Установка для измельчения резины протекторов изношенных шин
В состав установки входят механизм перемотки протекторной ленты на шкивах, режущий инструмент с механизмом его подачи вдоль ведущего шкива и органы включения и выключения движения механизмов. Диаметр ведущего шкива в 20-25 раз больше толщины протекторной ленты. Зубья режущего инструмента повернуты к ведущему шкиву и размещены рядами вдоль направления подачи. Расстояния между зубьями и до шкива устанавливают по заданной ширине и толщине частиц продукта. Величина перемещения инструмента больше суммы ширины протекторной ленты и удвоенного расстояния между крайними по направлению подачи зубьями. Механизм подачи инструмента выполнен с возможностью регулировки скорости.
Кроме этого, зубья могут быть выполнены с регулировкой расстояния до ведущего шкива, а установка может быть снабжена дополнительными механизмами перемотки лент и дополнительным режущим инструментом с зубьями, повернутыми к ведущим шкивам соответствующих механизмов перемотки.
Использование установки позволяет повысить производительность измельчения и получить продукт, в составе которого преобладают частицы заданной толщины и ширины.
Полезная модель относится к оборудованию для утилизации изношенных шин, частности, к оборудованию для измельчения резины их протекторов.
Известна установка для измельчения резины протектора, без предварительного отделения его от бортов шины [фирма SALVADORI, Италия]. В состав установки входят основание, барабан с приводом вращения и приспособлением для закрепления шины путем разжима изнутри ее бортовых колец и режущий инструмент в виде цилиндрического пакета дисков с расположенными по окружности зубьями, механизмы вращения и подачи инструмента и органы включения и выключения движения механизмов.
Зубья режущих дисков распределены по окружности, поэтому измельчение материала в этой установке может единовременно выполняться только небольшой частью зубьев, которые в данный момент повернуты к ленте. Зубья выполняют резание материала по круговой траектории с переменной глубиной резания материала. При этом работу по измельчению резины с наибольшей глубиной резания выполняют только зубья, расположенного первым по направлению подачи диска, зубья последующих дисков выполняют срезание и измельчение все более тонких слоев резины, упруго восстановившихся после прохода по ним предыдущих дисков. Относительно малое число зубьев, единовременно выполняющих резание и измельчение ими материала с переменной глубиной резания, ограничивают производительность установки и являются причиной того, что продукт измельчения представляет собой смесь разнородных по размерам и форме частиц. Для дальнейшего использования такого продукта, например, для изготовления резинотехнических изделий, требуется его дополнительная
многостадийная сортировка и доизмельчение. Это снижает производительность и ухудшает экономические показатели установки и процесса утилизации шин в целом.
Наиболее близким по технической сущности и выбранным в качестве прототипа устройством, является установка для измельчения резины протекторной ленты, предварительно отделенной от бортов шины [Установка для шероховки протектора УШП 13-22,5 ОАО «НИИШИНМАШ», Россия]. В состав установки входят основание, механизм натяжения фиксации и перемотки протекторной ленты с ведомым и ведущим шкивами, режущий инструмент в виде цилиндрического пакета зубчатых дисков, механизмы вращения и подачи инструмента вдоль ведущего шкива и органы включения и выключения движения механизмов.
Зубья режущих дисков распределены по окружности, поэтому измельчение материала в этой установке может единовременно выполняться только небольшой частью зубьев, которые в данный момент повернуты к ленте. Зубья выполняют резание материала по круговой траектории с переменной глубиной резания материала. При этом работу по измельчению резины с наибольшей глубиной резания выполняют только зубья, расположенные первыми по направлению подачи диска, зубья последующих дисков выполняют срезание и измельчение все более тонких слоев резины, упруго восстановившихся после прохода по ним предыдущих дисков. Относительно малое число зубьев, единовременно выполняющих резание и измельчение ими материала с переменной глубиной резания, ограничивают производительность установки и являются причиной того, что продукт измельчения представляет собой смесь разнородных по размерам и форме частиц. Для дальнейшего использования такого продукта, например, для изготовления резинотехнических изделий, требуется его дополнительная многостадийная сортировка и доизмельчение. Это снижает
производительность и ухудшает экономические показатели установки и процесса утилизации шин в целом.
