Продуктивність барабанного формувача визначаєтся за формулою

П_бф =  z m Q_л, (2.12)

де  – коєфіціент, що враховує нерівномірность розподілу листів по грані барабана, тобто різну продуктівність ланок; z – коефіціент, що враховує втрати продуктивності в моменти завантаження, а також нерівномірність подавання листів конвейєром їх завантаження в барабан; m – кількість елементарних ланок з продуктивністю Q_л кожна.

Приклад 2.1. Розрахувати кутову швидкість обертання барабана гравітаційного формувача за наступними вихідними даними: f = 0,1;  = 0,1 або 6 s_п = 0,2 м; r = 0,8; К = 0,7.

Попередні обчислення: 0,5 –  = 1,466; cos 6  0,994;  sin 6  0,104.

 

 _роз = [10 (0,7  0,994 + 0,104 – 1) + 0,1 (0,7  0,104 – 0,994)

  0,2 + 0,5  0,1   0,5  0,7²  2,149     =

=1,18 (1\с).

Приклад 2.2. Розрахувати продуктивність барабанного формувача за наступними вихідними даними: B = 2 м; L = 1,6 м; n = 1 шт;  = 1 (1\с);  = 0,6;

z = 0,8; r = 0,5.

1. Час циклу зміни щілин

Т_зщ = 0,2/1 0,5 = 0,4 с.

2. Продуктивність елементарної ланки

Q_л =1/0,4 = 2,5 листів.

3.  Продуктивність барабанного формувача

П_бф = 0,6  0,8  8 0  2,5= 9,6 лист/с (34560 (лист/год).

Вакуумні формувачі виконуються на основі транспортера з несучою перфорованою стрічкою, що рухається по робочій площині вакуумної камери. Вони є найбільш технологічними та досконалими пристроями формування потоку в АМРЛ. На рис. 2.3 наведена узагальнена кінематична схема вакуумного формувача, який застосовується в АМРЛ фірми “Toshiba” та вітчизняній МРЛ-2 [3, 4, 5, 6].

Транспортер має три ланки, орієнтовані під різними кутами – нижню, середню та верхню, які разом умовно нагадують літеру “Z”. Відносно горизонтальної осі середня ланка має кут нахилу  = 80, а нижня та верхня – кут нахилу  = 10. Несуча стрічка 1 виготовлена із щільної тканини та покрита гумою з зовнішньої сторони, що контактує з листами. З боків стрічка закріплюється до ланцюгів конвейєра та рухається разом з ними по його траєкторії, що утворюється натяжними та привідними зірками 2 (дві привідні зірки).

На ланках контуру АВ, ВС перфорована стрічка транспортера рухається у напрямку від точки А до точки В по робочій поверхні вакуумної камери 3. Вакуумна камера з’єднується через штуцер та патрубок з вакуумною установкою, виконаною на основі потужного центробіжного вентилятора. Камера зі сторони стрічки відкрита для повітря, завдяки чому вакуум діє в зоні отворів-засмоктувачів стрічки.

Нижня ланка транспортера виконує роль пристрою уведення. Над нею змонтований бункер 4 для завантаження листів, з якого вони через конвеєр живлення 5 та гравітаційний спуск 6 потрапляють на нижню ланку транспортера формувача.

При ввімкненні приводу АМРЛ конвеєр живлення та транспортер формувача починають рухатись, а в середині вакуумної камери, за допомогою вентилятора, утворюється низький тиск. Листи завантажуються в бункер та подаються конвеєром живлення до нижньої ланки транспортера формувача. За рахунок різниці тиску в камері та атмосферного тиску на листи, які безпосередньо знаходяться на стрічці транспортера, діє притискне зусилля, внаслідок чого вони рухаються в напрямку середньої ланки. Умови формування потоку листів виконуються за рахунок того, що кут нахилу стрічки значно перевищує кут тертя паперу до паперу. Листи, що не контактують зі стрічкою, зрушуються під дією сили тяжіння на нижню ланку. Таким чином, на виході формувача формується потік в один-три шари листів, який надходить до аналізуючого пристрою.

На листи, що контактують зі стрічкою, на середній ланці діє сила тяжіння G, протилежні сили нормального N та атмосферного тиску F_п, а також сила тертя листа до стрічки F_тр.

