь возможность регулировки величины раздува и вакуума, а также возможность изменения положения ограничителя, как минимум, в двух плоскостях (показано стрелками). За счет выключения раздува на одной из напр авляющих можно приспособить подающее устройство для работы с ранее сфальцованными листами. В этом случае напор воздуха, подающийся только со стороны фальца, не позволяет сложенному листу раскрыться и застрять под пластиной - ограничителем.

В России представлены фальцевальные машины следующих производителей: MBO, Bobst, Stahl, BaumFolder, Duplo, FKS, Morgana, Challenge, GUK, Eurofold, Martin Yale, Nagel, Horizon, Sofrapli и др. На наш взгляд, несмотря на обилие марок, различия между многими из этих аппаратов не существенны. Среди крупноформатных фальцевальных аппаратов можно отметить нескольких ведущих европейских производителей Herzog+Heymann, Stahl, MBO и Sofrapli. Оборудование от Herzog+Heymann примечательно тем, что способно фальцевать листы форматом А0 и больше, например, географические карты. Для этого ее первый кассетный модуль способен осуществлять сразу восемь параллельных фальцев, что вдвое больше, чем модули от других производителей. Многие производители имеют примерно одинаковые конструкции машин, что порождает жесткую конкуренцию между ними. Одним из точек их соприкосновения являются материал и структура фальцующих валиков машин.

Отмарывание листов

Фундаментальная проблема, в которую уперлись все производители оборудования - проблема отмарывания листов при фальцевании. Эту проблему, стоящую еще со времен Гутенберга, до сих пор никому не удалось решить полностью. Все попытки конструкторов смогли только смягчить ее последствия. Хотя необходимость в очистки валиков не устранена, но уменьшено количество и продолжительность этих процедур.

Известно, что на фальцующие валики накладывают два противоречащих друг другу требования. С одной стороны, они должны быть гладкими и жесткими, иметь минимальное взаимное давление, чтобы предотвратить отмарывание, а с другой - мягкими и шероховатыми, с большим давлением, чтобы обеспечить надежное удерживание и передачу разных сортов бумаги. В этом плане ножевые фальцевальные аппараты дают конструкторам больше маневра, так их валики, даже имея хромированную поверхность, все равно смогут надежно захватить листы бумаги с помощью подталкивающего ножа. Для кассетных аппаратов дело обстоит не так просто. Варианты использования стальных рифленых валов с канавками, расположенными вдоль оси, или простых резиновых валов представляют крайности, которые не решают описанные выше проблемы. МВО решило этот вопрос использованием металлических валиков, зерненных определенным способом, со спиральными выступами на поверхности. За счет этого валики прижимаются друг к другу с минимальным усилием, и бумагу, практически без нажима, ведут спиральные выступы. Незначительное количество мигрировавшей краски и противоотмарочного порошка снимается дополнительными очищающими валиками, расположенными у каждого такого спирального валика. Скорость вращения очищающих валиков подобрана таким образом, чтобы краска, попавшая на него, не смогла вернуться обратно на фальцующий вал. Таким образом, вся процедура очистки сводиться к выемке время от времени очищающего валика (который закреплен таким образом, чтобы легко сниматься с машины), и очистке его от накопившейся краски и бумажной пыли.

Подход Stahl к этой проблеме другой. Ее бумагопроводящие валики не имеют ровной поверхности. На них расположен ряд мягких полиуретановых колец, которые обладают повышенной стойкостью к отмарыванию и в тоже время отлично захватывают и проводят листы бумаги. Французская фирма Sofrapli разработала комбинированные валики, стальная основа которых покрыта трехмиллиметровым слоем специальным полимерным материалом, обеспечивающим хороший компромисс между надежной проводкой и стойкостью к отмарывания листов. Для предохранения повреждения, валики подвешены на подпружиненных осях и имеют по краям металлические контактные кольца, которые не позволят им слишком сильно прижаться друг к другу. Элегантно решена подстройка под толщину бумаги. Бумага плотностью от 32 до 140 гр./м2 не требует вмешательства оператора (подпружиненные оси сами раздвигают валики на необходимую величину). При использовании более плотной б умаги, необходимо всего лишь вставить образец бумаги в специальный зажим (рис. 8). После чего, механизм крепления валов автоматически разведет валики во всех фальцующих парах.

Рис 8. Централизованный механизм настройки фальцмашины под толщину бумаги

Каждое из вышеназванных решений имеет свои плюсы и минусы. Оборудование МВО наиболее дорогостоящее, но предполагает наибольший ресурс работы валиков. Фальцевальные машины Stahl требуют более частого обслуживания, но за счет использования сменных колец, эта процедура также не отнимает много ресурсов. Sofrapli предложило компромиссный вариант, заметно увеличив технические характеристики своего оборудования, без сильного удорожания его стоимости. За счет чего эти машины стали очень привлекательны по совокупному критерию цена/возможности.

Другая потенциальная возможность отмарывания создается при изготовлении нескольких параллельных фальцев одновременно. При прохождении листа через фальцующие валики, из-за большого сопротивления, валики могут начать тормозить и проскальзывать по бумаге. Для предотвращения этого эффекта, ременную передачу от двигателя (сейчас это основной способ передачи вращающего момента) на валы делают таким образом, чтобы каждый шкив охватывался ремнем по окружности, занимающей как минимум 240 градусов. Некоторые производители используют, вместо плоских, клиновые или зубчатые ремни. Также используются специальные механизмы, автоматически поддерживающие натяжение ременной передачи.

