Вячеслав РУМЯНЦЕВ, кандидат технических наук

Продолжаем начатый в прошлом номере разговор о листопередающих системах (ЛС). В первой части мы подробно рассказали о печатных цилиндрах, теперь речь пойдет о листопередающих цилиндрах.

Они используются в ЛС машин двух разновидностей - печатающих только на одной стороне листа или с обеих сторон. Рассмотрим оба варианта.

В машинах первого типа можно встретить листопередающие системы, между двумя соседними печатными цилиндрами которых расположены (табл. 4):

• один листопередающий цилиндр одинарного, двойного, тройного диаметров;
  
  
• три листопередающих цилиндра одинарного диаметра;
  
  
• три листопередающих цилиндра, включая два цилиндра одинарного диаметра и один цилиндр двойного диаметра;
  
  
• три листопередающих цилиндра двойного диаметра;
  
  
• пять листопередающих цилиндров, включая три цилиндра одинарного диаметра и два цилиндра двойного диаметра.

Теоретически возможны и другие системы, но мы ограничимся перечисленными.

Один листопередающий цилиндр одинарного диаметра применяется очень редко, да и то в специализированных машинах, в частности в однокрасочных с нумерационной секцией. Дело в том, что при использовании такого цилиндра расстояние между печатными секциями становится настолько малым, что условия для нормального обслуживания секций просто отсутствуют. Поэтому если в ЛС используется один листопередающий цилиндр, то он имеет двойной или тройной диаметр.

Система из двух листопередающих цилиндров не позволяет передать лист таким образом, чтобы в следующий печатный аппарат (ПА) машины односторонней печати лист попадал бы нужной стороной. Поэтому в машинах односторонней печати применяются системы, состоящие из нечетного количества листопередающих цилиндров (одного, трех, пяти).

Листопередающая система должна отвечать целому ряду определенных требований, в том числе по возможности пропуска через машину листов как тонкой бумаги, так и картона, по точности совмещения красок, удобству обслуживания печатных секций, которое напрямую связано с габаритами машины, и т. д. Остановимся на некоторых из них, имеющих непосредственное отношение к листопередаче.

Листы бумаги проходят через машину нормально при любых диаметрах листопередающих цилиндров. Что касается картона, то он легче проходит через машину при больших диаметрах цилиндров. В этом случае листы меньше изгибаются и их «хвосты» меньше «хлопают» по различным деталям машины на выходе из зоны печатного контакта. Для борьбы с ударами «хвостов» листов в машинах используются различные приспособления, на которых останавливаться не будем.

Обычный диапазон по толщине - это 0,04–0,6 мм, доходящий в некоторых машинах до 0,8 мм. В принципе, это большой диапазон, позволяющий пропускать через машину бумагу и картон практически всех видов. Но если требуется запечатать листы еще большей толщины (например 1,0–1,2 мм), нижняя граница толщины листов сдвигается в сторону ее увеличения, например с 0,04 до 0,2 мм или до еще большей величины.

Теперь об удобстве обслуживания печатных секций, что сильно связано с расстоянием между секциями (размером проема между ними). При небольшом формате машины печатную секцию достаточно легко обслуживать сбоку, поэтому расстояние между печатными секциями может быть небольшим и передача листов между печатными цилиндрами может осуществляться системой с минимальным количеством цилиндров. При большом формате машины боковое обслуживание становится затруднительным, поэтому межсекционный проход должен быть таким, чтобы в нем мог разместиться и работать человек. В этом случае листопередающая система должна быть уже иной. Следует отметить, что оснащение машин системами закрепления форм, автоматической смывки резины печатного цилиндра снизило актуальность проблемы межсекционного пространства.

Сам критерий удобства обслуживания машины относителен и субъективен. Его относительность связана с ростом и комплекцией людей. Машина, спроектированная под обслуживание операторами невысокого роста, может оказаться недостаточно удобной для обслуживания более высокими. Эта разница часто заметна по машинам, спроектированным в Европе и Японии. Но, выбирая печатные машины, полиграфисты не всегда обращают на это внимание.

Один из важнейших показателей работы ЛС - показатель точности совмещения красок. Хотя он и очень важен, его, как правило, не найти среди других показателей работы печатной машины, указываемых в технической документации и в рекламных материалах на машину. Есть формат по бумаге, диапазон по массе 1 м2 листа, скорость работы, габариты и масса машины, установленная мощность и т. д., а точности совмещения красок среди них нет.

