Расчет материалов для переплетной крышки

Рисунок 1.8 Размер заготовки покровного материала

 

Пленка для ламинации

Толщина пленки для ламинации зависит от бумаги. Чем толще бумага, тем больше толщина пленки. Выберем рулонную глянцевую пленку толщиной 30 мкм, 300м/рулон. Ширина рулона может быть изготовлена по желанию заказчика.

Отстав

Чем больше ширина отстава, тем более толстым должен быть его материал. При ширине блока 19 мм будет использоваться пачечная бумага плотностью 160г/м2. Размер заготовки материала для отстава представлен на рисунке 1.9:

Рисунок 1.9 Размер заготовки материала для отстава

Нитки для шитья

Для данного издания выбраны капроновые швейные нитки 50К, которые выпускаются из высокопрочных полиамидных комплексных нитей. В процессе производства на них наносятся специальные составы, снижающие разогрев швейной нити в игле, тем самым улучшаются их пошивочные свойства.

Марка 50К означает: линейная плотность с=50 г/м; К - капроновая нить. Литературу, рассчитанную на длительный срок службы, всегда следует сшивать только капроновыми нитками, которые по сравнению с хлопчатобумажными, имеют более высокую прочность на разрыв, большее разрывное удлинение, гладкую поверхность, стойкость к влаге и против истирания, меньшую толщину.

Преимущества ниток марки 50К для ниткошвейных машин:

Капроновые нитки прочнее хлопчатобумажных за счет большего относительного удлинения при растяжении при одинаковой линейной плотности. Поэтому капроновые нитки практически не обрываются при шитье.

В шитом блоке капроновые нитки вызывают меньшее утолщение корешка, так как при одинаковой прочности у них меньшая линейная плотность. Нитки, применяемые при шитье блоков, имеют разрывное усилие порядка 15Н (1,5кгс), что дает 1,5 кратный запас прочности на вырывание внутренних листов тетрадей из книжных изданий.

Использование капроновых ниток 50К, имеющих большее относительное удлинение при разрыве, не только уменьшает число обрывов ниток в процессе шитья, но и способствует меньшему разрушению бумаги блока в процессе его механической обработки, а также при пользовании книгой.

Таким образом, сшивание тетрадей книжного блока нитками марки 50К способствует увеличению срока службы издания [6].

Каптал и бумажная полоска

В качестве капталов используется специальная х/б, полушелковая или шелковая лента с утолщенным краем различного цвета. Применяется для наклейки на концы корешка изданий всех форматов при толщине издания от 12 мм, при всех способах скрепления изданий, выпускаемых в жестких переплетных крышках. Для проектируемого издания выбирается полушелковая лента белого цвета. Для оклейки корешков используется бумага без проклейки. Выбирается неклееная бумага из сульфатной целлюлозы поверхностной плотностью 69 г/м2. Применяется для наклейки на корешок блока при обработке блоков на блокообрабатывающих и поточных линиях. Размер заготовки для бумажной полоски представлен на рисунке 1.10:

 

Рис. 1.10 Размер заготовки бумажной полоски

 

Боковое смещение каптало-бумажной полоски не должно превышать 2мм, продольное-1мм.

2. Расчет материалов

 

Расчет количества бумаги для печати блока

 

Расчет тиражной бумаги для печати блока проводится по формуле:

 

 

где V - объем издания, ф.п.л.; Т - тираж издания, тыс.экз.; а и b -ширина и длина печатного листа, см; d - плотность бумаги, г/м2; Кт.н. - норма технических отходов; Кт.н. = 0,9.

 

Расчет бумаги для форзацев

 

Исходя из справочника для формата книги 84 х 108 \32 формат листа для печати форзацев будет равен 550 х 850, на листе поместится 8 форзацев, норма тех. отходов =2,7% [15]

Количество форзацев в листах:

 

, где

 

Nл - количество форзацев в листах

n - количество форзацев, шт

Т - тираж, экз

МТ.О. - норма технологических отходов, МТ.О = 2,7%

Масса форзацев в килограммах:

 

mф = Nл ·M, где

 

mф = масса форзацев, кг

Nл - количество форзацев, листы

M - масса одного листа

 

М = q х a х b, где

 

q - плотность бумаги, г\м2

а х b - площадь листа, м2\

М = 120 х 0,55 х 0,85= 56,1 г

Расположение форзацев на листе представлено на рисунке 2.1

 

Рисунок 2.1 Расположение форзацев на листе

Выбор типа крышки

Для выбранного издания будем использовать крышку типа №7 (из 4 частей) и соответственно тип оборудования, подходящий для обработки такой крышки. Крышки, состоящие из четырех деталей, состоят из четырех заготовок переплетного материала и изготавливаются главным образом в виде цельного переплета, крышка которого обтянута одним переплетным материалом. Такая крышка содержит две картонные сторонки, отстав и покровный материал для оклейки крышек. В зависимости от формы корешка для отставов используется жесткий картон (прямой корешок) или специальный тонкий картон для отставов (для кругленного, а так же прямого корешка).