Полезная модель решает задачу улучшения экономических показателей установки путем повышения производительности и получения продукта с преобладанием частиц заданной толщины и ширины.
Для решения этой задачи в установке для измельчения резины протекторов изношенных шин, содержащей основание, механизм натяжения фиксации и перемотки протекторной ленты с ведомым и ведущим шкивами, режущий инструмент, механизм подачи инструмента вдоль ведущего шкива и органы включения и выключения движения механизмов, наружный диаметр ведущего шкива механизма перемотки в 20-25 раз больше толщины ленты, все зубья инструмента повернуты к ведущему шкиву и размещены рядами вдоль направления подачи, так что каждый следующий по направлению подачи зуб расположен ближе к ведущему шкиву, чем предыдущий на величину разности между заданной толщиной срезаемого зубом слоя материала и величиной упругого восстановления толщины материала после резания его предыдущим зубом, расстояние между соседними вдоль направления подачи зубьями не меньше чем, заданная ширина срезаемых зубьями полос материала, величина перемещения инструмента механизмом подачи больше суммы ширины протекторной ленты и удвоенного расстояния между крайними по направлению подачи зубьями, и механизм подачи режущего инструмента выполнен с возможностью регулировки скорости подачи.
Вариантом решения задачи является то, что режущий инструмент выполнен с возможностью регулировки положения зубьев по расстоянию до ведущего шкива.
Еще одним вариантом решения задачи является то, что установка снабжена дополнительными механизмами натяжения, фиксации и перемотки, оси ведущих шкивов которых параллельны направлению подачи, и дополнительными режущими инструментами, зубья которых
повернуты к ведущим шкивам соответствующих дополнительных механизмов перемотки ленты.
Реализация заявляемых вариантов поясняется следующими чертежами:
Фиг.1 - Общий вид установки
Фиг.2 - Зона резания
Фиг.3 - Схема резания
Фиг.4 - Режущий инструмент с регулировкой положения зубьев
Фиг.5 - Внешний вид установки с дополнительными механизмами перемотки ленты и дополнительным режущим инструментом.
Установка для измельчения резины протекторов изношенных шин содержит основание 1, ведомый 2 и ведущий 3 шкивы механизма натяжения, фиксации и перемотки протекторной ленты 4, режущий инструмент 5, механизм подачи 6 режущего инструмента 5 вдоль ведущего шкива 3 и органы включения и выключения механизмов (не показаны). Механизм перемотки выполняет перемотку ленты на скорости около 30 м в секунду, которая рекомендуется для резания резины. Привод механизма перемотки и его элементы, предназначенные для натяжения и фиксации ленты на шкивах, не показаны, варианты их реализации известны и применяются, например, в ременных передачах. В частности, в качестве привода можно использовать электродвигатель вращения ведущего шкива, для натяжения ленты может быть использован отвод ведомого шкива от ведущего шкива и закрепления оси его вращения в положении, когда лента натянута, а для фиксации ленты на шкивах могут быть использованы кольцевые гребни или канавки на шкивах. Наружный диаметр ведущего шкива 3 в 20-25 раз больше толщины протекторной ленты 4. Ширина каждого шкива примерно на 10-15% шире протекторных лент. Все зубья (см. фиг.2) 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 и 16 режущего инструмента 5 повернуты к шкиву 3 и размещены рядами вдоль направления подачи (показано стрелкой), в частности, количество рядов может быть равно
двум. Зубья 7, 9, 11, 13 и 15 размещены в одном ряду, а зубья 8, 10, 12, 14 и 16 расположены во втором ряду. На схеме резания фиг.3 показано, что зуб 7 расположен ближе к шкиву 3, чем предыдущий ему по направлению подачи (показано стрелкой) зуб 8. В свою очередь следующий за зубом 7 зуб 10 расположен ближе к шкиву 3, чем зуб 7 и так далее. Для двух соседних зубьев разница между вышеуказанными расстояниями равна разности между заданной толщиной слоя материала, срезаемого одним зубом, и величиной упругого восстановления толщины резины шины после резания предыдущим зубом. Величина упругого восстановления участка ленты после срезания каждого слоя различна и примерно пропорциональна толщине ленты, оставшейся после срезания очередного слоя. Нестрогое соответствие пропорциональности связано с тем, что материал протекторной ленты шины неоднороден по составу и по упругости. Величины упругого восстановления резины для типовых протекторных лент можно определить экспериментально, измерением толщины ленты до и после пробного реза. Механизм подачи 6 оснащен приводом (не показан) с возможностью регулировки скорости подачи режущего инструмента. В качестве привода механизма подачи может быть использован гидравлический цилиндр с необходимой длиной хода, а для регулирования скорости подачи режущего инструмента может быть использован, например, дроссельный регулятор потока рабочей жидкости, подаваемой в цилиндр. Привод подачи обеспечивает скорости подачи инструмента в пределах от 0,5 до 40 мм в секунду. Для получения продукта измельчения с заданной шириной частиц режущий инструмент должен проходить путь равный заданной ширине срезаемой полосы за время, в течение которого протекторная лента выполняет один оборот на механизме перемотки. Например, для получения продукта измельчения с шириной частиц в 2 мм при линейной скорости перемотки 30 м в секунду и длине ленты 2 м, скорость подачи инструмента должна быть 30 мм в секунду. Из вышеизложенного следует, что расстояние между соседними
