CC BY
10
Key words: micrography, vesicular films, characteristic curve, photosensitivity, optical density, development.
Demyanov Oleg Valerevich, postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula state university
УДК 655.3.022.55; 655.344
ОЦЕНКА РЕЛАКСАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ОФСЕТНЫХ РЕЗИНОТКАНЕВЫХ ПОЛОТЕН
Д.И. Байдаков, Л.Ю. Комарова, Б.М. Сабуров
Релаксационные свойства офсетного резинотканевого полотна предложено оценивать по начальной скорости восстановления размеров образца после полного сброса давления печати.
Ключевые слова: офсетное резинотканевое полотно, релаксация, давление печати, обратное упругое последействие, остаточная деформация, скорость восстановления.
Эффективность работы печатного оборудования и автоматизация печатного процесса невозможны без знания свойств применяемых материалов и прогнозирования их поведения в динамических условиях эксплуатации. Несомненный интерес представляет оценка скорости и степени восстановления размеров офсетного резинотканевого полотна (ОРТП) после его выхода из зоны печатного контакта. При этом релаксационное восстановление размеров полотна происходит при полном сбросе давления печати.
Специалисты отмечают, что улучшения качества печати удается достичь благодаря непрерывному совершенствованию свойств и конструкции ОРТП, условий их эксплуатации. В то же время они считают, что проблему совершенствования печатного процесса нельзя решить без достоверной оценки характеристик ОРТП [1, 2].
В печатных машинах частота вращения офсетного цилиндра составляет несколько сотен оборотов в минуту. При этом время восстановления размеров полотна (релаксационного процесса, называемого обратным упругим последействием), равно времени полного отсутствия на него давления печати и составляет десятые доли секунды. Таким образом, получение величин, характеризующих релаксационный процесс в его первые моменты, требует определённого аппаратурного оформления и разработки соответствующего математического аппарата.
Необходимо отметить, что согласно существующим рекомендованным методам оценку релаксационных свойств ОРТП осуществляют без полного снятия сжимающего усилия [3]. В работе [4] было показано, что определение релаксационных свойств ОРТП при сохранении давления на образец приводит к необъективным результатам.
В работе [5] был предложен способ изучения упругоэластичных свойств ОРТП, основанный на анализе цифровых микроизображений торцевых срезов образцов, специально названный «оптическим». Микрофотографии получают в ходе различных релаксационных процессов, в том числе прямого и обратного упругого последействия, на установке, включающей толщиномер с измерительным усилием 0,2 МПа, создающий деформацию сжатия, и регистрирующие приборы, в качестве которых применены цифровой USB микроскоп Microsafe ShinyVision MM-2288-5X-S и персональный компьютер. Измерительное усилие толщиномера создавало на квадратный образец площадью 0,25 см2 давление 0,8 МПа, соответствующее давлению в полосе печати. По полученным фотоснимкам и/или отдельным кадрам видеофайлов можно определять толщину полотна как в свободном состоянии, так и при сжатии (рис. 1).
464
пятка толщиномера пятка толщиномера пятка толщиномера
Рис. 1. Изображения торцевого среза образца ОРТП DotMaster: а — в исходном состоянии; б — в конце 15-минутного прямого упругого последействия; в — в конце 15-минутного обратного упругого последействия
На рис. 1 горизонтальные линии соответствуют нижнему нулевому уровню и верхнему краю образца в различные временные промежутки процесса. Они необходимы для расчета деформаций образца по методике, приведенной в работе [5]. Расстояния между соседними линиями соответствуют толщине образца ho до деформации, h15nyn и hi5oyn - соответственно после 15-минутного прямого и обратного упругого последействия. Согласно [3] принято, что через 15 мин в полотне устанавливается равновесие.
На рис. 2 на примере ОРТП DotMaster [6] представлен начальный участок кинетической кривой изменения относительной деформаций полотна после полного сброса давления, равного давлению в полосе печати (обратное упругое последействие). Деформации сжатия для простоты изложения приданы положительные значения. Для раскадровки видеофайла, записанного с помощью микроскопа с частотой 30 кадров в секунду, применен видеоредактор VirtualDubMod 1.5.10.2 [7]. Временной интервал между соседними кадрами составлял 0,033 с.
Деформации в полотне, представленные на рис. 2, состоят из высокоэластической и остаточной деформаций. Упругие деформации исчезают в полотне за время, не превышающее нескольких микросекунд. Высокоэластическую деформацию, уменьшающуюся во время релаксационного процесса, представим как разность между текущей et и остаточной деформацией ет после 15-минутного обратного упругого последействия и обозначим Jet : Det =et - e¥ .
