В прошлом веке российские ученые исследовали явления, действующие в зоне силового печатного контакта (ЗК). Тир К. В. [1], был первым кто, исследовал деформации сжатия декеля при контакте с формой высокой печати в статических условиях.
Примерно в тот же время М. Э. Готман [2] в МПИ впервые экспериментально исследовал релаксации напряжений в цельно бумажном декеле и вызванное при этом падение давления.
Также стоит отметить, что П. А. Попрядухин [3] много работал над вопросом приправки и распределения нормального давления по площади печатающих элементов.
В учебнике «Печатные машины-автоматы» А. А Тюрин [4, 5] отметил, что в состав суммарной деформации 
декеля входит упругая 
, эластическая 
и остаточная деформация 
:
(1.1)
В ВНИИ полиграфмаше в 60-е годы прошлого века, Л. К. Белозерским [6, 7], работал над вопросом качения цилиндров печатного аппарата (ПА) высокой печати. Белозерский внес значительный вклад в научные исследования, посвященные данной теме.
Сотрудники предприятия ПП Полиграф (ГДР) [8] изучали нормальные, касательные напряжения и поведение в ЗК различных офсетных резинотканевых полотен (ОРТП). Они также провели огромную работу по исследованию явлений, происходящих в зоне контакта офсетных печатных машин (ПМ).
В. К. Кулешов [9] в своей диссертации предложил исследования зоны печатного контакта машин высокой печати. Он впервые провел экспериментальные исследования распределения давления и его оценку в зоне печатного контакта.
Стоит отметить, что Я. И. Чехман в своей научно-исследовательской работе [10], посвященной исследованию механики печатного контакта печатного аппарата, представил расчетную величину ширины полосы контакта в статических условиях:
(1.2)
В своей диссертационной работе А. С. Обед выполнил исследование деформационных свойств офсетных резинотканевых пластин в ЗК. На то время Обед работал и учился в МПИ на кафедре печатных машин [11]. В своем экспериментальном исследовании он рассмотрел вопрос ползучести ОРТП в листовых печатных машинах. Также Обедом подробно рассмотрено сложное напряженное состояние, которое испытывает ОРТП под действием основных силовых факторов в зоне печатного контакта, его влияние на качество печати и на производительность печатной машины.
В УПИ (г. Львов) проводили исследование явлений протекающие в зоне печатного контакта. Там было предложено исследование контактных зон методом фотоупругости. Предложенным методом было исследовано напряженно-деформированное состояние облицовки печатных цилиндров рулонных машин глубокой печати в зоне печатного контакта.
Нельзя не отметить, что в учебнике «Печатное оборудование» [13] Митрофанов В. П. проводил теоретические исследования проскальзывания упругой покрышки контактной зоны.
Аль Халаби Рафе [14] в своей диссертационной работе, проводимой в МПИ на кафедре печатных машин под руководством Штолякова В.И, разработал методику настройки офсетного ПА современных листовых машин.
В данной работе была разработана и описана аналитическая модель поведения резинотканевого полотна в условиях неподвижного нагружения, это позволило выявить результат касательных напряжений и их распределение по контактной зоне.
Исходя из полученного выражения 
установлено, что 
достигает максимального значения при 
а в крайних точках и в центральной зоне 
.
Также в диссертации Рафе был выполнен расчет аналитическим путём направление прохождения условной точки через контактную зону. С помощью данного расчета была определена разность пройденного пути 
между прохождением жесткого и эластичного цилиндров в результате геометрического проскальзывания контактируемых поверхностей. Была составлена расчетная формула, определения в соотношении параметров зоны контакта. Обнаружено, что даже в случае «безупречной» схемы настройки (при
) в офсетном ПА всегда находится разность пути, равная 
, что является особенностью его работы.
Было определено, что величина провоцирует тангенциальную деформацию полотна 
, эта деформация обнаруживается в результате геометрического проскальзывания поверхностей ПЦ и, фактически, не зависит от скорости работы ПМ.
Если 
, то декель подвергается деформации в окружном направлении, это получается вследствие сдвига верхних слоев эластичного материала, прилежащих к зоне силового контакта.
Выявленная деформирование обратимо в пределах 
, если 
получается срыв взаимодействующих поверхностей, это провоцирует ухудшение печатного процесса.
Стендовые исследования образцов резинотканевого полотна выявили, что размер окружной деформации покрышки на момент «срыва» существенно больше деформации сжатия (
), приблизительно в 1,5 раза.
Рафе обнаружил, что тангенциальная деформация резины формируется подобно деформации сжатия, когда практически моментально появляется упругая касательная деформация
и, гораздо медленнее вязкоупругая тангенциальная деформация 
. Долевое действие каждой разновидности деформации невозможно было определить, поскольку отсутствовали средства измерения.
Впервые экспериментальным путем была получена величина коэффициента сцепления 
для двух зон силового взаимодействия с учетом состояния контактирующих поверхностей и нагрузки. Среднее значение коэффициента сцепления для зоны резина-форма 0,29, а для зоны контакта бумага-резина равна 0,33. Приблизительно на 12 % уменьшается значение коэффициента сцепления, при присутствии краски. Оценка их величины показала, что самое большое сопротивление тангенциальному сдвигу происходит в контактной зоне ОЦ и ПЦ, что в 1,2 раза больше, чем взаимодействие формного и офсетного цилиндров.
Соотношение удельной тангенциальной жесткости резинотканевого полотна 
и удельной жесткости сжатия 
была вычислена экспериментально, для разных факторов силового контакта цилиндрических поверхностей. Аль Халаби определил, что по мере уплотнения покрышки, относительно начальной фазы нагружения, средних значения этих параметров получают стабильный характер. Величины обобщенных коэффициентов жесткости офсетной покрышки, полученные в результате исследований, позволяют увеличить представление о кинематике силового контакта.
