УСТРОЙСТВО ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ШИН

Полезная модель относится к устройствам механического типа, обеспечивающим утилизацию отработанных автомобильных покрышек (шин) и может использоваться для измельчения изношенных автопокрышек различных типоразмеров.
Известна линия переработки шин (RU 2312015 С2 МПК В29В 17/00, опубл. 27.12.2006 г.), содержащая соединенные транспортными средствами устройство для разделки шин на протекторную дорожку и боковины, устройство для измельчения в виде дискового режущего инструмента и накопитель. Линия снабжена агрегатами для измельчения протектора с металлокордом с наружной и внутренней стороны, протектора с текстильным кордом и боковин, предварительно скомплектованных в пакет одного размера. Измельчение осуществляется при помощи дискового режущего механизма.
Недостатком этого технического решения является низкая производительность, связанная с поштучной обработкой каждой шины путем разделки ее на протекторную дорожку и боковины и последующего раздельного измельчения.
Известно устройство для измельчения автопокрышек (RU 83820 U1 МПК В29В 17/00, опубл. 10.06.2008 г.), содержащее основание с установленными на нем механизмами сжатия автопокрышки, подачи ее в зону резания в виде двух параллельных: транспортирующих ветвей разной длины, выполненных в виде корпусов с вертикально установленными в них приводных, тяговых, сжимающих и подающих автопокрышки роликов. Измельчение осуществляется насаженными на вал крупнозернистыми абразивными кругами или барабанами с закрепленными на них ножами.
Недостатком этого устройства для измельчения автопокрышек является невысокая производительность, обусловленная поштучным измельчением перерабатываемых шин и значительными потерями времени на установку и подачу их в зону резания.
Известно устройство, реализующее способ утилизации автошин (RU 2376165 С1 МПК В29В 17/00, опубл. 20.12.2009 г.), заключающийся в том, что путем установки автошин одна на другую в вертикальном направлении формируется пакет, который сжимается при помощи стяжного устройства, размещенного внутри пакета. Измельчение автошин осуществляется торцевой фрезой, устанавливаемой по касательной к обрабатываемой поверхности с расположением оси вращения фрезы в плоскости, пересекающей продольную ось пакета. Фреза представляет собой закрепленные на торце твердосплавные пластины, расположенные вдоль концентрических окружностей. Одновременно с вращением фрезы осуществляется вращение пакета автошин. Недостатком этого устройства является невысокая производительность, связанная со значительными затратами на установку, центровку и закрепление пакета автошин.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для утилизации отработанных шин (RU 2091225 С1, МПК В29В 17/00, опубл. 27.09.1997 г.), включающее станину, стол для закрепления шины, механизм вращения стола совместно с шиной и размещенный со стороны рабочей поверхности шины модуль с приводным инструментом для взаимодействия с рабочей поверхностью шины, которое снабжено тремя дополнительными модулями для постадийной утилизации шины вместе с основным модулем, один из дополнительных модулей размещен со стороны рабочей поверхности, а два со стороны боковой поверхности шины, приводной режущий инструмент основного модуля выполнен в виде фрезерующей головки, а дополнительный модуль, размещенный со стороны рабочей поверхности шины, выполнен с режущим инструментом в виде установленных с возможностью свободного вращения дисков, при этом один из модулей, размещенных со стороны боковой поверхности шины, выполнен с разрушающим инструментом в виде приводной фрезерующей головки, а другой с разрушающим инструментом в виде неподвижных резцов, установленных в резцедержателе, имеющем возможность перемещения в горизонтальной и вертикальных плоскостях, причем, у модулей, размещенных со стороны рабочей поверхности шины, инструменты установлены с расположением их режущих кромок в плоскости вращения шины, а у других модулей инструменты размещены с расположением их режущих кромок перпендикулярно плоскости вращения шины. Раздирающий модуль содержит тяговую лебедку и расслаивающий механизм, выполненный из расслаивающего элемента, ножа, направляющего ролика и подвижной оси.