В свое время, применительно к отечественным печатным машинам, велись долгие споры по этому показателю с представителями Минпечати (названия Министерства изменялись, но споры продолжались многие годы). Пожалуй, печатные машины российского производства были единственными, в документации которых этот показатель одно время присутствовал, хотя и с различными оговорками. В инструкциях на западные машины он отсутствовал всегда. На вопрос, с какой точностью работает машина, часто следует ответ: «Ноль в ноль». Но нуля практически не бывает. А дело в том, что точность совмещения красок зависит не только от печатной машины, но и от используемой бумаги, краски, размеров живописного поля и т. д. На одной и той же машине можно получить продукцию с различной точностью совмещения красок, особенно в хвосте листа. Поэтому, чтобы исключить влияния перечисленных выше факторов, для характеристики печатной машины точность совмещения красок измеряется как можно ближе к передней кромке листа.

Печатные и листопередающие цилиндры одинарного диаметра оснащаются одной системой захватов, двойного диаметра - двумя и т. д. У каждого цилиндра имеются две точки листопередачи, независимо от диаметра цилиндра и количества систем захватов на нем. В первой из этих точек («на входе») лист принимается системой захватов от соседней системы. Во второй («на выходе») лист передается в захваты следующей системы. Один листопередающий цилиндр - два перехвата листа.

В планетарном ПА все красочные изображения (в четырех зонах печати) наносятся на лист, ведомый одной системой захватов печатного цилиндра. Передач листа в процессе нанесения всех красок нет. Поэтому точность совмещения красок в такой машине наивысшая.

В машине, обеспечивающей печать продукции с той же красочностью, но состоящей из двух пятицилиндровых печатных аппаратов, для проведения листа через четыре зоны печати требуется два печатных цилиндра со своими системами захватов. Такая машина по точности совмещения красок должна, казалось бы, стоять на втором месте после «планетарки». Но это не так. Все зависит от количества передач листа между этими двумя печатными цилиндрами. Например, в листопередающей системе машины PVO-6 («Планета-Супер-Дека»), выпускавшейся ранее заводом Planeta, использовались пять цилиндров, из которых два - двойного диаметра, три - одинарного. Поэтому по точности совмещения красок такая машина уступает как машинам с планетарным ПА, так и машинам с такими же пятицилиндровыми аппаратами, но с цилиндрами больших диаметров - 3d или 4d (с уменьшенным количеством листопередач).

Оценка точности совмещения красок осуществляется обычно по величине 3s, иногда по 2s, где s - среднее квадратическое отклонение дисперсии s2, являющееся мерой рассеивания одного красочного изображения относительно другого. Это означает, что при нормальном законе распределения в пределах 2s будет находиться 95,45% красочных изображений, а в пределах 3s - 99,73% [3].

Точность листопередачи зависит от целого ряда факторов, в том числе от количества листопередач (Кл), то есть количества передач листа из одной системы захватов в другую, приходящегося на один лист при прохождении им через печатную машину. Чем больше передач листа, тем хуже точность совмещения красок, поскольку

где: s2пер - общая дисперсия разброса листов при передаче листа в ЛС;
s2пер1 - дисперсия разброса листов при одной передаче листа;
n - количество листопередач.

Максимальное несовмещение красок получается между первой и последней печатными секциями, поскольку между ними лист передается наибольшее количество раз. В четырехсекционной машине, между соседними печатными цилиндрами которой находится один листопередающий цилиндр (всего три цилиндра, каждый из которых принимает и передает лист дважды), точность совмещения первой и последней красок равна

где 6 - количество передач листа.

Точность работы одной системы должна быть не хуже

Если между печатными цилиндрами по три листопередающих цилиндра (всего 12 передач листа), то

Это означает, что, чем больше передач листа (листопередающих цилиндров), тем точнее должен работать каждый элемент листопередающей системы для достижения того же конечного результата по точности совмещения красок. Высокая точность требует больших денег, поэтому изготовители машин и стремятся уменьшить количество передач листа в машине, часто за счет увеличения диаметров листопередающих и печатных цилиндров (хотя увеличение диаметров также обходится недешево). Количество перехватов листа из одной системы захватов в другую при прочих равных условиях играет решающее значение. В табл. 4 для рассматриваемых листопередающих систем указано количество передач листа Кл.

Казалось бы, путем простого подсчета количества передач листа можно сделать вывод о преимуществе листопередающей системы той или иной машины. Сказанное справедливо, когда все цилиндры ЛС имеют одинарный диаметр с одной системой захватов. В ЛС машин с двойными и большими диаметрами цилиндров необходимо учитывать наличие других систем захватов.

