УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРЕЗАНИЯ ПОКРЫШЕК

Заявляемая полезная модель относится к машиностроению, а именно к оборудованию, имеющему один или несколько (два и более) режущих элементов и предназначенному для разрезания по одной или одновременно по нескольким (двум и более) линиям реза автомобильных покрышек и их частей, например каркарсно-брекерно-протекторного браслета покрышки, изготовленного из слоистого материала, включающего несколько слоев резины, армированной текстильным и металлическим кордом.
Аналогом заявляемой полезной модели является устройство для разрезания резинотехнических изделий в шинной промышленности одновременно по нескольким линиям реза (многодисковые ножницы), выполненное в виде металлического цилиндра с выемками и дисковых металлических лезвий, ширина которых равна ширинам соответствующих им выемок в металлическом цилиндре (см. а.с. SU №514727, МПК В29Н 3/06, 1976).
Существенные признаки аналога «металлический цилиндр с выемками, дисковые металлические лезвия» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатками аналога являются невозможность эффективного выполнения одного или одновременно нескольких резов при разрезании армированных частей покрышки, в частности боковин и каркарсно-брекерно-протекторного браслета, из-за возможности заклинивания металлических дисковых лезвий в одной или нескольких выемках по причине вовлечения отдельных элементов армированного каркаса между стенками выемки и поверхностью дискового лезвия, в результате чего
процесс резания остается незавершенным. Кроме того, еще до начала установившегося процесса резания кольцеобразных изделий, например покрышек, требуются значительные усилия для продавливания лезвий в разрезаемый материал.
7
Прототипом заявляемой полезной модели является устройство для разрезания одновременно по нескольким линиям реза изделий из армированного композиционного материала, например покрышки с металлокордом, включающее металлический цилиндр с выемками и расположенные соответственно выемкам заточенные дисковые металлические лезвия, причем лезвия выполнены с толщинами, большими ширин выемок в цилиндре (см. патент RU №2315694 С1, МГЖ В29В 11/02, 2006). Существенные признаки прототипа «металлический цилиндр с выемками, дисковые металлические лезвия» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком прототипа является неэффективность разрезания по одной или одновременно по нескольким линиям реза кольцевых металлокордных оболочек, например покрышек и каркасно-брекерно-протекторных браслетов, поскольку для начала устойчивого и эффективного разрезания оболочки одновременно по всем линиям реза необходимо все лезвия сначала «продавить» радиально металлическому цилиндру с выемками через стенку оболочки до полного касания всех лезвий боковых стенок выемок, для чего требуется достаточно большое усилие и мощный механизм прижатия лезвий к стенке оболочки.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение устойчивого и эффективного разрезания по одной или одновременно по нескольким линиям реза кольцевых армированных, например металлокордом, оболочек (покрышек и каркасно-брекерно-протекторных браслетов) независимо от количества армирующих слоев и соотношений геометрических размеров и прочностных характеристик
текстильного и металлического корда с габаритными размерами устройства, а также снижение нагрузок на рабочие органы устройства (металлический цилиндр с выемками и дисковые металлические лезвия) и создание возможности полного рассечения разрезаемого материала в зоне резания при его последовательной подаче в направлении реза.
Для достижения указанного технического результата устройство для разрезания по одной или одновременно по нескольким линиям реза, содержащее металлический цилиндр с выемками, и соответствующие выемкам дисковые металлические лезвия, причем толщина металлических лезвий больше толщин соответствующих выемок в цилиндре, выполнено с посадкой дисковых металлических лезвий на поворотный вал с эксцентриситетом «a» относительно оси поворотного вала, обеспечивающим в одном крайнем положении поворотного вала (положение III на фиг.1) плотное прилегание лезвий к боковым граням выемок в металлическом цилиндре, а в другом положении (положение I на фиг.1) обеспечивает между наружной поверхностью металлического цилиндра и режущими кромками лезвий зазор шириной Z≥H, а величина эксцентриситета удовлетворяет соотношению . Это обеспечивает свободное надевание кольцевого изделия (покрышки и каркасно-брекерно-протекторного браслета) на металлический цилиндр. Эксцентриковый вал металлических лезвий снабжен приводом (не показан) для его поворота в положения I, II и III. Здесь Z - ширина зазора между наружной поверхностью цилиндра и режущими кромками лезвий; Н - наибольшая толщина разрезаемого материала; в - ширина выемки; β - угол между образующими конических поверхностей лезвия; a - величина эксцентриситета.