вдоль направления подачи зубьями может быть произвольным, но не меньшим, чем заданная ширина срезаемых полос материала. Зубья режущего инструмента предлагаемой полезной модели расположены в соответствии с вышеизложенными условиями. Механизм подачи имеет величину перемещения инструмента немного большую, чем сумма ширины протекторной ленты и удвоенного расстояния между крайними по направлению подачи зубьями режущего инструмента.
На фиг.4 показан вариант реализации установки, режущий инструмент которой выполнен с возможностью регулировки положения зубьев по расстоянию до ведущего шкива. Каждый зуб имеет сквозной паз 17 и снабжен двумя болтами, предназначенными для его фиксации в установленном положении, на заданном от шкива 3 расстоянии.
На фиг.5 показан вариант реализации установки с размещением на ней дополнительных механизмов натяжения, фиксации и перемотки ленты и дополнительных режущих инструментов. В качестве примера показано размещение на установке трех дополнительных механизмов перемотки ленты 19 и соответственно трех дополнительных режущих инструментов 20. Оси вращения шкивов дополнительных механизмов перемотки параллельны направлению подачи, а зубья дополнительных режущих инструментов повернуты к ведущим шкивам соответствующих дополнительных механизмов перемотки ленты.
Перед началом работы выполняют сортировку протекторных лент и выбирают из них группу с примерно одинаковой длиной и с шириной, удовлетворяющей вышеизложенным требованиям к величинам допустимой длины хода механизма подачи и скорости подачи инструмента. Регулировкой, в соответствии с вышеизложенными требованиями, устанавливают скорость подачи инструмента. Устанавливают на механизм подачи режущий инструмент, удовлетворяющий вышеизложенным требованиям по получению продукта с заданной толщиной и шириной частиц. Инструмент устанавливают в
положение, при котором, когда механизм подачи находится в исходном, крайнем заднем положении, первый по направлению подачи зуб не касается ленты, установленной на шкивы, и находится от ведущего шкива на расстоянии меньшем начальной толщины ленты примерно на величину заданной толщины частицы продукта измельчения. После этого в следующем порядке выполняют измельчение резины. Протекторную ленту 4 устанавливают, натягивают и фиксируют на шкивах 2 и 3 и включают перемотку ленты. Включают механизм подачи 6, режущий инструмент 5 с заданной при наладке установки скоростью двигается вдоль оси шкива 3. По мере перемещения зубья с 7 по 16 поочередно врезаются в материал ленты 4, и каждый зуб непрерывно выполняет резание материала до того момента, пока он не пройдет всю ширину ленты. Когда последний зуб пройдет всю ширину ленты, выключают механизмы, инструмент отводят в исходное положение, ослабляют натяжение ленты и снимают ее со шкивов. Далее повторяют работу в вышеуказанном порядке. В процессе измельчения каждый зуб срезает полосу материала, толщина которой определена наладкой установки. При этом могут возникнуть отклонения от заданной толщины полосы, связанные с различной начальной толщиной лент, неодинаковой степенью износа различных участков протектора и наличием углублений и выступов рисунка протектора. Но в общей массе продукта доля таких частиц невелика. Каждый зуб срезает полосу материала, ширина которой определена наладкой установки. В связи с тем, что зубья режущего инструмента расположены на разных расстояниях от ведущего шкива механизма перемотки ленты, в ширине полос имеются отклонения. Полоса, срезаемая расположенным первым по ходу подачи зубом 7, является самой узкой, а полосы, срезаемые каждым следующим зубом, шире полос, срезаемых предыдущими зубьями. Но так как диаметр шкива значительно больше толщины срезаемого слоя ленты, различия в ширине срезаемых полос невелики и для практических целей применения продукта измельчения несущественны. Кроме этого, могут возникнуть
отклонения от заданной толщины полосы, связанные с наличием углублений и выступов рисунка протектора, а также на краях ленты в момент врезания и выхода резцов из материала. Но в общей массе продукта доля таких частиц невелика.