При одной и той же скорости работы машины в «листах/ч» частота вращения цилиндров двойного или тройного диаметров в два и три раза соответственно ниже частоты вращения цилиндров одинарного диаметра. Это же относится и к частоте работы захватов. При нескольких системах захватов на цилиндре каждая из них работает реже. Следовательно, при прочих равных условиях системы захватов цилиндров двойного и тройного диаметров могут работать стабильно более длительное время. Однако если в ЛС используются цилиндры с различными диаметрами, то не следует ожидать равномерного износа деталей захватов всех цилиндров, поскольку нагрузка (количество срабатываний в единицу времени) на системы захватов у них различна.

Еще один момент, на который необходимо обращать внимание. В ЛС с цилиндрами равного диаметра (одинарного, двойного или тройного) определенная система захватов, допустим, печатного цилиндра, взаимодействует постоянно только с определенными системами захватов соседних (предшествующего и последующего) цилиндров. В ЛС с цилиндрами различных диаметров картина иная. В ней система захватов, например листопередающего цилиндра одинарного диаметра, взаимодействует с обеими системами захватов соседнего листопередающего цилиндра двойного диаметра.

При двух и большем количестве систем захватов на цилиндре значение имеет точность размещения отверстий под штанги с захватами. Если отверстия расположены неточно, например не через 1800, возникает так называемый «систематический сдвиг» листов, то есть на двух соседних листах изображение будет располагаться не одинаково, а со смещением. Точность изготовления сейчас выше, чем 15–20 лет тому назад, поэтому систематический сдвиг чаще всего не заметен.

Ранее, для простоты, мы приняли, что все печатные и листопередающие цилиндры расположены на одной осевой линии. Это означает, что все системы захватов будут срабатывать (открываться и закрываться) одновременно, что приведет к возникновению достаточно большой импульсной нагрузки в приводе и ухудшит динамику работы машины. Поэтому оптимальный вариант - тот, при котором механизмы в секциях срабатывают в разное время, в результате чего импульсная нагрузка не достигает большой величины. Для этого печатные секции должны отличаться друг от друга, от чего усложнится изготовление машин, да и цена их возрастет. Поэтому наибольшее распространение получил компромиссный вариант построения машин из одинаковых печатных аппаратов и листопередающих систем, у которых захваты срабатывают в различные моменты цикла, для чего оси листопередающих цилиндров располагают ниже осей печатных цилиндров. Степень «опускания» цилиндров у разных фирм различна.

Остановимся на вопросе габаритов ЛС. Как и при рассмотрении печатных аппаратов, обозначим габариты листопередающего модуля размерами Н и L, а его площадь - Sлм (Sлм=НхL). Для наглядности все листопередающие цилиндры расположим на одной горизонтальной осевой линии (табл. 4). Там же изобразим печатные модули (формный и офсетный цилиндры), которые, однако, учитывать при сравнении схем ЛС не будем.

Размер L характеризует длину листопередающего модуля, представляющего собой сумму диаметров печатного и листопередающих цилиндров, расположенных между двумя соседними печатными цилиндрами. Тогда, например, длина листопередающего модуля, состоящего из одного печатного и одного листопередающего цилиндров двойного диаметра, будет выглядеть следующим образом:

где: 2dп - двойной диаметр печатного цилиндра (эквивалентный двум диаметрам формного цилиндра);
2dл - двойной диаметр листопередающего цилиндра.

Для печатного цилиндра одинарного диаметра и листопередающих цилиндров (двух цилиндров одинарного диаметра и одного двойного) «формула» листопередающего модуля будет выглядеть иначе:

Понятно, что чем больше диаметры цилиндров ЛС и больше их количество, тем больше площадь листопередающего модуля Sлм. В то же время все изготовители печатных машин стремятся сократить их габариты. Но чудес в технике не бывает. Сокращая высоту листопередающего модуля Н, приходится увеличивать его длину L, и наоборот. Многое зависит от диаметра формного и офсетного цилиндров базового модуля. Изготовители стремятся к уменьшению диаметра этих цилиндров, но при небольшом диаметре слишком напряженной получается динамика работы цикловых механизмов, в частности форгрейфера. Да и зоны обслуживания цилиндров небольших диаметров, особенно формного, получаются узкими и неудобными для работы.

Но из этого правила возможны исключения. Сравним две, достаточно популярные ЛС, в которых:

• печатный и листопередающий цилиндры двойного диаметра;
  
  
• печатный цилиндр одинарного диаметра, а среди листопередающих
  цилиндров - два одинарного и один двойного диаметров.