Характерно то, что покровный материал крышки представляет собой одну заготовку. Со всех четырех сторон производится загибка одинаковой ширины. Покровный материал выбирается в соответствии с целью применения[3].

3.2 Обоснование технологических решений

 

На основе всех ранее принятых решений можно сделать вывод в виде таблицы 3.1:

 

Таблица 3.1

Обоснование принятых технологических решений

Технологический процесс (операция), оборудование, материалы.	Возможные рациональные варианты способов выполнения операций	Выбираемый вариант	Обоснование
1. Фальцовка листов	1.1. Односгибная 1.2. Двухсгибная 1.3. Трехсгибная 1.4.Четырехсгибная	4-хсгибная, перпендикулярная симметричная,	1) В результате получаются 32-х страничные тетради, которые удобны в обработке корешка; 2) Высокое качество фальцовки
2. Комплектовка блоков	2.1. Вкладкой 2.2. Подборкой	Подборкой	Используется при комплектовке изданий в переплетной крышке с числом страниц более 128
3. Скрепление блока	3.1. Шитье нитками 3.2. КБС 3.3. Шитье проволокой 3.4. Швейно - клеевое скрепление	Потетрадное шитье нитками	1)Обеспечивает надежное скрепление тетрадей; 2) Предназначено для широкой читательской аудитории; 3) Обеспечивает длительный срок пользования; 4) Малое утолщение корешка блока;
4. Виды стежков	4.1. Простой брошюрный 4.2. Простой переплетный 4.3. Переставной брошюрный 4.4. Переставной переплетный	Простой брошюрный, 4 стежка	Обеспечивает большую плотность шитья
5. Приклейка форзацев	5.1. Простой приклейной 5.2.Приклейной с окантовкой; 5.3. «Свой» форзац 5.4. Прошивной составной с тканевым фальчиком	Простой приклейной	1)Рекомендуется для изданий толщиной блока до 30 мм.; 2)Прост в изготовлении и при этом надежно выполняет свои функции
6. Обработка корешка	6.1.Прямой корешок; 6.2. Прямой с отгибкой краев фальцев; 6.3. Кругленный корешок; 6.4. Кругленный с отгибкой краев корешка	Прямой корешок с отгибкой фальцев	1)Происходит выравнивание толщины блока в корешке; 2)Повышение прочности книги; 3) Увеличивается прочность связи крышки с блоком, 4) Уменьшение силового воздействия на корешок
7. Варианты конфигураций:приклейка корешкового материала, ленточки-закладки, капталов, бумажной полоски	7.1. Корешковый материал, ленточка-закладка, капталобумажная полоска; 7.2. Корешковый материал, капталобумажная полоска; 7.3. Корешковый материал, бумажная полоска; 7.4. Капталобумажная полоска	Капталобумажная полоска	1)Выполняет роль корешкового материала; 2) Обеспечивает прочную связь переплетной крышки с блоком, 3)Повышает прочность клеевого скрепления тетрадей в блоке; 4)Обеспечивает сохранность формы корешка
8. Тип переплетной крышки	8.1. Тип 5 - переплетная составная; 8.2. Тип 6 - переплетная из одной детали; 8.3. Тип 7 - переплетная цельнокрытая; 8.4. Тип 8 - переплетная с накладными сторонками и накладным корешком; 8.5. Тип 9 - переплетная с накладными сторонками и окантованными корешком	Тип 7 переплетная цельнокрытая	1) Проста по конструкции; 2) Дешевая по материалам и в изготовлении. 3) Изготовление за один прогон
9. Тип внешнего оформления издания.	9.1. Печать краской на переплетной крышке; 9.2. Тиснение (блинтовое, конгревное, фольгой); 9.3. Лакирование, припрессовка пленки 9.4. Трафаретная печать	Лакирование, припрессовка пленки	Для эстетического восприятия издания.

