Совершенствование приводов многокрасочных рулонных машин по требованиям к неприводке печати
На правах рукописи
ЛЕБЕДЕВ ИГОРЬ СЕРГЕЕВИЧ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРИВОДОВ
МНОГОКРАСОЧНЫХ РУЛОННЫХ МАШИН
ПО ТРЕБОВАНИЯМ К НЕПРИВОДКЕ ПЕЧАТИ
Специальность 05.02.13 – машины, агрегаты и процессы
(печатные средства информации)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Москва – 2013
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Омский государственный технический университет» на кафедре «Основы теории механики и автоматического управления»
Научный руководитель: доктор технических наук,
профессор
Воронов Евгений Александрович
Официальные оппоненты: Пономарев Юрий Валентинович
доктор технических наук,
старший научный сотрудник,
ООО «НТ Граф», зам. директора
Разинкин Евгений Владимирович
кандидат технических наук,
ОАО «Полиграфический комплекс
«Пушкинская площадь»
Начальник отдела технического и
производственного развития
Ведущая организация: ЗАО «НИИПолиграфмаш»
Защита диссертации состоится « 28 » февраля_2013 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212.147.01 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет печати имени Ивана Фёдорова» по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, 2а, ауд.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет печати имени Ивана Фёдорова».
Автореферат разослан «_18_» января_ 2013 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Д.212.147.01 Е.Д. Климова
Актуальность работы. Проблема совершенствования приводов многокрасочных рулонных машин секционного построения среди прочих задач направлена на постановку и решение задачи получения прогнозируемых значений неприводки печати. В рулонных машинах, являющихся наиболее быстроходными, линейная скорость проводки бумажной ленты составляет более 12 м/с, а расстояние между печатными парами в последовательных секциях – (1,52,0) и более метров.
В этих условиях при установившемся режиме работы проводимая без проскальзывания в зоне печати лента растягивается или сжимается на участках между секциями в зависимости от согласованности вращения лентоведущих пар. Это становится причиной искажения размеров оттисков на ленте, наносимых на бумагу разными красками. При этом в пределах одного рабочего цикла печатания несовпадение красок может существенно ухудшать качество печати. В результате производимая продукция теряет на рынке свою привлекательность и конкурентоспособность.
Причиной этому является динамика в электромеханических системах приводов. Конструкторская мысль по мере внесения разного рода усовершенствований в машины постоянно способствовала появлению изменений конструкции приводов, облегчающих борьбу с этими явлениями, но адекватных научных разработок и инженерных методов расчёта появилось при этом недостаточно. Так, нет единого объяснения закономерностей изменения неприводки печати, названной динамической, в машинах с единым приводным двигателем и полностью отсутствуют результаты исследований неприводки печати в машинах с индивидуальными приводами печатных пар, недостаточно изучены условия их синхронизации. Всё это определяет актуальность и своевременность настоящего исследования.
Цель и задачи работы. Цель работы состоит в получении достоверных материалов для прогнозирования закономерностей изменений неприводки печати при комплектовании машин разными системами приводов и в разработке на этой основе практических аспектов дальнейшего совершенствования приводов многокрасочных рулонных машин секционного построения.
Достижение поставленной цели предусматривало решение следующих задач:
- Обобщить имеющиеся в отрасли научные результаты по проблеме и сформировать актуальные нерешённые задачи.
- Внести необходимые уточнения в разработанные ранее математические модели и произвести анализ закономерностей изменения неприводки печати в рабочем объекте с приводом печатных пар (ПП) от единого электродвигателя (ЕД).
- Обосновать и конкретизировать модели и произвести анализ динамики в рабочем объекте с приводом ПП от индивидуальных электродвигателей (ИД).
- Изучить закономерности динамических процессов на специально изготовленном макете, имитирующем условия проводки упругой ленты печатными парами с ИД.
- Разработать рекомендации по направлениям совершенствования приводов на базе прогнозирования динамической неприводки печати.
Объектом исследования в диссертации являются ротационные приводы рулонных машин секционного построения, предназначенных для получения многокрасочной печати.
В них печатные пары технологически связаны проводимой ими непрерывной бумажной лентой, на которую последовательно накладываются изображения разными красками. Привод должен способствовать созданию условий для их правильного наложения.