Длина первой системы - 4dп, а второй - 5dп. Вторая ЛС длиннее первой на 1d. В результате этого четырехсекционная печатная машина с ЛС, построенной по второй схеме, была бы на 3і1d=3d длиннее, чем машина с ЛС, построенной по первой схеме. На практике же их длины часто равны друг другу за счет расположения оси среднего листопередающего цилиндра двойного диаметра ниже осей цилиндров одинарного диаметра. Поскольку печатные цилиндры при второй схеме имеют одинарный диаметр, высота такой машины может не превышать высоты машины, построенной на цилиндрах двойного диаметра, то есть машины с рассмотренными двумя схемами ЛС могут иметь одинаковые габариты.

Расположим системы в порядке убывания площади ЛС. Систему с одним цилиндром одинарного диаметра, учитывая его специфику, рассматривать не будет. Тогда получится следующая картина.

При печатном цилиндре одинарного диаметра:

• 3 цилиндра двойного диаметра (Sлм=14d2);
  
  
• 2 цилиндра одинарного диаметра и 1 цилиндр двойного диаметра (Sлм=10d2);
  
  
• 3 цилиндра одинарного диаметра (Sлм= 4d2).
  

При печатном цилиндре двойного диаметра:

• 2 цилиндра двойного диаметра и 1 цилиндр тройного диаметра (Sлм=27d2);
  
  
• 3 цилиндра одинарного диаметра и 2 цилиндра двойного диаметра (Sлм=16d2);
  
  
• 1 цилиндр тройного диаметра (Sлм=15d2);
  
  
• 2 цилиндра одинарного диаметра и 1 цилиндр двойного диаметра (Sлм=12d2);
  
  
• 1 цилиндр двойного диаметра (Sлм=8d2).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что наименьшими габаритами обладают две ЛС:
при печатном цилиндре одинарного диаметра - система из трех цилиндров одинарного диаметра;
при печатном цилиндре двойного диаметра - система из одного цилиндра двойного диаметра.

Если в отношении системы из цилиндра двойного диаметра практика подтверждает сделанный вывод, то в отношении системы из трех цилиндров такого не наблюдается. Объяснение этому достаточно простое. При трех цилиндрах одинарного диаметра не всегда удается получить приемлемый результат, с точки зрения удобства обслуживания печатных секций. Но проблему можно решить, если заменить в системе из трех цилиндров один цилиндр одинарного диаметра на цилиндр двойного диаметра.

Само собой разумеется, что рассматривать габариты в отрыве от количества листопередач нельзя.

Листопередающие системы машин двусторонней печати

Для печати за один прогон двусторонней продукции могут использоваться универсальные и специализированные машины. Первые оснащены системой, позволяющей работать как без переворота листов, так и с их переворотом. Возможен вариант симметричного расположения печатных секций относительно переворачивающей системы (например до и после такой системы по две или четыре печатные секции) и ассиметричное расположение (например, до листопереворачивающей системы одна секция, а после - четыре). Листопереворачивающие системы таких машин обычно строятся на базе систем, используемых в машинах односторонней печати. Принцип работы такой системы заключается в следующем.

Рассмотрим вариант, когда листопередающая/листопереворачивающая система состоит из трех листопередающих цилиндров: двух одинарного диаметра и одного - центрального двойного диаметра, расположенного между одинарными цилиндрами.

Центральный листопередающий цилиндр двойного диаметра оснащен системами захватов, предназначенными для удержания не только передней, но и задней кромок листа. Задняя кромка удерживается механической или пневматической системой, имеющей возможность перенастраиваться по формату листа. При односторонней печати из системы захватов одного цилиндра в систему захватов соседнего цилиндра передается передняя кромка листа. При работе системы в режиме двусторонней печати передняя кромка листа, удерживаемого в захватах центрального листопередающего цилиндра, проходит зону листопередачи с соседним одинарным цилиндром и не передается в его захваты. Задняя кромка этого же листа в это время удерживается в фиксированном положении второй системой захватов (или присосами) центрального цилиндра. Когда хвостовая кромка листа попадает в зону листопередачи, происходит ее перехват захватами одинарного цилиндра. При продолжении вращения одинарного цилиндра система его захватов поворачивается почти на 1800, лист снимается с центрального цилиндра двойного диаметра. Подобным образом работает большинство систем. Конечно, есть свои отличия, но принцип работы у них общий.

Для универсальных машин характерны два момента:

• снижение максимальной скорости работы машины в режиме двусторонней печати;
  
  
• уменьшение диапазона запечатываемого материала по толщине.

Большое значение для правильного расположения отпечатанных изображений на лицевой и оборотной сторонах листа имеет точность подрезки листов. Например, в стапеле друг над другом расположены две стопы и верхняя короче нижней (в направлении движения листов) на 0,5 мм. При работе машины с переворотом листов такая разница в размере может привести к тому, что изображения на лице и обороте не совпадут на те же 0,5 мм. Для совмещения изображений придется прибегнуть к системе окружной приводки.