 

4. Выбор и обоснование оборудования по операциям

 

Выбор печатного оборудования

 

Для печати блока и иллюстративного материала целесообразно выбрать четырехкрасочную листовую офсетную машину KBA Rapida 130 (технические характеристики представлены в таблице 4.1), так как коэффициент использования у этой машины выше, в первую очередь из-за наличия системы автоматической смены печатных форм, что снижает время на переход от одной формы к другой.

Форзацы издания ни текстового, ни иллюстративного материала не содержат, поэтому для их изготовления потребуется только резальная машина, а потому на выбор печатного оборудования этот элемент конструкции издания не влияет.

Покровный материал переплётной крышки запечатывается в четыре краски с одной стороны. Целесообразнее также печатать тираж этого элемента конструкции издания на той же машине, что и основной блок. Однако следует рассчитать размеры покровного материала, которые должны учитывать формат издания после обрезки, толщину блока, толщину материалов крышки. Формат заготовки для покровного материала 237Ч321 мм. Поскольку машина KBA Rapida 130 позволяет запечатывать листы фоматом от 500Ч600 до 910Ч1300, то для печати покровного материала крышек целесообразнее выбрать формат листа 700Ч1080 мм, таким образом избавляемся от необходимости задействовать ещё одну печатную машину.

 

Таблица 4.1

Технические характеристики машины KBA Rapida 130

Технические характеристики	KBA Rapida 130
Количество печатных секций	2
Максимальный формат, мм	910 х 1300
Минимальный формат, мм	500 х 600
Максимальный печатный формат, мм	900 х 1300
Производительность, отт\ч	12 000
Запечатываемй материал, г\м2	100-350
Высота стапеля на самонакладе, мм	1500
Высота стапеля на приемке, мм	1500

 

Выбор бумагорезальной машины

 

Для резки данных деталей издания используется одноножевая бумагорезальная машина. Для сравнения возьмем две машины. Их технические характеристики представлены в таблице 4.2.

 

Таблица 4.2

Сравнительная характеристика одноножевых резательных машин Perfecta 168 (Yam International) и Wohlenberg cut-tec 155

	Perfecta 168	Shenweida SQZK1660
Максимальная длина реза, мм	1680	1660 мм
Максимальная высота стопы, мм	165	165
Минимальная остаточная полоса после обрезки: - с прижимной пластиной, мм - без прижимной пластины, мм	97	77
	33	26
Скорость, циклов/мин.	42	38
Общая характеристика	Цельнолитой резальный стол без прорези позволяет сократить до минимума риск повреждения нижних листов Устройство быстрой смены ножа Компьютерная система управления с возможностью сохранения в памяти программ реза. Удобное управление с помощью экранного меню на цветном ЖК-дисплее с многофункциональными клавишами. До 6000 позиций резки в 250 программах. Управление с помощью 15-дюймового сенсорного экрана Неограниченный объем памяти и обмен программными данными через USB. Удаленное обслуживание через модем. Возможность использования второго дисплея для получения данных о производственном процессе или в качестве внешнего терминала для программирования.	Электронное управление дает не только высокую точность реза, но и увеличивает скорость передвижения затла (максимальная скорость до 12 мин) Машина оснащена американской системой управления Microcut, которая содержит цифровую клавиатуру, жидкокристалический дисплей с диагональю 130 мм, на котором в режиме мультипликации отображается состояние машины и выполняемый рабочий процесс. Программирование на 999 задач, способность хранить в памяти до 2500 положений затла, многоязычное (включая русский интерфейс) меню, метрическую и дюймовую систему измерений, сохранение в памяти последних 5000 перемещений затла и т.п. Автоматическая система производит самокалибровку перед запуском машины, предоставляет резчику удобный просмотр состояния машины и введенных программ. Процесс калибровки просто производится вводом значений заданной и фактической величины реза. Стандартно Shenweida SQZK1660 содержит хромированные центральный и боковые столы с "воздушной подушкой", закрытый привод затла, устройство выталкивания отработанного марзана, автоматическую настройку размера, гидравлический привод прижима с регулируемым усилием, ИК защитный барьер, защиту по принципу занятости обоих рук, подсветку линии реза, самоблокирующую червячную передачу, устройство быстрой смены ножа, два ножа и четыре запасных марзана.