Методы исследования. В теоретических исследованиях использованы известные методы теории колебаний, высшей математики, динамического анализа механизмов, а также решения математических моделей в более ранних исследованиях по рассматриваемой проблеме. Экспериментальное исследование проведено на специальном макете с использованием типовой и оригинальной измерительной аппаратуры.
Научная новизна работы состоит в следующем:
- В уточнении закономерностей изменения «динамической» неприводки печати в рабочем объекте с ЕД с учётом упругости бумажной ленты и её реакции на внешние возмущения.
- В разработке и анализе математической модели, описывающей динамические процессы в приводах с ИД.
- В получении и истолковании результатов экспериментальных исследований на специальном макете.
Практическая значимость результатов исследований состоит в выработке рекомендаций по дальнейшему совершенствованию приводов многокрасочных рулонных машин на базе оптимизации режимов работы машин с ЕД и выдаче исходных данных при создании управляющих систем для достижения синхронизации ПП в машинах с ИД.
Полученные научные результаты реализованы в учебном процессе ОмГТУ при изучении специальных дисциплин, курсового и дипломного проектирования в процессе подготовки инженеров по специальности 15.03.01. «Динамика и прочность машин» и инженеров и бакалавров по специальностям 15.04.07 «Полиграфические машины и автоматизированные комплексы», 26.11.00.62 «Полиграфия». Они представляют интерес и полезность в полиграфическом производстве при решении указанных проблем в процессе эксплуатации машин, о чём свидетельствуют прилагаемые справки с полиграфических предприятий г. Омска.
Достоверность результатов исследования подтверждается использованием апробированных методов теоретических исследований на базе разделов высшей математики, теоретической механики, теории машин и механизмов и результатами экспериментальных исследований на специальном макете, а также результатами ранее выполненных экспериментов на макетах и реальных машинах в отрасли полиграфического машиностроения СССР.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и получили одобрение на ежегодных научно-технических конференциях ППС ОмГТУ в 2008–2012 гг., на международных конференциях в г. Львове (Украина) в 2010 г. и в г. Омске в 2012 г.
Публикации по теме диссертационной работы. Опубликовано восемь научных статей, общим объёмом 2,34 печатных листа, две из которых находятся в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Объём научных публикаций, принадлежащих лично автору, составляет 1,41 печатных листа.
На защиту выносятся следующие положения:
- теоретические зависимости, позволяющие прогнозировать изменения неприводки печати в системах приводов ПП от ЕД;
- теоретические зависимости, предназначенные для анализа динамических процессов в системах приводов ПП от ИД;
- результаты экспериментальных исследований на специальном макете;
- рекомендации по направлениям совершенствования систем приводов на базе прогнозирования динамической неприводки печати.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 138 с. машинописного текста, содержит введение, четыре основные главы, заключение, 18 рисунков, 17 графиков, 14 таблиц и библиографический список из 103 наименований.
Во введении обоснована актуальность темы исследования, объяснена цель и перечислены поставленные задачи работы; сформулирована научная новизна и практическая ценность полученных результатов, указано количество публикаций по теме исследования и представлены сведения по апробации материалов диссертации.
В первой главе изложена сущность и состояние рассматриваемой научной проблемы, касающейся механики движущейся ленты и указаны причины, приводящие к изменению её натяжения при её проводке в машине. Дан анализ технических и научных материалов, посвящённых исследованиям и особенностям расчёта и проектирования приводов многокрасочных рулонных машин секционного построения, рассмотрена специфика разработки приводов, создающих условия для получения прогнозируемой динамической неприводки печати. Сделано обобщение результатов широкомасштабных тензометрических и других исследований приводов и неприводки печати в отрасли полиграфического машиностроения, в научно–исследовательских учреждениях и в высших учебных заведениях, готовящих специалистов для полиграфического производства страны. Конкретизированы задачи, поставленные при выполнении настоящей работы.