Расположение зубьев рядами и поворот всех зубьев к ведущему шкиву механизма перемотки ленты позволяет увеличить количество зубьев, одновременно выполняющих резание, по сравнению с установкой, принятой за прототип. Это увеличивает производительность работы установки. Расположение зубьев на заданных расстояниях друг от друга и от ведущего шкива, при наличии регулировки скорости подачи режущего инструмента и то, что диаметр ведущего шкива механизма перемотки значительно больше толщины протекторной ленты, позволяет получать продукт измельчения с преобладанием в его составе частиц заданной толщины и ширины. Это уменьшает затраты на сортировку и доизмельчение полученного продукта. Повышение производительности установки и снижение затрат на его сортировку и доизмельчение полученного продукта позволяет улучшить экономические показатели работы установки и процесса утилизации изношенных шин в целом.
Возможность регулировки положения зубьев по расстоянию до ведущего шкива позволяет сократить время, необходимое для переналадки установки при изменении заданных размеров частиц в продукте измельчения. Это позволит дополнительно улучшить экономические показатели использования установки и процесса утилизации изношенных шин в целом.
Размещение на установке дополнительных механизмов перемотки ленты с дополнительными режущими инструментами позволяет повысить производительность измельчения путем одновременной обработки нескольких лент. При этом появляется возможность настроить установку на обработку протекторных лент, как с внешней, так и с внутренней стороны. Например, правую половину настроить на обработку с внешней
стороны, а левую половину на обработку внутренней стороны лент. Это позволит дополнительно улучшить экономические показатели использования установки и процесса утилизации изношенных шин в целом.
1. Установка для измельчения резины протекторов изношенных шин, содержащая основание, механизм натяжения фиксации и перемотки протекторной ленты с ведомым и ведущим шкивами, режущий инструмент, механизм подачи инструмента вдоль ведущего шкива и органы включения и выключения движения механизмов, отличающаяся тем, что наружный диаметр ведущего шкива механизма перемотки в 20 -25 раз больше толщины ленты, все зубья инструмента повернуты к ведущему шкиву и размещены рядами вдоль направления подачи, так что каждый следующий по направлению подачи зуб расположен ближе к ведущему шкиву, чем предыдущий на величину разности между заданной толщиной срезаемого зубом слоя материала и величиной упругого восстановления толщины материала после резания его предыдущим зубом, расстояние между соседними вдоль направления подачи зубьями не меньше, чем заданная ширина срезаемых зубьями полос материала, величина перемещения инструмента механизмом подачи больше суммы ширины протекторной ленты и удвоенного расстояния между крайними по направлению подачи зубьями, и механизм подачи режущего инструмента выполнен с возможностью регулировки скорости подачи.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что режущий инструмент выполнен с возможностью регулировки положения зубьев по расстоянию до ведущего шкива.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что установка снабжена дополнительными механизмами натяжения, фиксации и перемотки, оси ведущих шкивов которых параллельны направлению подачи, и дополнительными режущими инструментами, зубья которых повернуты к ведущим шкивам соответствующих дополнительных механизмов перемотки ленты.
