引言
印刷设备家族约有200多个品种,其中大多 数设备在主传动上已采用变频调速,有些老产品 仍在采用直流可控硅调速、电磁调速、整流子调速 和齿轮调速,还有大量的设备采用定速传动。印 刷设备的辅助功能基本上还没有采用变频器控 制,与国外相比有较大的差距。
2004年,国内市场印刷包装设备总销售额为 240亿元左右。其中主要企业集团——北人集团 公司、上海电气集团印刷包装机械有限公司、联强 集团、冠华集团、新机集团等企业销售额超过40 亿元。这些企业是变频调速器的主要应用市场。 随着印刷包装机械科技的发展,印刷包装设备出 口量将逐年增加,国内市场占有率也将大幅增长, 对变频器的需求将呈增长趋势。
目前,国内印刷包装设备制造厂家约为450 家左右,按当前销售量统计,全行业年销量达2.5 万台。其中主要的70家企来占有的销售量达 70%。需要应用变频器的设备约为4.5万台/年。 涉及应用变频器的设备主电机功率为0.4—82kw。
1 印刷设备主运动调速情况
印刷设备的调速方式主要有:直流可控硅调 速主要用在较大型卷筒纸报刊和书刊印刷设备及 凹印生产线等设备,由于配套和工艺相当成熟,目 前仍是广泛应用的调速方式。采用电磁调速电 机,即俗称滑差电机调速,该调速方式在印刷设备 中应用相当广泛,仍然是主要的调速方式之一。 近年来,新开发的产品,只要设备需要变速或无级 传动,多数采用了变频器调速,甚至包括较大型的 印刷设备。企业普遍已经形成共识,采用变频器 调速是印刷设备提高技术水平的一种象征,当然 也是节约能源的最佳选择。一些高技术水平的产 品开始采用独立驱动技术,即采用伺服电机单独 驱动印刷单元及相关机组,自动化水平大幅度的 提升。
2 辅助运动采用变频调速概况
印刷设备在完成印刷、装订、制盒等作业时,还有许多辅助运动与之配合才能完成对承印物加 工的全过程加工。
在传统的复卷设备上,放卷张力控制系统由 磁粉制动器、传感辊、电位器等组件构成,在给定 张力大小的基础上,在放卷过程张力变化时,由传 感辊中心的变化带动电位器电流的变化,改变磁 粉制动力矩从而达到张力恒定的目的。相反,在 收卷机上同样在保持张力的基础上,由磁粉离合 器完成复卷过程。
采用变频器控制张力完成印刷和收放卷过 程,使设备的结构大大简化,并可以达到节约大量 资源的目的。
在卷筒纸印刷机上,同样可以采用变频器控 制的张力系统。
在卷筒纸印刷机上,如果采用变频器独立驱 动技术,可以实现多色印刷的周向调整。
切纸机上的推纸运动有多种方式:①采用普 通电机定速运动控制运行速度,点动推纸器刻线 尺定位;②采用步进电机和圆光栅半闭环定位; ③采用伺服电机直接定位。最近一些企业采用 变频器控制定位,同样可以实现纸张在切纸机上 的定位。
3 进一步扩展应用范围的有利条件
西方发达国家的印刷包装产业是国家经济的 第三大产业,有广阔的市场空问。传统印刷业的 服务范围已经扩大到纺织品和成衣的印染、墙壁 的装饰纸印刷、家具的装饰纸贴面的印刷、大型瓦 楞纸的彩色预印刷、磁卡的印刷和短版快速印刷等,印刷业的发展将刺激印刷设备制造业的快速 发展。
当前,扩大变频器的应用领域具有诸多有利 条件。国家已经公布第一批淘汰落后生产能力、 工艺和设备目录,明令淘汰与铅版印刷有关的各 种落后设备;在公布的第二批淘汰落后生产能力、 工艺和没备目录中,提出淘汰落后、污染环境、安 全性能较差胶印机、凹印机和切纸机等设备。这 些设备大都采用直流调速、电磁调速和整流子调 速方式,浪费资源和能源。日前,国产印刷设备的 市场占有率仪为40%上下,在“十一五”期间通过 各界的努力,这预计市场占有率可以达到65%~ 70%以上。这无疑将扩大变频器的应用空问。经 粗略统计,预计应用变频器数量将达到5—6万 台/年左右。
变频器的应用范嗣将在现有的基础上进一步 扩大,如将替代磁粉制动器、磁粉离合器、无级减 速器等应用领域。在产品,I:将在热转移印刷机、 分切机、输纸机、自动接纸机、烫金机等设备上广 泛应用。
4 结语
当前,在应用印刷设备上的变频调速器主要 依赖进口,采用的主要厂家是日本三菱公司、富士 公司、安川公司和德国西门子公司的产品,国产变 频器仅在小型的印刷设备上使用。国产变频器使 用较少的原因,主要是变频器生产厂家不了解印 刷设备的工艺特性,尤其在印刷设备操作过程中, 频繁使用点动上版、擦版,经常在低速运转下进行 设备调整和套准印刷作业。国产变频器在这种使 用条件下,经常出现质量问题。因此,变频器制造 企业欲开发印刷设备市场,就必须深入了解印刷 设备的工艺特点,进行广泛的应用试验,尽早推出 适用印刷设备特点的变频器。
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