В результате проведенного анализа установлено следующее:
- сущность проблемы состоит в том, что для рассматриваемого класса машин, оснащенного принципиально разными системами приводов ПП, неизменными остаются специфические требования к их динамическим свойствам, которые формируют требования технологического процесса, выполняемого машиной. Это заключение подтверждено множеством исследований различного технологического оборудования. Среди них работы А.П. Бессонова, В.Л. Вейца, И.И. Вульфсона, Вяч.А. Зиновьева, М.З. Коловского, Е.И. Ривина, А.И. Целикова, А.Д Шустова и др.;
- особую актуальность проблема приобрела для наиболее быстроходных видов полиграфического оборудования – рулонных печатных машин секционного построения, которые комплектуются приводами ПП от единого двигателя и от индивидуальных двигателей. Исследованиями машин с приводами от единого электродвигателя занимались Е.А. Воронов, Е.Н. Гусак, Ю.В. Милицын, В.Н. Румянцев, И.П. Солонец. Вопросы неприводки печати на ленте изучал В.П. Митрофанов. В период с 1967 по 1989 г.г. проводились экспериментальные исследования машин ГАУ, ПОГ-60 и ПОГ-90 под руководством Климова Б.И. и Румянцева В.Н. На их базе в отрасли были получены первые рекомендации по совершенствованию приводов этих и других разновидностей машин;
- аналогичных исследований машин с приводами от индивидуальных двигателей не проводилось.
Полученные ранее рекомендации и более поздние теоретические исследования позволили сформулировать основные выводы, которые использованы как исходные предпосылки настоящей работы:
- динамика изменения натяжения ленты при работе машины не искажает общую динамику процессов, происходящих в системе привода;
- динамические процессы в ленте, порождающие динамическую неприводку печати, непосредственно связаны с динамикой привода;
- динамическая неприводка печати оказывает существенное влияние на качество производимой продукции.
Кроме того, в последние два десятка лет рынок предлагает машины с приводами печатных пар от индивидуальных электродвигателей. Здесь синхронизация ведущих ленту печатных пар осуществляется с помощью систем автоматического регулирования (САР). В основном это машины инофирм, которые работают примерно с той же быстроходностью и производят продукцию аналогичного качества. Ввиду отсутствия у отечественных специалистов и пользователей научных и технических сведений для такого класса машин настоящее исследование восполняет некоторый пробел с целью установления достоинств и недостатков таких приводов.
Во второй главе на основе введённого ранее понятия «динамической» неприводки печати выполнено теоретическое исследование закономерностей неприводки печати в рабочих объектах с приводами печатных пар от единого и индивидуальных электродвигателей, сделаны необходимые расчёты и представлен их анализ.
Проанализированные в диссертации принципиальные схемы приводов представлены на рис. 1 а, б.
На рис. 1 а печатные пары (ПП) 3, 3 связаны помимо бумажной ленты 5 ещё и участком горизонтального вала 4, выполняющим роль синхронизатора возникающих рассогласований. Его динамическая жёсткость назначается из условия, чтобы при максимальном рассогласовании ПП неприводка печати не превышала технологически допустимой величины. Поэтому необходимости в дополнительном управлении неприводкой здесь не возникает. К тому же динамика этого варианта привода изучена достаточно подробно и теоретически, и экспериментально.
На рис. 1 б печатные пары 3, 3 приводятся в движение с помощью индивидуальных электродвигателей 1, 1'. Предполагая отсутствие других синхронизирующих устройств помимо самой ленты 5 в процессе работы, нами установлено, что динамические свойства таких систем приводов не изучены, в особенности, применительно к проблеме, связанной с неприводкой печати на ленте. Поэтому нами разработаны и рассмотрены модели, позволяющие дать объяснение её особенностям, когда привод ПП осуществляется от ИД.
а) от единого электродвигателя
б) от индивидуальных электродвигателей
Рис. 1 Схемы приводов рабочего объекта, состоящего из двух печатных аппаратов
1, 1 – электродвигатели; 2 – главная передача; 3, 3 – исполнительные механизмы (ПП); 4 – горизонтальный вал; 5 – проводимая лента.
Поскольку динамическая неприводка S2-1(t) является следствием изменяющегося натяжения ленты Fл(t), в качестве исходной предпосылки использовано уравнение:
, (1)
где 
, 
;
L, V – длина и линейная скорость проводки ленты; r – радиусы цилиндров печатных пар; Eб, bл, л – модуль упругости материала; ширина и толщина ленты; 
– угловые частоты вращения первой и второй ПП.