 

Основными технологическими параметрами ОРМ являются максимальная длина реза и максимальная высота стопы. Длину реза следует выбирать исходя из размера диагонали стопы максимального формата, которую планируется резать на ОРМ. Это позволит поворачивать стопу в любом месте стола. Максимальное число резов в минуту при выборе машины можно не учитывать, поскольку этот параметр мало влияет на реальную производительность резания. Значительно важнее степень автоматизации и удобство управления ОРМ. В современных моделях должны быть предусмотрены функции программного задания усилия прижима и положения подавателя с возможностью сохранения наборов данных [8]. По этому параметру Wohlenberg cut-tec 155 превосходит другую машину, так как имеется специальный ИК защитный барьер, защита по принципу занятости обоих рук, подсветка линии реза, поэтому для осуществления резки будет выбрана именно Wohlenberg cut-tec 155. Также выбранная машина более экономична, поскольку позволяет осуществлять резку с меньшей полосой остатка.

 

Выбор типа фальцевальной машины

 

Печать блока проектируемого издания производится на листах 840Ч1080 мм, следовательно, выбор фальцевальных машин следует производить с учётом формата листа. Однако издание состоит из 32-страничных тетрадей, следовательно лист формата 840Ч1080 мм предварительно разрезается на одноножевой резальной машине до формата 540Ч840 мм. Для получения 32-страничной тетради необходима четырёхсгибная фальцовка. Способ фальцовки - «европейский», 4-сгибная перпендикулярная симметричная фальцовка. Сравнительная характеристика выбранных машин представлена в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Сравнительная характеристика фальцевальных машин Heidelberg Stahlfolder KH 78,4 KL и GUK Falzmaschinen K 74/4 KTL

	Heidelberg Stahlfolder KH 78,4 KL	GUK Falzmaschinen K 74/4 KTL
Максимальный формат фальцуемых бумаг, мм	780Ч1280	740х1040
Минимальный фальцуемых бумаг, мм	140Ч180	150х190
Плотность фальцуемой бумаги, г/ м2	45 - 140	35 - 220
Максимальная скорость, цикл. /мин.	160	200
Количество сгибов	1 - 4	1 - 4

Falzmaschinen K 74/4 KTL является более предпочтительной, так как использует широкий диапазон бумаг по плотности, а также является более производительной. К тому же данная машина комбинированная (4к+1н+1к+2н, 4к+1н, 4к+1н+1к), а Heidelberg Stahlfolder KH 78,4 KL - полностью кассетная, а как говорилось ранее, у комбинированной машины много преимуществ (большая производительность, широчайшее число вариантов фальцевания, лучшая эффективность работы с листами любой длины и меньшая стоимость комплекса)[10].

Рисунок 1.8 Размер заготовки покровного материала

 

Пленка для ламинации

Толщина пленки для ламинации зависит от бумаги. Чем толще бумага, тем больше толщина пленки. Выберем рулонную глянцевую пленку толщиной 30 мкм, 300м/рулон. Ширина рулона может быть изготовлена по желанию заказчика.

Отстав

Чем больше ширина отстава, тем более толстым должен быть его материал. При ширине блока 19 мм будет использоваться пачечная бумага плотностью 160г/м2. Размер заготовки материала для отстава представлен на рисунке 1.9:

Рисунок 1.9 Размер заготовки материала для отстава

Нитки для шитья

Для данного издания выбраны капроновые швейные нитки 50К, которые выпускаются из высокопрочных полиамидных комплексных нитей. В процессе производства на них наносятся специальные составы, снижающие разогрев швейной нити в игле, тем самым улучшаются их пошивочные свойства.

Марка 50К означает: линейная плотность с=50 г/м; К - капроновая нить. Литературу, рассчитанную на длительный срок службы, всегда следует сшивать только капроновыми нитками, которые по сравнению с хлопчатобумажными, имеют более высокую прочность на разрыв, большее разрывное удлинение, гладкую поверхность, стойкость к влаге и против истирания, меньшую толщину.

Преимущества ниток марки 50К для ниткошвейных машин:

Капроновые нитки прочнее хлопчатобумажных за счет большего относительного удлинения при растяжении при одинаковой линейной плотности. Поэтому капроновые нитки практически не обрываются при шитье.

В шитом блоке капроновые нитки вызывают меньшее утолщение корешка, так как при одинаковой прочности у них меньшая линейная плотность. Нитки, применяемые при шитье блоков, имеют разрывное усилие порядка 15Н (1,5кгс), что дает 1,5 кратный запас прочности на вырывание внутренних листов тетрадей из книжных изданий.

Использование капроновых ниток 50К, имеющих большее относительное удлинение при разрыве, не только уменьшает число обрывов ниток в процессе шитья, но и способствует меньшему разрушению бумаги блока в процессе его механической обработки, а также при пользовании книгой.

Таким образом, сшивание тетрадей книжного блока нитками марки 50К способствует увеличению срока службы издания [6].

