УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗРЕЗАНИЯ НА ЧАСТИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ УТИЛЬНЫХ ШИН

Предлагаемая полезная модель относится к оборудованию для переработки изношенных, поврежденных или забракованных при производстве шин, подлежащих утилизации, путем вырезания из них протекторной части, боковин и бортовых колец и может быть использовано при утилизации среднегабаритных, крупногабаритных и сверхкрупногабаритных шин от строительных, дорожных, сельскохозяйственных, подъемно-транспортных и рудничных машин, как с текстильным, так и с металлическим кордом.
Отработавшие свой ресурс резинотехнические изделия составляют значительную долю продуктов человеческой деятельности, загрязняющих окружающую среду. Наиболее остро стоит проблема утилизации изношенных автомобильных шин, особенно крупногабаритных, лишь небольшая часть которых подвергается вторичной переработке, в результате чего огромное их количество накапливается на свалках, в карьерах. В основе практически всех существующих в настоящее время технологических процессов переработки крупногабаритных утильных шин лежит их механическое разрезание с последующим измельчением и разделением металлического, текстильного и резинового компонентов.
В настоящее время во всем мире, в том числе и в России, практически во всех технологиях в качестве подготовительной операции при утилизации крупногабаритных шин, требуется производить предварительное нарезание шин на части, например, с использованием механических установок для разделки шин, с последующим измельчением нарезанных частей до фракции заданных размеров.
В качестве одного из механических устройств известен станок для вырезания беговой части из автопокрышек, описанный в патенте US №3701296, МПК В23В 5/14, опубл. 1972 г., и содержащий устройство для зажима и вращения автопокрышки и резательное устройство, выполненное в виде установленных на оси, перпендикулярной оси вращения покрышки, двух приводных дисковых ножей для продольного разрезания и приводного ножа для поперечного разрезания беговой части, установленного радиально относительно автопокрышки.
Недостатком известной конструкции станка является то, что отсутствует операция по вырезанию бортовых колец, поперечный разрез вырезанной беговой дорожки осуществляется с перестановкой и требует для этого затрат ручного труда, что снижает производительность и качество разделки, а также наличие ограничений по размеру нарезаемых шин, т.е. его технические возможности ограничены.
Известное устройство для вырезания беговой дорожки и бортовых колец из изношенных автопокрышек (см. патент DE №2629115, МПК В29Н 19/02, опубл. 1978 г.) содержит механизм вращения покрышки, дисковый нож для поперечной резки дорожки и дисковые ножи для продольного вырезания дорожки со средствами регулирования размеров реза, а также клиновые ножи для отрезания боковин от бортовых колец.
Однако и это устройство непригодно для резки крупногабаритных и сверхкрупногабаритных шин. Кроме того, для осуществления поперечной резки беговой дорожки в этом устройстве требуется перестановка вырезанной из автопокрышки дорожки на специальный брус, расположенный под дисковым ножом, что снижет его производительность.
Известно устройство для резания резины, в котором в качестве режущего элемента используют жидкостную струю под высоким давлением (пат. РФ 2114731, В29В 17/00, 1998; з. Франции 2650973. В26F 1/26, 1991). Устройство позволяет прорезать толстые формовые изделия на любую заданную глубину, однако требует применения дорогостоящего крупногабаритного технологического оборудования.
Известен станок для резания резины с помощью вращающихся на валах режущих лезвий, например в виде дисковых ножей (SU 941172, В26D 1/14, 1982; US 5024130, В26D 1/26, 1991). Станок применяют для разрезания листовых изделий небольшой толщины, и он не пригоден для резания толстых изделий на большую глубину, например, крупногабаритных шин.
Известен станок для резания, в котором режущая кромка ножа имеет возможность принудительного (с усилием) перемещения в резине перпендикулярно линии самой режущей кромки. В процессе резания относительно изделия производят поступательное движение ножа: подают нож на изделие (з. Франции 2731645, В26D 1/10 // В26D 1/04, 1996] или изделие на нож [з. Японии (В4) 05073557, В26D 1/02 // В26D 3/00, 1993). Станок пригоден для резания изделий с небольшой толщиной.
