Выбор оборудования и материалов

Вид бумаги для изготовления тетрадей. Для печати тиража выбирается бумага для печати офсетная №1, марки А, каландрированная, 100 г/м² , 117 мкм

Вид форзацной бумаги (ГОСТ - 6742-79) определяется толщиной книжного блока. форзацная бумага имеет высокую степень проклейки, прочная на излом. Для изготовления издания выбирается форзацная бумага каландрированная, 140 г/м, 150 мкм. В проектируемом издании форзац запечатанный сюжетного типа.

Покровные материалы должны иметь привлекательный вид, быть свето- и износоустойчивыми, прочными на разрыв и изгиб, должны иметь жесткость не более 25 сН (ГОСТ 8977-74) и малую скручиваемость при нанесении клея (более 10 с по ГОСТ 5202-78), так как при повышенной жесткости и скручиваемости затрудняется операция загибки покровного материала при сборке крышек. Применяются покровные материалы на тканевой и бумажной основе. Для изготовления переплетных крышек со средним сроком службы все чаще используются переплетные материалы на бумажной основе. Бумажный покровный материал почти не уступает
по прочности и долговечности переплетным тканям и значительно дешевле. Для данного издания используется EFALIN (Efalin), бежевый, тонкий лен 137, 120 г/м², подходит для всех распространенных видов печати.

Картон (ГОСТ 7950-77 «Картон переплетный»). В проектируемом издании предпола­гается использование переплетного картона марки А толщиной 2 мм. Картон каландри­рованный, имеет цвет натурального волокна. Используется для сторонок переплетных крышек, оклеиваемых материалом или бумагой. Используется при машинном изготовле­нии крышек.

Материал для отстава. Будет использоваться бумага пачечная однослойная (ГОСТ 6290-74) плотностью 190 г/м. Используется при длине дуги корешка до 30 мм.

Выбор нитей для шитья.

При потетрадном шитье применяется капроновая суровая нить 50к (№64/3).

Капроновые нитки прочнее хлопчатобумажных при одинаковой линейной плотности, имеют большее относительное удлинение при растяжении (редко обрываются при шитье).

 

В сшитом блоке вызывают меньшее утолщение корешка, так как при одинаковой прочности имеют меньшую линейную плотность (50 г/кг). Поэтому для проектируемого издания выбираются капроновые швейные нитки марки 50К в 2 сложения.

Выбор каптала (ОСТ-17-206-72, ТУ 17-09-141-83). В качестве капталов используется специальная хлопчатобумажная, полушелковая и шелковая тесьма с утолщенным краем различного цвета. Применяется для наклейки на концы корешка изданий всех форматов при толщине издания от 12 мм, при всех способах скреплений изданий, выпускаемых в переплетных крышках. Для данного издания выбирается шелковая тесьма белого цвета.

Бумага для оклейки корешка (ТУ 81-04-62-71). Для оклейки корешков используется бумага без проклейки. Выбирается бумага из сульфатной целлюлозы поверхностной плотностью 60-80 г/м². Применяется для наклейки на корешок при обработке блоков на оклеечно-каптальных машинах и агрегатах.

Клеи (ГОСТ 18992-80) могут использоваться как в чистом виде, так и в комбиниро­ванных пропорциях. Например: костный, ПВАД + полиамидные, латексные, крахмальные клестеры, ПВАД + силиконовые, разбавленный ПВАД, чистый ПВАД. На операциях при­клейки форзацев и других деталей склеенные элементы долгое время не подвергаются внешнему воздействию, поэтому можно применять клеи с малой липкостью и большим периодом схватывания. При проклейке корешка используют такую консистенцию клея, чтобы при высыхании получилась толстая эластичная пленка. При вставке блока в пере­плетную крышку используют клеи с большим периодом схватывания, так они обеспечи­вают хорошее скольжение деталей друг относительно друга в случае необходимости их подправки.