Недостатками этого устройства, взятого за прототип, являются: несовершенство механизма зажима покрышек на столе для закрепления шин, не позволяющее произвести измельчение части шины, прижатой рычагами, задержка процесса утилизации во время установки подлежащих обработке шин, невозможность одновременной обработки нескольких шин и связанная с этим относительно низкая производительность, а также отсутствие гасителя колебаний, результатом чего является высокий уровень шума и вибраций в устройстве при утилизации шины, приводящих к быстрому износу элементов привода вращения шины и снижающих надежность устройства.
Основной задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью является создание устройства для утилизации отработанных шин, обладающего высокой производительностью, надежностью, низким уровнем техногенного воздействия и удобством эксплуатации.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении производительности за счет обеспечения полной загрузки узлов устройства путем исключения пауз в течение цикла утилизации, и надежности за счет уменьшения вибраций.
Заявляемая полезная модель также обеспечивает снижение воздействия негативных факторов, оказывающих вредное влияние на обслуживающий персонал и узлы установки, и улучшение эргономических показателей.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство для утилизации отработанных шин, включающее станину, основной стол для закрепления шин, механизм вращения основного стола для закрепления шин и размещенный со стороны рабочей поверхности шин модуль с приводным инструментом, выполненный в виде фрезерной головки для взаимодействия с рабочей поверхностью шин, содержит дополнительный стол для закрепления шин, установленный симметрично основному столу для закрепления шин относительно оси вращения станины, выполненной с возможностью поворота на 180° вокруг собственной оси, каждый из столов для закрепления шин установлен на кронштейне и откидном люнете, прикрепленным к станине и выполнен в виде консольной конструкции, закрепленной в подшипниковой опоре с возможностью вращения вокруг собственной оси приводом от первого двигателя через первую цепную передачу, полый вал с фланцем, к которому прикреплены направляющие стержни с подпружиненной кареткой, удерживаемой прижимной гайкой, соединенной с ходовым винтом, приводимым во вращение от шагового двигателя через сцепную муфту, вторую цепную передачу, предохранительную муфту, при этом на подпружиненной каретке установлены рычаги, выполненные с возможностью поворота в местах соединения с зажимными губками, каждая из которых соединена с фланцем через силовой рычаг и установлена с возможностью перемещения в диаметральной плоскости под воздействием рычагов, выполненных с возможностью изменения углового положения относительно оси вращения стола, а кронштейн и откидной люнет снабжены виброгасителями колебаний.
Целесообразно виброгаситель колебаний выполнять в виде набора весовых элементов, закрепляемых при настройке на кронштейне или откидном люнете.
Рекомендуется виброгаситель колебаний выполнять в виде двухстороннего гидроцилиндра, шток которого прикреплен к кронштейну или люнету, а полости цилиндра, разделенные между собой поршнем, соединить трубопроводом с дросселем.
Предпочтительно, чтобы угол между рычагом и осью вращения стола, мог изменять свое значение в диапазоне от 45° до 90°.
Оптимально приводной инструмент в виде фрезерной головки устанавливать на качающихся опорах, соединенных через кривошипно-шатунный механизм и редуктор с вторым двигателем, а кривошипно-шатунный механизм выполнять с обеспечением возможности изменения амплитуды отклонения качающейся опоры посредством изменения длины рычага кривошипно-шатунного механизма.
Высокая производительность предлагаемой полезной модели обеспечивается тем, что осуществляется одновременная обработка пакета шин, а также наличием дополнительного стола для закрепления шин и возможностью в течение периода обработки предыдущего пакета осуществить установку и закрепление следующей партии шин с короткой паузой для поворота станины.
Повышение надежности устройства достигается применением виброгасителей, которые снижают уровень вибраций, негативно влияющих на прочностные свойства подшипников опор, предохранительной муфты и узлов каретки, а также обеспечением надежного закрепления шин на столе.