Возникающее в связи этим несовмещение (неприводка) оттисков на ленте, наносимых разными красками и в разные промежутки времени, равно
. (2)
Таким образом, очевидно, что численное значение неприводки S2-1(t) зависит от величины r и разности рассогласований угловых частот 
вращения ПП на первом и втором участках печати в промежутке времени. Закономерность изменений S2-1(t) определяют закономерности 
. Они в свою очередь определяются: в машине – структурой, параметрами привода и значениями переменных технологических нагрузок; а при расчёте – видом используемой динамической модели. Отсюда, если в рассматриваемых нами схемах приводов положить характеристики электродвигателей идеальными, то зависимость для неприводки печати при внезапно приложенной нагрузке M20 будет иметь вид:
,
. (3)
Как видно, закономерность изменения S2-1(t) описывается переменной составляющей 
.Изменения носят экспоненциальный и гармонический характер. Постоянный сомножитель обратнопропорционален квадрату собственной частоты b0 крутильный колебаний и приведённому моменту инерции Iпр вращающихся масс. Он определяет собою амплитудные значения 
.
Усложняя динамическую модель учётом динамических свойств электродвигателей, переменная функция 
выражается так:
.(4)
Здесь a1,2 – действительные корни, а «c» – действительная часть комплексного корня характеристического уравнения модели; колебания с собственной частотой b0 приобретают затухающий характер, а экспоненциальная зависимость усложняется.
Сравнительные значения параметров колебательных систем на примерах машин ПОГ-60 и ПОГ-90 приведены в таблице 1.
Таблица 1
Сравнительные значения параметров колебательных систем в машинах с разными системами привода
| Параметры | Марка машины | |||
| ПОГ-90 | ПОГ-60 | |||
| Схема привода | с ЕД | с ИД | с ЕД | с ИД |
| b0, с-1 | 135,9 | 6,611,3 | 142,8 | 20,735,9 |
| I1,2, кгм2 | 1,890 | 0,232 | ||
| a1, с-1 | -4,75 | -2,4 | -14,4 | -1,0 |
| a2, с-1 | -15,25 | -7,2 | -25,0 | -19,0 |
| с, с-1 | 0 | -3,7 | 0 | -10,79 |
| , с | 0,420 | 0,630 | ||
| r, м | 0,095 | 0,067 | ||
Характерные закономерности изменений 
и 
представлены в виде графиков на рис. 2 и рис. 3.
Рис. 2 Графики изменения функции 
неприводки печати систем приводов при 1=0,5 с; 2=0,3 с: с ЕД при b0=100 с-1 и – с ИД при b0(1)=12 с-1, b0(2)=24 с-1.
Рис. 3 Графики изменения функции неприводки печати 
.
На рисунке 2 а,б изображены закономерности 
для приводов с ЕД и ИД. Их сравнение показывает, что в приводах с ИД имеют место гармонические колебания неприводки с амплитудами, существенно превышающими её экспоненциальные изменения. Если учесть, что в этом случае и b0 в (416) раз ниже (см. табл. 1), чем в приводах с ЕД, то амплитуды неприводки 
в приводах с ИД становятся более чем на порядок выше при действии одной и той же переменной нагрузки. Поэтому только наличие целенаправленного управления неприводкой печати может обеспечить её прогнозируемые значения.
В дополнении к этому следует сказать, что на рисунке 3 а для систем привода с ИД представлены сравнительные графики функции 
и 
при учёте статической характеристики ИД, а на рисунке 3 б – функций 
с учётом динамической характеристики ИД. Графики показывают, что при изменении численных значений параметров ИД и закономерности, и амплитуды неприводки могут меняться в недопустимо больших пределах. Это значит, что в реальных машинах с этой системой привода следует ожидать появление таких изменений даже в процессе установившегося режима работы. Что ещё раз подтверждает необходимость управления неприводкой.
В диссертации дано подробное толкование характеристических уравнений в динамических моделях различной структуры и выполнен анализ изменений неприводки печати в области существования параметров динамических систем. На этом основании разработаны рекомендации по оценке условий управления неприводкой.
В третьей главе диссертации дано описание экспериментального устройства, приведены результаты исследований и на их основе – итоги численного моделирования изменений динамической неприводки печати.
Макет экспериментального устройства, рис. 4, разработан с целью реализации динамических процессов на движущейся упругой ленте, получения сведений о взаимодействиях между лентоведущими парами и лентой в приводах с ИД, а также с целью подтверждения корректности разработанных математических моделей.