Каптал и бумажная полоска

В качестве капталов используется специальная х/б, полушелковая или шелковая лента с утолщенным краем различного цвета. Применяется для наклейки на концы корешка изданий всех форматов при толщине издания от 12 мм, при всех способах скрепления изданий, выпускаемых в жестких переплетных крышках. Для проектируемого издания выбирается полушелковая лента белого цвета. Для оклейки корешков используется бумага без проклейки. Выбирается неклееная бумага из сульфатной целлюлозы поверхностной плотностью 69 г/м2. Применяется для наклейки на корешок блока при обработке блоков на блокообрабатывающих и поточных линиях. Размер заготовки для бумажной полоски представлен на рисунке 1.10:

 

Рис. 1.10 Размер заготовки бумажной полоски

 

Боковое смещение каптало-бумажной полоски не должно превышать 2мм, продольное-1мм.

2. Расчет материалов

 

Расчет количества бумаги для печати блока

 

Расчет тиражной бумаги для печати блока проводится по формуле:

 

 

где V - объем издания, ф.п.л.; Т - тираж издания, тыс.экз.; а и b -ширина и длина печатного листа, см; d - плотность бумаги, г/м2; Кт.н. - норма технических отходов; Кт.н. = 0,9.

 

Расчет бумаги для форзацев

 

Исходя из справочника для формата книги 84 х 108 \32 формат листа для печати форзацев будет равен 550 х 850, на листе поместится 8 форзацев, норма тех. отходов =2,7% [15]

Количество форзацев в листах:

 

, где

 

Nл - количество форзацев в листах

n - количество форзацев, шт

Т - тираж, экз

МТ.О. - норма технологических отходов, МТ.О = 2,7%

Масса форзацев в килограммах:

 

mф = Nл ·M, где

 

mф = масса форзацев, кг

Nл - количество форзацев, листы

M - масса одного листа

 

М = q х a х b, где

 

q - плотность бумаги, г\м2

а х b - площадь листа, м2\

М = 120 х 0,55 х 0,85= 56,1 г

Расположение форзацев на листе представлено на рисунке 2.1

 

Рисунок 2.1 Расположение форзацев на листе

Расчет материалов для переплетной крышки

 

Размеры картонный сторонок = 128 х 206 мм, плотность картона 230 г \ м2 толщина картона 1,5мм, ширина расстава - 6,5 мм,

Размер картона = 790 х 1080 мм, 30 сторонок на листе, отход при раскрое -7,3 %

Количество картонных заготовок в листах:

 

, где

 

Nл - количество форзацев в листах

n - количество картонный сторонок, шт

Т - тираж, экз

МТ.О. - норма технологических отходов, МТ.О = 7,3%

Масса картонных сторонок в килограммах:

 

Mк = Nл · q · А х В····, где

 

Mк = масса картонных сторонок, кг

Nл - количество картонных сторонок, листы

q - плотность картона, г\м2

А х В - площадь картона, м2

Mк =143 * 230 * 0,790 х 1,08 = 28 кг

Раскрой картона представлен на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 Раскрой картонных сторонок

 

Расчет количества покровного материала

 

Ширина покровного материала:

 

Шз = Тбу+2(Ш + Кп + З + Кот + К), где

 

Шз - ширина заготовки покровного материала

Тбу - уточненная толщина блока

Ш - ширина блока после обрезки (130 мм)

Кп - ширина переднего канта (3мм)

З - ширина загибки (15 мм)

Кот - толщина отстава (1,5мм)

К - толщина картона (1,5 мм)

Шз = 19 + 2* (130 + 3 + 15 + 1,5 + 1,5) = 321 мм

Высота покровного материала:

 

Вз = В + 2*(К + З + Квн), где

 

Вз - высота заготовки покровного материала

В - высота блока после обрезки (200 мм)

Квн -ширина верхнего и нижнего кантов (2.мм)

Вз = 200 + 2* (1,5 + 15 + 2) = 237 мм

Получили размеры заготовки покровного материала для одной крышки: 321 х 237 мм

Общая длина рулонных материалов Lp

 

 , где

 

Вз - расчетная высота заготовки, м

Т - тираж

Nп - количество полос из рулона по схеме раскроя

Мт.о. - норма отходов (2 %)

. Общая площадь Sp

 

, где

 

Шр - ширина заготовки

. Общая масса mp

 

, где

 

Ps - поверхностная плотность материала, г\м2

Схема раскроя покровного материала представлена на рисунке 2.3.

 

Рисунок 2.3 Схема раскроя покровного материала