Умова транспортування листа по середній ланці має вигляд [3, 5]:

F_тр = fN = f(G cos  + nSp) > G sin , (2.13)

де f – коефіцієнт тертя-ковзання паперу до стрічки; n – площина отворів-засмоктувачів у стрічці; S – площина листа; p – глибина вакууму в камері; nSp = F_п – сила атмосферного тиску.

Для однозначної характеристики умов руху листів по середній ланці необхідно перетворити (2.13) так, щоб параметри, які залежать від зовнішніх умов відносно АМРЛ, та параметри формувача знаходились по різні сторони нерівності. Перетворений за таких умов вираз (2.13) має вигляд:

G/S < np/(sin  – cos ). (2.14)

Ліва частина (2.14) характеризується параметрами листа – сили тяжіння G та його площини S, що контактує зі стрічкою.

Відношення Q = G/S визначає тиск, який лист чинить на горизонтальну поверхню.

Права частина (2.14) характеризується відповідними конструктивними параметрами формувача.

Визначення величини Q для будь-якого листа та порівняння її за умовою (2.14) для конструктивних параметрів формувача (значення правої частини (2.14)) дозволяє однозначно визначити, буде лист транспортуватись по середній ланці формувача чи залишиться на нижній ланці. Останній випадок використовується для відокремлення важких листів, сила тяжіння яких не задовольняє нерівності (2.14).

Основними параметрами, що визначаються в процесі розрахунку вакуумного формувача є його продуктивність П_вф, швидкість стрічки транспортера v, необхідний тиск розрідження у вакуумній камері Р_р та необхідна швидкодія вакуумної установки S_н [3, 5].

Продуктивність формувача визначається за формулою:

П_вф = 3600qBv лист/год., (2.15)

де q – кількість листів, що вміщуються на одному кв.м площі стрічки формувача, лист/м²; B – ширина стрічки (0,6…1 м); v– швидкість руху стрічки, м/с;

Значення q визначається за формулою

q=К₁(n/S), (2.16)

де K₁  6 – коефіцієнт використання площі стрічки; n = 2 … 3 – середня кількість шарів листів на стрічці; S – середня площина одного листа, м².

При заданій величині продуктивності П_вф, визначеному значенні q та ширині стрічки В, її швидкість v визначається за формулою

v = П_вф /(3600 qB), м/с. (2.17)

Необхідний тиск розрідження в камері формувача визначається за умови (2.14) для критичного випадку рівності правої та лівої частин, з урахуванням коефіцієнта запасу К₂ = 1,2 1,5, за формулою

К₂G/S = fn p/(sin  – f cos ). (2.18)

З урахуванням того що p = Р_а – Р_р, (Р_а, Р_р – відповідно тиск атмосфери та тиск у камері) рішення (2.18) відносно Р_р має вигляд

Р_р= Р_а – К₂ G (sin  – f cos ) / S  f n. (2.19)

Швидкодія вакуумної камери визначається аналогічно розрахунку вакуумного сепаратора за формулою [3]

S_н = (V/t) ln (Р_а/Р_р) + S_отв, (2.20)

де V – об’єм камери формувача; t – час відкачування вакуумної камери від тиску Р_а до тиску Р_р, який визначається за формулою (2.18) і вибирається у межах 3  6 с; А – площа отворів на ділянці стрічки, яка покриває робочу зону вакуумної камери, S_отв  200 А.

При розрахунках продуктивності формувача необхідно передбачити, що нестандартні листи у процесі аналізу відділяються від загального потоку. Тому, якщо задана вихідна продуктивність АМРЛ (число листів з нормованими параметрами габаритів, маси та жорсткості за годину, яке має бути передано для наступного оброблення) та відомий статистичний коефіцієнт K_н нестандартних листів у потоці, то необхідна продуктивність П_вф формувача визначається за формулою

П_вф = П_МРЛ K_н, (2.21)

де П_МРЛ – продуктивність АМРЛ; K_н > 1 – відношення загального числа листів у статистичній виборці до числа листів з допустимими параметрами, що передаються з АМРЛ для подальшого оброблення в АЛШМ та АЛСМ.