Отдельную проблему представляет собой противоотмарочный порошок, содержащийся на листах фальцуемой бумаги. Как известно, он широко используется при заключительных (иногда и не только) прогонах листов на печатных машинах, во избежание перетискивания оттисков в приемной стопе. Таким образом, конечно, решается проблема получения хорошего оттиска, но одновременно воздвигается непосильная задача перед финишным оборудованием. Обильно посыпанный на листы, порошок оседает на валиках листоподборочных и фальцевальных машин, и буквально через пару сотен листов парализует их работу. Оператору приходиться делать перерыв в работе, и очищать забившиеся порошком узлы машины. Эту проблему решить только на фальцевальных машинах невозможно, поэтому желательно решать ее в комплексе. Например, можно продумать о других методах борьбы с перетискиванием на печатной машине (использовать быстросохнущие краски, специальные увлажняющие растворы или присадки, установить ИК-сушку и т.п.). Даже более точная экономная дозировка порошка печатниками, уже способна значительно облегчить жизнь операторам финишного оборудования.

Дополнительные возможности фальцевальных машин

Современные, управляемые компьютером, фальцевальные машины предоставляют пользователям такие возможности, о которых раньше приходилось лишь мечтать. Склеивание обычным клеем и клеем временной фиксации, складывание коробок, перфорирование, биговка и разрезка на машине - далеко не полный перечень дополнительных опций. Наращиванием возможностей машин занимаются как сами фирмы-производители фальцевальных аппаратов, так и специализированные предприятия (например, фирма Pafra).

Рис 9. Системы склеивания листов, устанавливаемые на фальцевальных машинах

Шаговые двигатели способны остановить любой лист для нанесения клея, поперечной перфорации или биговки с точностью +/- 1 мм при работе на максимальных скоростях. Для точного позиционирования используются датчики начала бумаги и щелевые измерители оборотов (encoder) толкающих валиков, которые отсчитывают продвижение листов в долях миллиметра.

На рис 10 показаны несколько видов продукции, полученных на фальцевальных машинах оснащенных системами склейки. Это могут быть разнообразные папки с клапанами и уголками, заклеенные или открытые конверты, пакеты для фотографий и другой продукции, брошюры, тетради и т.п. Устройства склейки используют до восьми сопел, каждое из которых может наносить клей в нескольких местах листа. Координаты начала и конца каждой клеевой полосы программируется и сохраняется в постоянной памяти машины для повтора заказа.

Рис 10. Варианты использование клеящего модуля на фальцевальных машинах

Полная автоматизация оборудования, принесшая качественный скачок в области формного и печатного оборудования, не прижилась на современных фальцевальных машинах. Попытки установить серводвигатели на каждом из ограничительных планок, устанавливающих положение фальца, и внедрить компьютерное управление схемой фальцевания с помощью ЖК-дисплея были, но они потерпели фиаско. Оказалось, что установка размеров фальцевания вручную занимает не намного больше времени, но при этом на порядок упрощает и удешевляет оборудование. Таким образом, из элементов автоматизации на профессиональных фальцевальных аппаратах прижились лишь электронные схемы контроля прохождения листа, автоматические системы самодиагностики и смазки машины. Современные сенсорные пульты управления служат для изменения скорости и необходимого тиража. При опустошении подающего стола, замятии бумаги или выполнения заданного тиража машина сама останавливается и сигнализирует о возникшей проблеме оператору.

Положение в нашей стране

В завершении статьи, коснемся положения с финишным оборудованием в нашей стране. К сожалению, ситуация здесь обстоит неважно. Если варианты обновления печатного или допечатного оборудования в некоторых типографиях прорабатываются, то о машинах для заключительной отделки продукции (за исключением бумагорезального оборудования, без которого уж совсем никуда), речь, как правило, идет в последнюю очередь.

Применение ручного труда при отделке продукции в наших типографиях стало повсеместным, и сотрудники чаще обсуждают не особенности современного оборудования, а форму и материал косточки для ручной фальцовки. После кризиса разница в затратах на покупку импортного оборудования и использовании не квалифицированного ручного труда увеличилась еще больше.

Тем не менее, надо понимать, что будущее все равно за механизацией производства и чем раньше предприятие обновит и модернизирует свой парк оборудования, тем больше преимуществ получит перед конкурентами. Оно получит возможность увеличить производительность и качество продукции. Ведь ясно, что увеличением количества людей, работающих вручную, нельзя долго наращивать объем продукции. Большое количество людей, занимающихся трудоемким, монотонным и низкооплачиваемым трудом не будут способствовать повышению трудового энтузиазма всего коллектива типографии. В какой то момент затраты на брак перекроят всю экономию на новом оборудовании. Грамотно подобранная техника способна работать не только качественнее, но и рентабельнее на средних и больших тиражах.

Шарифуллин Марсель
июнь, 1999 г.

«КомпьюАрт» #7 за 1999 г.