[发明专利]一种消减高速自动模切烫印机惯性负载冲击激励的装置

说明书

技术领域

本发明属于印刷设备技术领域，是一种消减高速自动模切烫印机惯性负载冲击激励的装置。

背景技术

根据自动模切烫印机械的工艺要求，模切烫印纸张在输送线应该具有运动-停歇的运动模式。运动模式用于将纸张输送到特定的模切烫印位置，停歇模式用于模切和烫印工序。运动-停歇运动模式是模切烫印机械的主要运动模式。停歇模式下纸张的定位精度将影响模切烫印质量。CN1322626，CN1504327A，CN1646317A专利从提高纸张定位精度的角度，给出了不同的纸张定位装置。纸张的定位，不仅与定位装置有关，而且与纸张的运动加速度、输纸装置的振动有关，定位前纸张的加速度值越大，则其定位精度越低；输纸装置的振动幅值越大，其纸张的定位精度越低。

模切烫印机械的运动-停歇运动模式主要由间歇运动机构，如盘型分度凸轮、弧面分度凸轮、圆柱分度凸轮等提供。该类间歇运动机构输出轴的位置是由从动件滚子与主动件的双侧接触面来确定的。由于从动件滚子和主动件的双侧接触面之间存在间隙，根据非线性系统振动理论，该含间隙的非线性系统在高速工作状态将产生复杂的振动响应。由此，间歇运动机构的非线性振动响应制约了含该装置的自动化机械向高速化的发展。如在全自动模切烫印机械中，由盘型分度凸轮机构拖动的输纸装置，在达到5000张/小时的输纸速度时，分度机构和输纸链排所产生的噪声就超过85分贝，严重影响了模切烫印的质量。

作为模切烫印机械，其主传动可以简化为间歇运动机构拖动惯性负载的运动形式。惯性负载包括传动链条、牙排、链轮等。当间歇运动机构的输出轴拖动惯性负载进入启动状态时，间歇运动机构的主动件需要提供很大的扭矩来克服惯性载荷，负载越大，系统工作速度越高，需要主动件提供的扭矩就越大，驱动电机能耗就越大；而在输出轴减速工作区，惯性负载对驱动电机反向做功，并对由间歇运动机构和牙排链条组成的含间隙超多维自由度的非线性振动系统产生冲击激励，导致系统产生强烈的残余振动。系统工作速度越高，这种残余振动的幅值就越大，系统的非线性响应就越强烈。由此可见，在含高速间歇运动机构的自动模切烫印机械中，惯性负载的频繁启动、停止，对模切烫印机械的主传动系统产生强烈的振动冲击，从而降低了纸张的定位精度。同时，由于减速段惯性负载对驱动电机反向做功，以及启动阶段能耗大等原因，造成系统的能耗较高。CN1322626，CN1504327A，CN1646317A等专利能够解决提高低速静态的纸张定位精度的问题，而对于解决高速动态下纸张的定位问题则作用有限。

发明内容

本发明的目的在于提出一种消减高速自动模切烫印机惯性负载冲击激励的装置，通过消减高速间歇运动机构惯性负载减速段的动能并在加速段释放，达到减振、节能与提高定位精度的目的。

实现本发明的目的所采用的技术路线是：在高速自动模切烫印机主驱动间歇运动机构的输出轴上加装一个消减惯性负载减速段动能的装置，使减速段的惯性负载在加速段末期基本消减为零。本发明的主要特点是：在间歇运动机构输出轴上加装一个基于连杆机构、弹性储能单元、调压装置和阻尼装置组成的惯性负载减速段动能消减装置。连杆机构的回转轴(曲柄)通过扩张套与间歇运动机构输出轴固连，随同输出轴一同转动，连杆机构的另一端与带有调压装置的弹性储能单元连接，阻尼装置与弹性储能单元的活塞腔连接，以调整本发明装置的动力学响应特性。当间歇运动机构输出轴及其拖动的惯性负载处于由最高速度运动状态到减速运动至停歇的过程中，连杆机构将惯性负载的动能转化为弹性储能单元的势能加以储存，进而消减惯性负载的动能，减少对由间歇运动机构和牙排链条组成的含间隙超多维自由度非线性振动系统的激励；当间歇运动机构输出轴及其拖动的惯性负载处于由静止停歇状态到加速运动状态的过程中，储存于弹性储能元件的势能以驱动力(矩)的方式，经由连杆机构传递到间歇运动机构的输出轴上，参与对惯性负载启动的驱动，从而降低惯性负载启动过程系统所施加的驱动力矩，降低系统的能耗；在输出轴位于停歇位置时，由连杆机构传递的来源于弹性储能元件的弹性力将间歇运动机构的从动件滚子与主动件的间隙消除，提高了定位精度。

进一步，所述的连杆机构为由曲柄、连杆、滑块(活塞)、导轨(活塞缸)组成。曲柄的一端与间歇运动机构的输出轴固连，另一端与连杆枢动连接。滑块为复合结构，其内滑块的一端与连杆枢动连接，另一端在外滑块中移动，且在内外滑块之间沿相对移动方向装有软弹簧；外滑块在导轨(或活塞缸)中移动，并沿相对移动方向装有硬弹簧，或气囊-液压油储能单元。当软弹簧的刚度趋近无穷大或硬弹簧为非线性弹簧时，由内滑块和外滑块组成的复合滑块可以成为一体构件。