Удобство эксплуатации достигается применением основного и дополнительного столов для закрепления шин, позволяющих быстро и надежно фиксировать очередной пакет шин в широком диапазоне их типоразмеров, а также тем, что приводной инструмент выполнен в виде фрезерной головки, установлен на качающихся опорах, соединенных через кривошипно-шатунный механизм и редуктор с вторым двигателем и выполнен с обеспечением возможности изменения амплитуды отклонения качающейся части опоры посредством изменения длины рычага кривошипно-шатунного механизма, что на заключительной стадии переработки предотвращает возможное повреждение зажимных губок стола вращающейся фрезерной головкой.
Описание устройства для утилизации отработанных шин поясняется графическими материалами.
На фиг.1 изображена схема устройства для утилизации отработанных шин (вид в плане); на фиг.2 изображена кинематическая схема стола для закрепления шин;
на фиг.3 изображена схема виброгасителя колебаний, выполненного в виде двойного гидроцилиндра;
на фиг.4 изображена схема устройства виброгасителя колебаний, выполненного в виде набора весовых элементов.
Устройство для утилизации шин состоит из привода подачи фрезерной головки 1, выполненного в виде редуктора 2, второго двигателя 3, кривошипно-шатунного механизма 4, соединенного с качающимися опорами 5. В устройстве предусмотрена возможность регулировки амплитуды отклонения качающихся опор 5 путем изменения длины одного из рычагов кривошипно-шатунного механизма 4 в соответствии с внутренним диаметром партии обрабатываемых шин.
Привод вращения фрезерной головки 1 включает в себя третий двигатель 6, соединенный с фрезерной головкой 1 через ременную передачу 7.
Станина 8 имеет возможность поворота вокруг оси вращения станины 9 на 180°. К станине 8 крепится кронштейн 10 и откидной люнет 11, предназначенный для повышения жесткости основного стола для закрепления шин 12. Основной стол для закрепления шин 12 осуществляет круговую подачу относительно оси вращения 13 пакета шин 14. Станина 8 оснащена дополнительным столом для закрепления шин 15, установленным на кронштейн 16 и откидной люнет 17 с возможностью принудительного вращения, причем оба стола для закрепления шин расположены симметрично относительно оси вращения станины 9. Кронштейны 10, 16 и откидные люнеты 11 и 17, к которым прикреплены соответственно основной 12 и дополнительный 15 столы для закрепления шин, оснащены виброгасителями колебаний, состоящими из двухстороннего гидроцилиндра 20 (фиг.3), шток 18 которого крепится к кронштейнам 10, 16 или откидным люнетам 11, 17 на опорные поверхности 19, а полости двустороннего гидроцилиндра 20, разделенные между собой поршнем 21, соединены трубопроводом 22 с дросселем 23.
Основной стол для закрепления шин 12 (фиг.2) представляет собой консольную конструкцию, закрепленную в подшипниковой опоре 24 с возможностью вращения вокруг собственной оси. Аналогично выполнен дополнительный стол 15. Вращательное движение передается от первого двигателя 25 через первую цепную передачу 26 на полый вал 27 с фланцем 28, к которому крепятся направляющие стержни 29. На направляющих стержнях 29 установлена подпружиненная каретка 30, удерживаемая прижимной гайкой 31, соединенная с ходовым винтом 32, который приводится во вращение от шагового двигателя 33, через сцепную муфту 34, вторую цепную передачу 35 и предохранительную муфту 36. На подпружиненной каретке 30 установлены рычаги 37, соединенные с зажимными губками 38, имеющие возможность поворота в местах соединения. Каждая зажимная губка 38 имеет шарнирное соединение с фланцем 28 через силовой рычаг 39. При прямом направлении вращения ходового винта 32 гайка 31 перемещается влево, пружины отжимают каретку 30, и зажимные губки 38, ограниченные в горизонтальном перемещении силовыми рычагами 39, начинают перемещаться в диаметральной плоскости под воздействием рычагов 37, изменяющих свое угловое положение относительно оси вращения стола для закрепления шин 12, 15. Величина угла α между рычагом и осью вращения стола может принимать любое значение в диапазоне от 45° до 90°.