Более подробно останавливаться на универсальных системах не будем.

Специализированные машины работают без системы переворота листов. В таких машинах ЛС может состоять из двух или трех цилиндров. Возможен вариант, когда листопередающие цилиндры в машине отсутствуют, а их функции выполняют печатные цилиндры.

Лет 30 тому назад еще выпускались специализированные машины больших форматов двусторонней печати красочностью 1+1, работавшие по принципу печати «резина к резине». Они использовались при печати книжно-журнальной продукции. С увеличением красочности продукции и расширением применения универсальных машин они были вытеснены с рынка и сегодня выпускаются в ограниченных количествах.

Листопередающая система из двух цилиндров обеспечивает переворот листа при размещении всех базовых модулей с одной стороны печатных цилиндров. Система из трех цилиндров используется в машинах двусторонней печати при расположении базовых модулей с различных сторон печатных цилиндров.

Приведем примеры листопередающих систем печатных машин различных изготовителей в комплекте с печатными цилиндрами [4, 5, 7]. Для упрощения сравнения все схемы сведены в табл. 4.

Дадим небольшие пояснения по специализированным машинам.

В машине Jprint производства фирмы Akiyama печатные и листопередающие цилиндры одинарного диаметра расположены попарно и последовательно друг за другом (схема 13) - сначала два печатных, затем два листопередающих цилиндра. Поэтому печать на лицевой и оборотной сторонах листа производится поочередно. Все цилиндры находятся примерно на одном уровне, достаточно высоко над полом. Печатные модули располагаются друг за другом над и под печатными цилиндрами. Так, в первой секции базовый модуль расположен над печатным цилиндром, а во второй секции - под ним.

Немного иначе построила свою машину Lithrone 40SP/ 44SP компания Komori (схема 15). В ней ЛС состоит только из печатных цилиндров двойного диаметра, листопередающие цилиндры отсутствуют. Печатные модули располагаются также поочередно - над и под печатными цилиндрами. Лист из захватов одного печатного цилиндра передается непосредственно в захваты другого печатного цилиндра, поэтому количество листопередач минимально. Листопередающих цилиндров просто нет. При такой схеме диаметр цилиндров играет решающую роль. При небольшом диаметре ширина прохода между секциями будет недостаточной для нормального их обслуживания.

Машина Diamond 3000TP фирмы Mitsubishi состоит из двух частей (схема 14). В первой части, предназначенной для запечатывания оборотной стороны листа, печатные и листопередающие цилиндры расположены над печатными модулями. В этой части машины все поставлено как бы «с ног на голову». Во второй части, предназначенной для запечатывания лицевой стороны листа, базовые модули расположены привычно - над печатными цилиндрами. Печатные и листопередающие цилиндры в обеих частях имеют двойной диаметр. Печатные цилиндры обеих частей машины соединяются между собой четырьмя листопередающими цилиндрами, расположенными наклонно. При этом один из них имеет тройной диаметр. Напомним, что при необходимости запечатывания в соседнем печатном аппарате той же стороны листа ЛС должна включать нечетное количество цилиндров (один, три, пять), если же необходимо запечатывать другую сторону листа, то четное (два, четыре).

Общей для всех машин двусторонней печати, как универсальных, так и специализированных, является проблема отмарывания изображения при контакте свежего оттиска с поверхностью печатного цилиндра. Но на сегодняшний день эта проблема практически решена: чаще всего путем создания на поверхности печатного цилиндра, тем или иным способом, специального противоотмарочного покрытия.

Подводя итоги

На сегодняшний день на рынке имеется достаточно большой выбор различных моделей листовых офсетных печатных машин - для одно- или двусторонней печати, а также универсальных, позволяющих печатать как на одной, так и на обеих сторонах листов.

Выбор машины с той или иной листопередающей системой зависит от многих факторов, и единого рецепта, пригодного для всех случаев жизни, нет. При покупке машины сначала необходимо определиться с тем, какие ее параметры являются наиболее важными для конкретной типографии (формат, красочность, диапазон по толщине запечатываемого материала, габариты и масса, требуемая степень универсальности и т. д.) Затем следует обращать внимание на схему построения печатного аппарата (желательна схема на «7 часов»), схему построения листопередающей системы и диаметры цилиндров (количество передач листов должно быть минимальным, а при больших диаметрах цилиндров легче работать с картоном) и т. д. Но, как правило, выбор той или иной машины в решающей степени зависит от финансовых возможностей типографии.