О-
Рис. 2. Кинетика деформации образца ОРТП DotMaster при обратном упругом последействии
В работе [8] было показано, что кинетику рассматриваемого релаксационного процесса можно описать гиперболической зависимостью вида:
= , (1) 1 1 + Д£0Ы
где Ь - эмпирический параметр.
Приняв за функцию отношение 1/Лег , получим уравнение прямой:
1/Де{ = 1/Де0 + Ы . (2)
Значение 1/Лео = ео - е<х> известно из опыта и для ОРТП Б^М^ег равно 0,064. С целью нахождения значения параметра Ь была произведена обработка экспериментальных данных, результаты которой представлены в таблице.
Регрессионная зависимость 1/Лег от г с коэффициентом детерминации Я2 = 0,996 имеет вид:
1/ЛБ1 = 15,6 + 30,0 • 1 . (3)
Таким образом, в рассматриваемом эксперименте эмпирический параметр Ь, раскрытие физического смысла которого представляет теоретический и практический интерес, равен 30,0 с -1.
Параметры обратного упругого последействия ОРТП DotMaster после сброса _давления 0,8 МПа_
Время обратного упругого последействия г, с Текущая деформация образца ег Изменение высокоэластической деформации Лег = £t — ех ИЛег
0 0,076 Лев = 0,064 15,6
0,19 0,054 0,042 23,8
0,52 0,043 0,031 32,6
1,36 0,028 0,016 62,5
2,48 0,024 0,012 83,3
4,47 0,019 0,007 142,9
7,50 0,016 0,004 250,0
900 г» = 0,012 0 -
Первая производная уравнения (1) представляет собой скорость релаксацион ного процесса У :
A8q6
V =--(4)
Ж (1+Ае0Ьг )2
С помощью уравнения (4) возможна оценка скорости восстановления полотна после его выхода из зоны печатного контакта. В начальный момент времени (при 1 = 0) скорость релаксационного процесса максимальна и равна:
У = -Ае02Ь . (5)
Анализируя уравнение (5), можно раскрыть физический смысл параметра Ь -это начальная скорость восстановления размеров (рис. 3) после воздействия давления, вызывающего единичную высокоэластическую деформацию сжатия (Лео = 1).
сжатие образца
восстановление размеров
V0 = b
1
Де0=-1
Рис. 3. Схема, поясняющая физический смысл параметра Ь
Начальная скорость Уо равна тангенсу угла наклона касательной, проведенной в начале кинетической кривой обратного упругого последействия (рис. 2). Для образца Бо1Маз1ег начальная скорость обратного упругого последействия Уо = 0,123 с - 1 или
466
V0 = 12,3 %• с - 1. Это соответствует восстановлению размеров образца толщиной 2 мм, высокоэластическая деформация сжатия которого равна 6,4 %, с начальной скоростью 0,25 мм/с.
Значение Де0 = - 1 при сжатии соответствует тому, что материал, обладающий свойствами эластомера, превращен в плоскость (рис. 3). Следовательно, физический смысл эмпирического параметра b в уравнении (1) - это максимально возможная скорость восстановления материалом своих размеров в результате исчезновения высокоэластической деформации. Для полотна DotMaster она составляет 3000 %• с -1.
С помощью уравнения (1) возможно прогнозирование поведения ОРТП в динамических условиях эксплуатации полотна. Если число оборотов офсетного цилиндра составляет 500 об/мин [1], то один его оборот длиться не более 1,2 с. К моменту завершения оборота офсетного цилиндра у полотна DotMaster исчезнет не более 2 % высокоэластической деформации, составлявшей при давлении печати 6,4 %, а величина восстановления размеров полотна, имеющего начальную толщину 2 мм, не превысит 0,04 мм.
Предлагается по скоростным показателям обратного упругого последействия ОРТП прогнозировать скорость восстановления размеров полотна после его выхода из зоны печати.
Список литературы
1. Чехман Я., Белокрысенко В, Кравчук И., Шустыкевич А., Шустыкевич М. Офсетные резинотканевые пластины // Сайт журнала «КомпьюАрт», выпуск № 1, 2000. [Электронный ресурс] URL: https://compuart.ru/article/15403 (дата обращения: 19.10.2020).
2. Белокрысенко В.Ф., Токарев В.Н., Белоусова И.П., Машинцева Н.В. Как повысить тиражестойкость офсетного декеля // Сайт журнала «КомпьюАрт». Выпуск № 4, 2007. [Электронный ресурс] URL: https://compuart.ru/article/17532 (дата обращения: 19.10.2020).