Лента 3 приводилась в движение двумя парами цилиндров 2 и 2 с индивидуальными электродвигателями. Плотное прижатие цилиндров друг к другу позволило осуществлять проводку предварительно натянутой ленты без проскальзывания. Её длина составила (21502300) мм при изменении натяжения с помощью специального устройства 4,4. Направление проводки ленты определяли валики 7,7.
Переменная деформация (удлинение или укорочение) ленты достигалась путём различного вида внешних воздействий, которые вызывали рассогласование по фазе ведущих пар цилиндров. Внезапное приложение нагрузки имитировалось прохождением между прижатыми цилиндрами утолщения 6 в месте соединения ленты и узких площадок на поверхности самих цилиндров. Гармонические изменения длины ленты создавались эксцентричным валиком 12.
Рис. 4 Принципиальная схема экспериментального устройства.
1,1' – стенки станины печатных пар; 2,2’ – печатные пары (ПП);
3 – проводимая лента; 4,4' – устройство регулирования натяжения ленты; 5,5' – устройство регулировки натиска; 6 – площадка соединения ленты;
7,7' – лентонаправляющие валики; 8,8' – индивидуальные двигатели (ИД);
9 – клеммная измерительная колодка; 10 – узел регистрации изменения натяжения ленты; 11,11' – регулятор частоты вращения вала электродвигателя; 12 – эксцентричный валик перед первой ПП.
Воспринимая переменную нагрузку, изменялись частоты вращения цилиндров 
выходных валов электродвигателей, и возникало рассогласование вращения цилиндров 
. Расчётным и экспериментальным путём определялось изменение натяжения ленты Fл(t), численным моделированием – изменение динамической неприводки, которая могла бы возникнуть на ленте в случае нанесения на её поверхность оттисков в зонах печатного контакта. Аналогично анализировалась зависимость изменения движущих моментов электродвигателей Mдв(t).
Рассогласование цилиндров рассчитывалось по данным измерений тока и напряжения на роторе двигателей, натяжение ленты фиксировалось с помощью оригинального измерительного устройства 10.
На рис. 5 приводятся графики записей изменения натяжения ленты: для случая прохождения между цилиндрами утолщения 6 на ленте, рис. 5 а; для случаев прохождения выступающей площадки на цилиндре ПП1, рис. 5б и для случая отсутствия внешних возмущений, рис. 5 в.
Рис. 5 Графики обработанных значений натяжения ленты.
На рис. 6 для сопоставления представлены графики: 1 и 2 – изменения натяжения ленты: экспериментальный (1) и соответствующий теоретический (2); 3 – полученный по расчётной формуле график изменения ожидаемого несовмещения оттисков на ленте; 4 и 5 – графики изменения движущих моментов электродвигателей ПП1 и ПП2.
Рис. 6 Графики изменения Fл(t), S2-1(t), Mдв(t).
Результаты обобщения данных эксперимента позволили сделать заключение о соответствии режимов нагружения в рамках параметров макета к реализации заданных величин неприводки и о пригодности разработанных математических моделей к объяснению возникающих динамических процессов в ленте. При этом погрешности расчётных и экспериментально зафиксированных значений движущего момента двигателей составили (16,319,2)%, натяжения ленты – (9,816,7)%.
Более высокие значения погрешности для движущего момента объясняются наличием в макете реальных сопротивлений, не учтённых расчётом, но находящихся в пределах принятых допущений. Колебания значений погрешности при выявлении натяжения ленты связаны с естественными неточностями в задании действующих возмущений при расчёте и реально возникающими при проведении серий испытаний на макете.
В четвёртой главе путем сопоставления результатов расчётов по теоретическим разработкам в главе II и результатов экспериментальных исследований в главе III диссертации представлены практические аспекты направлений совершенствования приводов многокрасочных машин секционного построения.
Наиболее актуальны эти вопросы оказались для приводов с ИД. Это связано с малой изученностью этих систем, с большим разнообразием формируемых ими форм отклика на внешние воздействия и в связи с отсутствием в РФ отечественных систем управления синхронизацией печатных пар, в то время как импортные "чёрные ящики" не позволяют дать объяснения возникающим при эксплуатации неблагоприятным явлениям.