Таблица 3.1. Выбор оборудования и материалов

Технологические операции	Основное оборудование	Основные и рабочие материалы	Технологические режимы
Сталкивание форзацной бумаги, отпечатанных листов блока, переплетного материала	Сталкивательные станки	форзацная бумага, офсетная бумага, картон.	После сталкивания листы незапечатанной и запечатанной бумаги должны быть сосчитаны и уложены стопами по 500 экземпляров на платформы в штапели, высота которых не должна превышать 1.6 м, влажность бумаги 7-8%, влажность воздуха в цехе 60±5%.
Разрезка форзацной бумаги, отпечатанных листов блока	одноножевые бумагорезательные машины фирмы WOHLENBERG Schneidesysteme Gmbh модель cut-tec 115.	бумага форзацная, офсетная бумага, картон.	для форзацной бумаги: высота стопы 60-75 мм, число листов 400-500, угол заточки ножа 22^о, усилие резания 27 кН/м; для офсетной бумаги: 75-100 мм, 750-1000, 19^о, 22 кН/м; для картона: 25 мм, 10-12, 22^о, 30 кН/м; для переплетного материала: 35-40 мм, 150-250, 22^о, 30 кН/м. [1, стр. 44]
Фальцовка листов блока.	кассетные фальцевальные машины фирмы GUK Falzmaschinen(Германия), серия FA-54 (формат 54х80), количество сгибов 2-8, используется при изготовлении многостраничных тетрадей	запечатанные листы блока, запечатанная форзацная бумага	фальцовка трехсгибная перепндикулярная (вариант фальцовки зависит от объема тетрадей блока, возможостей печатного и БПП-оборудования). Тетради, сфальцованные в три или 4 сгиба должны иметь биговку или перфорацию верхнего сгиба при фальцовке на машинах. Скорость должна быть оптимальной для предотвращения отскакивания листа от упоров и отгибки его краев при движении по транспортеру. Оптимальные режимы фальцовки в зависимости от вида бумаги и расположения сгибов: офсетная бумага, расположение сгиба относительно машинного направления бумаги вдоль, для первого сгиба удельное давление 0,20 кН/м, для второго 0,40, для третьего 0,50; Если сгиб расположен поперек машинного направления бумаги, удельное давление для первого, второго и третьего сгиба соответственно будет 0,40, 0,70, 1,00 Кн/м соответственно. Перфорация верхних и боковых фальцев для бумаги массой от 100 г/м^2: шаг перфорации 6-9мм, режущая часть дисковых ножей 2-6 мм. Влажность бумаги не более 12%. [1]
Фальцовка форзацев	модуль ножевой фальцовки ZK 600	разрезанные форзацы	скорость фальцовки 12000 фальц/час
Прессование и упаковка тетрадей, прессование блоков	паковально-обжимной пресс БПМ, наибольший формат прессуемых тетрадей 230х300 мм.	сфальцованные тетради	тетради укладывают стопами корешками в противоположные стороны. Усилие прессования 100 Н/см^2 и более. Время выдержки упакованных стоп не менее 3 часов, влажность бумаги до 12%.
Приклейка форзацев, иллюстраций	оборудование для приклейки деталей БПА (СССР), наибольшая длина корешка тетрадей 270 мм, наименьшая 150	раскроенные и сфальцованные форзацы, иллюстрации, спрессованные тетради, клей.	отступ сгиба форзаца от корешка тетради 1.0-1.5 мм, скорость работы 40,50,60 цикл/мин. Характеристики клея: клеящая сила не менее 2,0 Н/см, время схватывания не более 15 с, толщина клеевого слоя 15 мкм, отсутствие пенистости; клей как правило латексный, в который для повышения липкости и уменьшения периода схватывания добаляют костный клей и клеи на основе ПВАД
Комплектовка блоков подборкой	листоподборочный модуль Modulen [6, стр.73] фирмы C.P.Bourg со специальными станциями, оборудованными для подборки тетрадей.	сфальцованные тетради	необходимое число магазинов 25, высота стопы тетради не более 850 мм.
Шитье блоков нитками без марли	автоматическая серия для скрепления книжных блоков нитками GMS, ISHIDA Works Co.Ltd., самонаклады для подачи тетрадей в ниткошвейную машину.	скомплектованнные блоки, капроновая нить 50к (№64/3)	простой брошюрный стежок рекомендуется для шитья блоков, отпечатанных на бумаге поверхностной плотностью 100 г/м^2 и более для шитья 32-страничных тетрадей. Стежок 19 мм, расстояние между стежками 29 мм.
обжим корешка и прессование блоков	ПК 350 (Август-принт) Он предназначен для обжима корешковой зоны книжных блоков в условиях мало- и среднетиражного книжного производства. Пресс механический, с приводом от мотор-редуктора. Блок устанавливается оператором на корешок между двумя колодками. Нажатием кнопки включается привод, после чего рабочее движение одной из колодок, прессование с заданной продолжительностью и возврат колодки в исходное положение осуществляется автоматически. Пресс позволяет обрабатывать тираж, разнотолщинность блоков которого не превышает ±2,5 мм.	книжные блоки	наклад и съем блоков осуществляется вручную, усилие прессования 4000 кг, время прессования 0.1-99 сек, уровень наклада продукции 900 мм