3. Методические рекомендации. Пластины офсетные резинотканевые. Общие технические условия. ОАО «ВНИИ полиграфии» (АО ИНПОЛ), 2004: [Электронный ресурс] URL: http://doc.knigi-x.ru/22tehnicheskie/319458-1-utverzhdayu-zamestitel-ministra -mptr-rossii-vvgrigorev - 16 - fevralya - 2004 - metodicheskie - rekomendacii - plastini-ofset.php (дата обращения: 19.10.2020).
4. Байдаков Д.И., Байдакова Н.В., Комарова Л.Ю. Метрологическая оценка качества резинотехнических изделий // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 8. С. 256-262.
5. Байдаков Д.И. Деформация слоев офсетного резинотканевого полотна при сжатии // Полиграфия. М.: «Издательство «Типограф», 2014. № 7. С. 38-40.
6. Офсетная резина DotMaster Extra // Сайт компании «Полиграф Клуб». [Электронный ресурс] URL: http://old.poligraph.club/materials-for-ofset-print/pechat/ofsetnaja-rezina-dotmaster-extra (дата обращения: 19.10.2020).
7. VirtualDubMod 1.5.10.2: [Электронный ресурс]. URL: https://free-software. com.ua/video-editor/virtualdubmod (дата обращения: 19.10.2020).
8. Байдаков Д.И., Комарова Л.Ю. Качество офсетных резинотканевых полотен по параметрам релаксационного процесса // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Вып. 9. 2019. С. 102-107.
Байдаков Дмитрий Иванович, канд. техн. наук, доцент, dinibaid2012@, yandex.ru, Россия, Москва, Московский политехнический университет,
Комарова Людмила Юрьевна, канд. техн. наук, доцент, luknew ayandex. ru, Россия, Москва, Московский политехнический университет,
Сабуров Бахрам Кемалбаевич, магистрант, charon 666@mai/. ru, Россия, Москва, Московский политехнический университет
EVALUATION OF THE RELAXATION PROPERTIES OFFSET RUBBER FABRICS D.I. Baidakov, L. Yu. Komarova, B.K. Saburov
It is proposed to evaluate the relaxation properties of an offset rubber fabric based on the initial rate of sample size recovery after a complete release ofprinting pressure.
Key words: offset rubber fabric, relaxation, printing pressure, reverse elastic aftereffect, residual deformation, size recovery rate.
Baidakov Dmitri Ivanovich, candidate of technical science, docent, [email protected], Russia, Moscow, Moscow Polytechnic University,
Komarova Lyudmila Yurievna, candidate of technical science, docent, luknew @yandex. ru, Russia, Moscow, Moscow Polytechnic University,
Saburov Bahram Kemelbaevich, undergraduate, charon_666@mail. ru, Russia, Moscow, Moscow Polytechnic University
УДК 519.872
СТАЦИОНАРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ВОССТАНАВЛИВАЕМОЙ СИСТЕМЫ С ВРЕМЕННЫМ РЕЗЕРВОМ И ОТКЛЮЧЕНИЕМ ЕЕ ЭЛЕМЕНТОВ
А.И. Песчанский, М.В. Заморенов
Исследуется многокомпонентная восстанавливаемая система с монотонной структурой и поэлементным временным резервированием. Элемент системы считается отказавшим, если длительность его восстановления превышает объем временного резерва. В случае отказа одного из элементов системы отключаются остальные элементы, функционально с ним связанные. Предполагается, что все стохастические параметры, описывающие эволюцию системы во времени, имеют функции распределения общего вида. Найдены средние стационарные времена пребывания в работоспособном, отказовом состояниях и стационарный коэффициент готовности системы. На численном примере показана зависимость стационарных характеристик системы от объема временного резерва и проведено сравнение эффективности временного резервирования со структурным нагруженным резервированием.
Ключевые слова: полумарковская модель, стационарные характеристики, временной резерв, отказ элемента, надежность, монотонная структура.
1. Введение. Одним из методов повышения эффективности функционирования сложной технической системы является временное резервирование ее элементов. Это такой способ повышения надежности, при котором в процессе функционирования системе предоставляется возможность израсходовать некоторое время, называемое резервом, для восстановления ее технических характеристик. На практике временное резервирование применяется, например, для автоматизированных производственных систем и ресурсоснабщающих сетей (трубопроводных, электрических, энергетических). Обзор исследований в этом направлении содержится, например, в работах [1-5]. Данная статья
468