С целью выработки рекомендаций по совершенствованию приводов такого класса машин нами отобраны и обобщены параметры отечественных машин с близкими динамическими показателями. Они сведены в табл. 2 и использованы для дальнейших рассуждений.
В таблице для разных марок машин по исходным значениям максимального формата Ф производимой продукции представлены значения диаметров D цилиндров печатного аппарата, участвующих в проводке ленты.
Геометрические размеры цилиндров определяют величины моментов инерции Iц и их суммарное значение I, рассчитанное для количества «n» цилиндров в составе печатного аппарата.
Крутильная жёсткость Cб, создаваемая бумажной лентой, является функцией её продольной жёсткости Eб·bл·F·л и квадрата радиуса цилиндров 
. Значение модуля упругости Eб и толщина ленты л устанавливались по значению плотности используемой в машине бумаги. На основании этих величин рассчитаны численные значения основной собственной частоты крутильных колебаний b0. Для сравнения в табл. 2 указано максимальное число оборотов цилиндров nц.
Таблица 2
Параметры отечественных рулонных машин, используемые для проведения оценки их динамических свойств
| Марка машины | Исходные параметры | Расчётные значения | |||||||
| Ф, см | nц, об/мин | , г/м2 | n | D, мм | I, кгм2 | Cб,  | b0, с-1 | ||
| 1 | ПОГ 168 | 160*118,8 | 580 | 45-70 | 6 | 378 | 158,6 | 2800 25500 | 7,9 18,4 |
| 2 | ПОУ 84 | 84*115,6 | 420 | 45-70 | 4 | 368 | 47,5 | 1600 14600 | 10,6 24,4 |
| 3 | ПОК 2-84 | 84*109,2 | 300 | 45-90 | 4 | 347,2 | |||
| 4 | ПОК 2-75 | 75*91,6 | 300 | 45-90 | 4 | 292 | |||
| 5 | ПОГ 90 | 84*59,4 | 500, 600 | 45-80 | 4 | 190 | 16,6 | 460 4000 | 7,5 22,0 |
| 6 | ПОГ 60М | 62*42 | 420 | 45-80 | 3+2 | 134/268 | |||
| 7 | ПОГ 42 | 42*57,8 | 300 | 45-120 | 4 | 184 | |||
Здесь приняты следующие обозначения расчетных величин:
I – суммарный момент инерции лентопроводящей группы цилиндров, кгЧм2;
Cб – крутильная жёсткость, создаваемая бумажной лентой, 
.
В результате имеющих место в каждой марке бумаги широких интервалов изменения Eб и л, границы значений Cб для каждой из машин отличаются в (8,79,0) раз. Это является причиной непостоянства значений b0, границы которого отличаются приблизительно в 2,3 раза. Поскольку печатание осуществляется при частотах вращения цилиндров печ=(3060) c-1, т.е. существенно превышающих b0, технологическая операция печатания будет осуществляться в закритических динамических зонах в отличие от систем с ЕД. Насколько это хорошо или плохо, показывают нижеследующие материалы.
В табл. 3 обобщены данные расчётов корней характеристического уравнения шестой степени, характеризующего динамику в приводах с ИД по данным машин ПОГ-90, ПОУ-84, ПОГ-168.
В процессе расчёта использованы параметры табл. 2, среди которых усреднённое значение Cб, а также дополнительно введены интервалы значений коэффициентов крутизны статической характеристики ИД 1,2=(510-4510-3) 
и интервалы изменения постоянной времени одного из ИД T2=(0,080,13) c при постоянном значении T1=0,12 с.
Целью расчётов было установление влияния статических и динамических свойств ИД на численные значения и состав корней, т.е. на общую динамику процессов в приводе.