На основании проведенных экспериментальных и аналитических исследований Рафе предложил уточенные указания по настройке ПА листовых офсетных ПМ:
‒ значение относительного передаточного числа (
) не должна быть меньше 0,9918;
‒ значение продольного сжатия резины (
) не должна быть выше 0,12 мм;
‒ для проведения качественного процесса печати рекомендуется использовать жесткие офсетные покрышки, отличающиеся большой податливостью верхнего эластичного слоя аналогичные материалу, испытанному в данной работе.
При проведении анализа научных исследований, взаимодействия цилиндров офсетного печатного аппарата было выявлено, что поведение контактирующих материалов (бумаги, формы, офсетного полотна) не позволяют дать комплексную количественную оценку:
‒ показателей печатного процесса,
‒ характеристик офсетного печатного аппарата,
‒ свойств материалов, взаимодействующих в зоне силового контакта.
В рассмотренных научных работах была выявлена противоречивость в выборе величины ОПЧ, это говорит о сложности явления протекающих в зоне силового контакта. Можно сделать вывод, что необходимо дальнейшее изучение этих явлений с целью разработки научно обоснованных рекомендаций по настройке современных офсетных ПА.
Представленный обзор научно-исследовательских работ позволяет сделать следующие выводы:
- Силовые явления, протекающие в зоне печатного контакта такие как:
‒ касательные напряжения,
‒ относительное проскальзывание рабочих поверхностей цилиндров, исследованы, главным образом, в статических условиях, это недостаточно для оценки их поведения, но эксперименты на стенде позволили в некоторой степени оценить поведение декеля при радиальном и тангенциальном нагружениях.
- Также были рассмотрены силовые явления для силового взаимодействия офсетной резины с формой и бумагой, что характерно только для листовых печатных машин.
- Не до конца было увязано условия взаимодействия эластичного и жесткого цилиндров печатного аппарата с качеством печатного оттиска.
- Работы многих ученых при исследовании печатных аппаратов, которые имеют двойную связь — фрикционную и кинематическую, были направлены главным образом на определение условий “правильного качения”, т. е. относительного передаточного числа, при котором не искажалось бы картина только фрикционного взаимодействия этих цилиндров.
Изучение состояния поставленного вопроса позволило определить, что:
‒ известные к настоящему времени научно-исследовательские работы содержат рекомендации по настройке печатного аппарата офсетной листовой печатной машины, по условию “правильного качения”. Но все, же освоение новых ротационных офсетных печатных машин и успешная эксплуатация рулонной печатной машины показывает, что условия “правильного качения” не соблюдаются в варианте «резина по резине» (в РПМ 
, в ЛПМ 
);
‒ в первую очередь в офсетной печати отклонение от условий “правильного качения”, вызывают графические искажения и нарушение точности воспроизводимого изображения, а также износ печатных форм;
‒ нарушается симметричность эпюры нормального давления при качении цилиндров офсетного печатного аппарата под влиянием сдвигающих тангенциальных сил;
‒ эксплуатация листовых офсетных печатных машин выявила отрицательные факторы, появляющиеся при отклонении от условия “правильного качения”, это отражается на качестве печатного процесса;
‒ выявлено, что значение отношения радиусов цилиндров, обеспечивающего условия “правильного качения”, не могут гарантировать удовлетворительный режим печатного процесса. Это происходит из-за того, что условие “правильного качения” зависит ряда факторов. Данные факторы могут меняться при изменении параметров формы, декеля, положения цилиндров печатного аппарата и других различных нарушений.
Литература:
1. Тир К. В. Механика полиграфических автоматов. М.: Книга, 1965. 496 с.
2. Готоман М. Е. Исследование давления при печати полиграфического производства. 1941.
3. Попрядухин П. А. Технология печатных процессов. М.: Книга, 1968. 360 с.
4. Тюрин А. А. Печатные машины. М.: Книга 1966. 416 с.
5. Тюрин А. А. Печатные машины-автоматы. М.: Книга 1980. 416 с.
6. Белозерский Л. К. Исследование кинематики печатных аппаратов с фрикционным приводом между цилиндрами. Автореферат дисс. на соискание учен. степени доктора техн. наук. М: МПИ 1964.
7. Белозерский Л. К. Кинематика и геометрия печатного аппарата с правильным качением цилиндров. Автореферат дисс. на соискание учен. степени доктора техн. наук. М: НИИ полиграфмаша. 1960.
8. Процессы в зоне печати. Отчёт НИР. Н. П. Полиграф. ГДР.
9. Кулешов В. К. Разработка способов и средств настройки печатного аппарата, обеспечивающих повышение качества газет высокой печати. Автореферат Диссертации — кандидат технических наук. М.: МПИ, 1984.
10. Чехман Я.И, и др. Печатные машины. М.: Книга. 1987. 304 с.
11. Обед А. С. Разработка методики оценки механических свойств офсетных резинотканевых пластин. Автореферат Диссертации — кандидат технических наук. М.: МПИ, 1989.
12. Алексеев Г. А., Ярема С. М. Применение метода фото-упругости в полиграфии. Киев.: Высшая школа, 1994. 138 с.
13. Митрофанов В. П., и др. Печатное оборудование. М.: МГУП. 1999. 443 с.
14. Рафе А. Х. Разработка методики настройки офсетного печатного аппарата современных листовых машин, Автореферат Диссертации — кандидат технических наук. М.: МГУП, 2008.