Таким образом, зажимные губки 38, перемещаясь в диаметральной плоскости, зажимают партию покрышек, которая на них установлена.
Перемещение зажимных губок 38 осуществляется реверсом ходового винта 32. При этом гайка 31, соединенная с ходовым винтом 32, упирается в корпус каретки 30 и начинает перемещать ее в правую сторону, а зажимные губки 38 принимают первоначальное положение.
Рычаги 37 и силовые рычаги 39 являются быстросменными. Замена их на более длинные или короткие позволяет изменять диапазон расстояний между диаметрально расположенными зажимными губками 38 в соответствии с внутренним диаметром зажимаемых шин.
Основной 12 и дополнительный 15 столы для закрепления шин могут быть оснащены виброгасителями колебаний, которые схематически представлены на Фиг.4 и состоят из выбираемых при настройке наборов весовых элементов 40, закрепляемых гайками 41 на опорных поверхностях 19 откидных люнетов 11, 17 или кронштейнов 10, 16.
Работает устройство утилизации отработанных шин следующим образом.
В период обработки фрезерной головкой 1 пакета шин 14, закрепленного на основном столе для закрепления шин 12, производится установка очередной партии шин на дополнительный стол для закрепления шин 15. Для этого откидной люнет 17 отводится от дополнительного стола для закрепления шин 15, шаговый двигатель 33 переводится в реверсивный режим и происходит сжатие зажимных губок 38. При необходимости, в соответствии с внутренним диаметром новой партии шин, производится замена рычагов 37 и установка путем регулировки длины рычага кривошипно-шатунного механизма 4 максимальной амплитуды отклонения качающихся опор 5, при которой между режущей кромкой фрезерной головки 1 и зажимными губками 38 остается зазор, исключающий их контакт. Далее производится установка пакета шин на зажимные губки 38, после чего откидной люнет 17 возвращается в рабочее положение, шаговый двигатель 33 включается в прямое направление вращения винта 32, гайка 31 перемещается влево, пружины отжимают каретку 30 и зажимные губки 38, ограниченные в горизонтальном перемещении силовыми рычагами 29, начинают перемещаться в диаметральной плоскости под воздействием рычагов 37, изменяющих свое угловое положение относительно оси вращения стола для закрепления шин 15.
Таким образом, зажимные губки 38, перемещаясь в диаметральной плоскости, зажимают набор покрышек, который на них установлен.
После окончания обработки предыдущей партии шин третий двигатель 6 привода вращения фрезерной головки 1 выключается и путем реверса второго двигателя 3 производится возврат качающихся опор 5 в исходное положение. Поворотом станины 8 вокруг оси вращения станины 9 новая партия шин устанавливается в рабочее положение, фиксируется и производится включение третьего двигателя 6 привода фрезерной головки 1, первого двигателя 25, приводящего во вращение дополнительный стол для закрепления шин 15 и второго двигателя 3 кривошипно-шатунного механизма 4, осуществляющего подачу качающихся опор 5 с закрепленной на них вращающейся фрезерной головкой 1.
В процессе обработки партии шин при возникновении вибрации в варианте реализации демпфера с набором весовых элементов (фиг.4) осуществляется подбор числа весовых элементов 40, при котором обеспечивается минимальная амплитуда вибрации, и последующая фиксация их гайкой 41. В варианте реализации демпфера в виде гидроцилиндра (фиг.3) амплитуда колебаний гасится за счет вязкого трения внутри гидроцилиндра 20, параметры которого изменяются при помощи дросселя 23.
Предлагаемая полезная модель позволяет создать устройство для утилизации отработанных шин, обладающее высокой производительностью, надежностью, низким уровнем техногенного воздействия на среду, удобством эксплуатации. Устройство позволяет утилизировать отработанные шины с получением чистой резиновой крошки определенного размера. При этом расходуется минимальное количество энергии на переработку, достигается высокая производительность труда и эффективность по переработке шин с получением продукции высокого спроса.