Таблица 3
Результаты расчётов корней характеристического уравнения для приводов с ИД
| Вариант | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 510-4 | 10-3 | 510-3 | 510-4 | 10-3 | 510-3 | |||
| корни | T2, с (при T1=0,12 с, машина ПОГ-90) | |||||||
| 0,08 | 0,118 | 0,1 | 0,117 | 0,117 | 0,137 | |||
| a1 | -11,8 | -12,6 | -12,43 | b2=0,22 | 9,75 | b2=0,2 | -2,296 | -7,838 |
| a2 | -1,8 | -5,8 | -7,96 | c2=-6,88 | -6,69 | c2=-7,73 | -0,278 | -7,593 |
| b1 | 3,1 | a3=-3,4 | a3=-2,44 | 1,73 | 0,38 | 0,79 | 0,087 | a3=-2,28 |
| c1 | -4,26 | a4=-1,3 | a4=-0,27 | -2,38 | -1,92 | -1,7 | -8,3 | a4=-0,28 |
| b0 | 15,6 | 15,3 | 15,0 | 15,7 | 15,33 | 15,33 | 15,1 | 15,1 |
| c0 | -0,56 | -0,3 | -0,083 | -0,4 | -0,25 | -0,218 | -0,068 | -0,062 |
| корни | T2, с (при T1=0,12 с, машина ПОУ-84) | |||||||
| 0,08 | 0,099 | 0,117 | 0,117 | 0,118 | 0,129 | |||
| a1 | -12,14 | -12,323 | -12,47 | -9,83 | b2=0,234 | -2,18 | -2,43 | -8,06 |
| a2 | -5,9 | -7,356 | -8,16 | -6,69 | c2=-7,74 | -0,76 | -0,131 | -7,92 |
| b1 | a3=-3,42 | a3=-2,69 | a3=-2,5 | 0,18 | 0,75 | 0,78 | 0,1 | a3=-2,41 |
| c1 | a4=-1,29 | a4=-0,66 | a4=-0,13 | -1,95 | -1,73 | -8,101 | -8,34 | a4=-0,13 |
| b0 | 14,6 | 14,4 | 14,3 | 14,6 | 14,6 | 14,46 | 14,3 | 14,3 |
| c0 | -0,3 | -0,168 | -0,058 | -0,26 | -0,229 | -0,131 | -0,05 | -0,048 |
| корни | T2, с (при T1=0,12 с, машина ПОГ-168) | |||||||
| 0,08 | 0,117 | 0,118 | 0,128 | 0,119 | 0,123 | |||
| a1 | -12,33 | -12,42 | -12,48 | -2,06 | -2,1 | -8,06 | -2,145 | -8,27 |
| a2 | -7,95 | -8,14 | -8,3 | -0,32 | -0,16 | -7,91 | -0,03 | -8,16 |
| b1 | a3=-2,22 | a3=-2,18 | a3=-2,16 | 0,094 | 0,096 | a3=-2,09 | 0,05 | a3=-2,14 |
| c1 | a4=-0,31 | a4=-0,15 | a4=0,03 | -8,24 | -8,3 | a4=-0,16 | -8,35 | a4=-0,03 |
| b0 | 9,3 | 9,3 | 9,3 | 9,4 | 9,3 | 9,3 | 9,3 | 9,3 |
| c0 | -0,119 | -0,072 | -0,04 | -0,11 | -0,067 | -0,065 | -0,034 | -0,034 |
Варианты 1-3 позволяют проанализировать влияние 1,2=(510-4510-3) 
при T2=0,08 с; варианты 3,7 и 8 – влияние T2=(0,08, 0,12 и 0,13) с при 1,2=510-3
; варианты 4-6 – влияние комплексных изменений 1,2 и T2.
В результате выяснено, что при изменении 1,2 и T2 изменяется структура корней: так, для машины ПОГ-90 варианты 4 и 6 имеют в своём составе комплексные сопряженные корни; варианты 2,3 и 8 – смешанные корни, среди которых только пара комплексных корней; остальные варианты содержат смешанные корни с двумя парами комплексных корней. Таким образом, характер изменения переменной части неприводки для вариантов 4 и 6 соответствует показанным графикам на рис. 3а, для остальных вариантов – на рис. 3б. Аналогичные суждения следуют для машин ПОУ-84 и ПОГ-168.
Отсюда можно констатировать следующее:
- основные собственные частоты b0 крутильных колебаний во всех вариантах расчётов не изменяются и, значит, от динамических характеристик ИД не зависят;
- колебания постоянных времени T2 и коэффициентов крутизны статической характеристики 1,2 электродвигателей служат причиной изменения состава корней и соответственно разного отклика динамической системы на внешнее воздействие. В этом случае предпочтение имеют варианты с комплексными корнями;
- наилучшие динамические показатели имеют варианты расчётов, когда постоянные времени T1,2 двигателей и коэффициенты 1,2 одинаковы;
Это ещё раз подтверждает для данного варианта привода необходимость целенаправленного управления неприводкой печати с целью создания условий для прогнозируемых значений несовмещения оттисков на бумаге в работающей машине. Учитывая это, в диссертации предложен порядок анализа условий управления неприводкой, основанной на разработанных зависимостях изменения неприводки печати. Правомерность их использования подтверждается результатами проведённого эксперимента.