На фиг.1 представлено устройство для разрезания и три положения режущих кромок лезвий: I - положение, при котором лезвие не касается
разрезаемого материала; II - положение, при котором лезвия частично прорезали стенку материала кольцевой оболочки; Ш - положение, при котором лезвия полностью прорезали стенку оболочки, что соответствует началу установившегося процесса резания.
На фиг.2 представлено сечение устройства для разрезания (вид сбоку, острия лезвий контактируют с краями выемок), показано два лезвия.
На фиг.3 представлены те же взаимные положения металлического цилиндра с кольцевыми выемками, разрезаемого материала и режущих лезвий, что и на фиг.1, а также схемы силового взаимодействия между разрезаемым материалом и лезвиями при разрезании по предлагаемой полезной модели (фиг.3, а) и по известным техническим решениям (фиг.3, в).
Устройство включает приводной металлический цилиндр 1 с кольцевыми выемками 2, предназначенный для размещения на нем кольцевой армированной резинокордной оболочки 3, металлические лезвия 4, установленные через посредство подшипников 5 и эксцентрика 6 на поворотном валу 7, снабженном устройством для поворота на 180° (не показано) и с возможностью подвода лезвий до полного контакта с боковыми гранями кольцевых выемок 2 и отвода лезвий от цилиндра для образования зазора между ними для свободного надевания разрезаемой оболочки на металлический цилиндр, причем ширина зазора и величина эксцентриситета выбраны из следующих соотношений: Z≥H и , где Z - ширина зазора между наружной поверхностью цилиндра и режущими кромками лезвий; Н - наибольшая толщина разрезаемого материала; в - ширина выемки; β - угол между образующими конических поверхностей лезвия; a - величина эксцентриситета.
Способ разрезания, используемый в заявляемой полезной модели (устройстве), заключается в следующем: через зазор между лезвиями и
цилиндром продевается кольцевая оболочка, после чего поворотный вал лезвий с помощью привода поворачивается на 180° и фиксируется в этом положении, причем одновременно с поворотом вала лезвий вращается и цилиндр с разрезаемой оболочкой. При этом лезвия подходят к разрезаемому материалу по касательной к их окружностям, постепенно врезаясь в материал и, входя в полный контакт с боковыми гранями выемок цилиндра, обеспечивают с этого момента установившийся процесс разрезания при совместном вращении цилиндра и лезвий.
Установка лезвий с эксцентриситетом на поворотном валу обеспечивает возможность разрезания как лентообразной заготовки (браслета, предварительно разрезанного по меридиану), так и замкнутой (кольцевой) армированной заготовки. За счет постепенного подвода лезвий по траектории окружности с помощью поворотного вала и эксцентрика обеспечивается плавное врезание лезвий в материал и вход их в контакт с кольцевыми выемками цилиндра, после чего разрезание происходит в установившемся режиме вплоть до полного разрезания оболочки по всей длине ее окружности. Одновременное вращение цилиндра и поворотного вала в направлении движения разрезаемого материала в зону резания обеспечивает сначала надежное врезание лезвий в материал и его затягивание в зону резания, а затем и полное разрезание оболочки по всем линиям реза. Кроме того, при одновременном вращении цилиндра и подводе режущих кромок лезвий к разрезаемому материалу по касательной снижаются нагрузки на валы цилиндра и лезвий, поскольку при таком способе резания линия реза, а следовательно, и суммарное усилие резания в начальный момент (до установившегося режима резания) будут меньше, чем при радиальном подводе лезвий, так как при таком взаимном движении цилиндра и поворотного вала рез материала в любой момент времени осуществляется лишь передней частью режущей кромки, т.е. только на входе в зону резания.