заклейка корешка блоков	Было выбрано оборудование БТП-3 [1,стр.143] Формат блоков, мм: Наибольший 225х300 Наименьший 105х150 Толщина стоп, мм 10 – 90 Габариты, мм 1120х700х1073 Производительность, блок/час 1200 Потребляемая мощность, кВт 0,55 Масса, кг 380	клей(25-50% гомополимерная грубодисперсная поливинилаацетатная дисперсия, содержащая в качестве пластификатора до 7% дибутилфталата), прошитые книжные блоки	поддержание постоянной рабочей температуры и липкости клея, обеспечение равномерного нанесения клеевого слоя, толщина стоп 10-90 мм, смещение отдельных тетрадей не более 2 мм. Глубина захода клея между 32-страничными тетрадями 2.0мм, вязкость клея 25-30 с по кружке ВМС.
сушка	транспортер	блоки с проклеенными корешками	стопы блоков по 10 шт, в процессе сушки корешки должны просохнуть настолько, чтобы не затруднялась их дальнейшая обработка (влажность прикорешковой зоны шириной 2 мм должна быть 9±2% при шитье на марле).
обжим корешка	Было выбрано оборудование БТП-3 [1,стр.143]
обрезка блока с трех сторон	трехножевая бумагорезальная машина фирмы Wohlenberg Schneidesysteme GmbH (Германия) серии trim-tec 30 о, 30 циклов/мин.	книжные блоки, наборы ножей, комплект пластин-держателей для ножей, сменные столы различных форматов, прижимные пластины.	Высота стопы 100/10 мм.
кругление корешка и отгибка фальцев	станки для кругления книжного блока 2 БТГ.	обрезанные с 3-х сторон блоки	сталкивание в профильную колодку и прокатывание на прокатывание на валиках [1, стр. 243], круглильная головка определенной температуры, колодка для кругления корешка крышки должна иметь длину дуги на 2 мм меньше длины дуги блока.
приклейки на корешок упрочняющих элементов	деревянная подставка, кисть, измерительная линейка	блоки, капталы, бумажные полоски, клей (ПВАД)	Поддержание постоянной рабочей температуры и липкости клея, обеспечение равномерного нанесения клеевого слоя.
раскрой материалов и сборка крышек	напольные станки ROBUST для раскроя картона, форзацев и рулонного покровного материала; устройство для нанесения клея на покровный материал серии HEROLD представляющее собой двухвалковую систему нанесения клея, подача листового материала осуществляется вручную; станок для сборки переплетных крышек серии PRADEK модель HHS 23 предназначена для сборки вручную преимущественно цельнокроенных переплетных крышек типа 7, при серийном изготовлении производительность 250-1300 крышек/час, дополнительный рабочий стол, стеллаж для дополнительного рабочего стола	форзацная бумага, покровный материал, картон для крышек и отстава, клей	склеивание картонных сторонок и отстава с наружным кроющим материалом, представляющим одну деталь. Переплетный материал толщиной не более 0.35 мм, он не должен пропускать клей на лицевую сторону, но изнаночная сторона должна хорошо смачиваться клеем. Клей 100% ПВАД - должен ложиться на материал тонким слоем без образования нитей, при вращении клеевых валиков не доллжно образовываться пены, клей должен хорошо смачивать изнаночную сторону материала и взаимодействовать с материалом для образования прочной склейки (усилие разрыва не менее 5 Н/см), время схватывания не более 7-15 с, липкость клея 12 с, клей не должен изменять цвет переплетного материала (рН 5.5-7.0), контакт материала обеспечить не позднее 12 с после нанесения клея при давлении около 10 Н/см^2, толщина клея должна быть оптимальной.
сушка крышек	транспортер	собранные переплетные крышки	естественная сушка 2 часа, температура воздуха 20-22 ^оС, влажность 55 %
выгибка корешка крышки	станок для кругления корешков переплетных крышек PRARUND HHS 17/60	переплетные крышки	нагреть цилиндр до рабочей температуры.
вставка блока в крышки	станок для вставки блока в переплетную крышку серии PRALEG модель HHS1805	блоки, переплетные крышки
прессование блоков	К-14-К	блоки в переплетных крышках	книги 3 группы по толщине блока выдерживают в спрессованном виде в течение 4-8 ч прямо пропорционально толщине блока (по 2 часа на каждый см), итак, нам необходимо выдерживать книгу 6 часов.
сушка блоков	транспортер	собранные переплетные крышки	естественная сушка 8 часов, температура воздуха 20-22 ^оС, влажность 55 %
штриховка «по-сухому»	штриховальный станок	книги	штриховка производится 7-ю парами тупых дисковых ножей с регулируемой температурой нагрева, которая устанавливается в соответствии с типом покровного материала. Глубина рубчика при толстом (от 2 мм) картоне должна быть не менее половины толщины картона (т.е. больше 1 мм)