Выводы по работе:
- разработаны теоретические зависимости для прогнозирования неприводки двухкрасочной печати в системах приводов печатных пар от единого электродвигателя с учётом упругих свойств запечатываемой ленты. Полученные результаты распространены на случай трёхкрасочной печати;
- обоснованы и решены математические модели с целью анализа динамической неприводки печати в приводах с индивидуальными электродвигателями, получены и проанализированы характеристические уравнения для моделей различной сложности, установлены закономерности возникающей неприводки от единичной внезапно приложенной нагрузки, представлен анализ условий управления неприводкой печати;
- правомерность практического использования теоретических зависимостей для приводов с ИД подтверждена результатами экспериментальных исследований на специальном макете. Наибольшее несоответствие измерений и расчётов находится в пределах (9,819,2)%.
- изложены практические аспекты направлений совершенствования приводов на базе прогнозирования динамической неприводки печати и реализации управления ею с помощью устройств, наделенных необходимыми для такой цели свойствами.
Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в следующих работах:
В изданиях, рекомендованных ВАК:
- И.С. Лебедев. Исследование изменения неприводки печати в динамических условиях работы технологических машин. / Е.А. Воронов, И.С. Лебедев. "Омский научный вестник." Серия "Приборы, машины и технологии." – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2010. №3 (93), с. 308-312, (0,4/0,2 п.л.).
- И.С. Лебедев. Особенности динамики рассогласования печатных пар в приводах с индивидуальными двигателями. / Е.А. Воронов, И.С. Лебедев. "Омский научный вестник." Серия "Приборы, машины и технологии." – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2012. №2 (110), с. 352-356, (0,5/0,3 п.л.).
В других изданиях:
- И.С. Лебедев. К вопросу об исследовании механических приводов рулонных машин. / А. Е. Воронов, И.С. Лебедев "Анализ и синтез механических систем." Сб. научн. тр. / под ред. В. В. Евстифеева – Омск : -Изд-во ОмГТУ, 2006, с. 179-182, (0,2/0,1 п.л.).
- И.С. Лебедев. Условие регулирования неприводки печати в многокрасочных рулонных машинах. / Э.О. Валуевич, А.Е. Воронов, Е.А. Воронов, И.С. Лебедев. "Динамика систем, механизмов и машин": матер. VII Междунар. науч.-техн. конф. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2009. – Кн. 1, с. 29-31, (0,1/0,1 п.л.).
- И.С. Лебедев. Анализ динамики нанесения оттисков на упругую ленту в ротативных машинах. / Матер. заоч. научн.-практ. конф. "Полиграфия: технология, оборудование, материалы". 13-15.04. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2010, с. 88-94, (0,4 п.л.).
- И.С. Лебедев. Об исследованиях свойств обратной связи для стабилизации натяжения бумажной ленты / И.С. Лебедев. II Международная научно-практическая конференции студентов, магистрантов и аспирантов "Квалилогия книги" 9-10.12.10. – Львов : Изд-во Украинская академия печати, 2010, с. 67-68, (0,1 п.л.).
- И.С. Лебедев. Обоснование закономерностей изменения динамической неприводки двухкрасочной печати / Е. А. Воронов, И.С. Лебедев // "VII Всероссийская научно-практическая конференция "Развитие дорожно-транспортного комплекса и дорожной инфраструктуры на основе рационального природопользования." – Омск: Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия «СибАДИ», 2012. – Кн 2, с. 128-132, (0,3/0,1 п.л.).
- И.С. Лебедев. Анализ систем приводов печатных пар по критерию неприводки печати. / Е.А. Воронов, И.С. Лебедев. "Динамика систем, механизмов и машин": матер. VIII Междунар. науч.-техн. конф. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2012. – Кн. 1, с. 11-15, (0,3/0,1 п.л.).