 

Технологические расчеты

Таблица 4.1. Расчет трудоемкости послепечатных процессов

Операции	Учетые единицы	Число уч. ед.	Норма штучного времени, мин.	Трудоемкость, ч.
Разрезка форзацной бумаги	1000 листов	1278,75	8,2	(1278,75×8,2)/1000 = 10,5мин=1/6 ч
Раскрой картона	1000 листов		54,0	(343 х54)/1000 =18,5мин = 1/3ч.
Фальцовка 3-х-сгибная	1000 листов		19,8	(1092000×19,8)/1000 = = 21621мин = 360,36ч
Комплектовка блока	1000 тетр.		20,9	100*20,9=2090мин=35 ч.
Сборка крышек	1000 крышек		25,6	(100000х25,6)/1000 = 2560 мин = 42,6ч.
Раскрой покровного материала	1000 листов		37,0	(8375х37,0)/1000 =309,875мин =5,165часа

 

Таблица 4.2. Расчет основных материалов

Наименование материала	Учетная единица	Количество учетных единиц	Норма расхода на учетную единицу	Необходимое количество материала
Бумага для печати тиража	Печ. лист			7,6т
Бумага для форзацев	Штука			11250000 погонных м
Покровный материал	1000ПК			8375 погонных м
Переплетный картон	Сторонка			7114 листов
Каптал	Штука			103,5 м
Бумажная полоска	Штука			15835,5 м
Клей для заклейки корешка	1000 блоков		2878 г/м^2 на 1 блок	177,1 кг
Клей для приклейки форзацев	1000 форзацев		59,2г/м^2 на 1 форзац	295,7 кг

 

Определение расхода бумаги

• Тиражная бумага:

Формат бумаги 70х100, 48,75 листов на издание,

Нормы отходов на:

разрезку – 0,3

фальцовку – 0,2

на брошюровочно-переплетные процессы – 0,55

 

Суммарный процент отходов 0,3+0,2+0,55=1.05

 

Количество запечатанных листов бумаги для всего тиража с учетом отходов:

N=48,75*5000*1,05= 256000 листов

Тираж с учетом отходов: 5000*1,05= 5250 экз

Масса бумаги м=100 г/м² , общая масса требуемого количества бумаги

Q=N*м*0,07=1792 кг=1,8 тонн

• Бумага для форзацев:

Формат форзацев: 350*250 мм, высота форзаца- 250мм, ширина – 350мм.

Формат листа: 700х1000 мм

Схема раскроя форзацной бумаги: машинное направление

250 мм

1010 мм

Рис. 2

На листе форматом 71*101 см поместится 8 форзацев. В книге 2 форзаца, следовательно, на тираж понадобится 10000 форзацев. На тираж необходимо 10000/8=1250 листов форзацной бумаги.

Процент отхода:

Полезная площадь:

S _пол =700*1000=700000 мм ²;

Общая площадь листа:

S _общ = 710*1010=717100 мм ²;

H _отх = (S _общ –S _пол)/ S _общ*100% =(717100-700000)/717100*100%=2,3 %

Потребное количество форзацной бумаги на тираж:

N _л = (2*T /n _ф)*(1+H _отх /100), где H _отх – процент отходов, T –тираж, n _ф – количество форзацев с одного листа.

N ф = (2*5000/8)*(1+2,3/100)=1278,75 листов бумаги.