7
Известны устройства для резания резины, предусматривающие ударное воздействие на материал ножом (Смурыгин А.С. Памятка закройщику заготовок и деталей в производстве РТИ - М.: Химия, 1984, с.20; патент RU 2212331, МПК B26D 1/06, B26D 5/08, опуб. 2003). При помощи одного удара ножом по резиновому изделию получают сквозной разрез изделия. Режущую кромку ножа при этом перемещают перпендикулярно линии самой режущей кромки. Таким образом производят вырубку резиновых формовых изделий штанцевыми ножами на вырубных прессах из листовых заготовок.
Недостатком этого станка является его непригодность для резания толстых резиновых изделий, в т.ч. среднегабаритных, крупногабаритных и сверхкрупногабаритных шин от строительных, дорожных, сельскохозяйственных, подъемно-транспортных и рудничных машин, как с текстильным, так и с металлическим кордом, и получения в шинах резов нужной глубины.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели и достигаемому положительному эффекту, т.е. прототипом, является установка для разрезания на части крупногабаритных утильных шин американской фирмы Eagle International, приведенная в Интернете на одноименном сайте. Установка содержит несущую раму, на которой смонтированы захваты, обхватывающие перерабатываемое изделие по наружному диаметру, установленную с возможностью поворота из горизонтального положения в вертикальное. Предназначенная для разрезания крупногабаритная шина свободно подвешивается на горизонтальной оси, имеющей возможность поворота от привода и перемещения в вертикальной плоскости, а также имеющая ребра зацепления для придания шине вращения. Установка имеет также режущее устройство, выполненное в виде приводного ножа, установленного с возможностью удара при его возвратно-поступательном перемещении, для вырезания бортового кольца по окружности, снабженного механизмом его подачи в горизонтальной плоскости.
8
Недостатком известной установки является то, что предварительная разделка шины осуществляется в три этапа с ее переустановкой на каждом этапе. Сначала на вышеописанной установке осуществляют отрезание бортового кольца, после чего оставшуюся протекторную часть шины переносят на другую установку, защищенную патентом US 7975579, МПК В29В 17/04, опуб. 2011 г., которая, объезжая покрышку по наружной поверхности, разрезает ее по окружности на две части приводным ножом, установленным с возможностью удара при его возвратно-поступательном перемещении к разрезаемой поверхности. После переустановки на третьем этапе производится резка половинок покрышки на чипсы. Переустановка шины на различные установки, требующие переналадку, приводит к затратам излишнего времени и ручного труда, что снижает производительность разделки. Вертикальное подвешивание шины при отрезании бортового кольца снижает качество реза, не позволяет расширить диапазон типоразмеров утилизируемых покрышек. Все это сужает технические возможности установки в целом и снижает производительность разделки шин на составные части.
Настоящая полезная модель направлена на исключение вышеперечисленных недостатков, а именно на расширение технических возможностей установки путем обеспечения возможности вырезания бортового кольца и боковин крупногабаритных утильных шин без их переустановки на другие станки и расширения диапазона типоразмеров утилизируемых покрышек, что позволит также значительно повысить производительность технологических операций.
Для решения поставленной задачи в установке для разрезания на части крупногабаритных утильных шин, содержащей размещенный на несущей раме и связанный с приводом вращения механизм установки шины, а также режущее устройство, выполненное в виде приводного ножа, установленного с возможностью удара при его возвратно-поступательном перемещении, для вырезания бортового кольца по окружности, снабженного механизмом его подачи, согласно заявляемой полезной модели на несущей раме размещены три опорные станины, каждая из которых выполнена в виде направляющих, на которых установлены с возможностью перемещения по ним и фиксации в требуемом положении несущие столики с закрепленным на них механизмом вращения и центрирования шины, выполненным в виде двух роликов, оси которых расположены под углом друг к другу, горизонтальной и вертикальной плоскостям.
Другими отличиями заявляемой установки является то, что горизонтальный ролик, являющийся ложементом, выполнен приводным и снабжен ребрами зацепления, направленными по спирали, а режущее устройство выполнено в виде закрепленной на стойке режущей головки с режущим инструментом в виде ножа-долота, снабжено регулируемым упором и опорным столиком реза, выполненным в виде упорной пластины, причем режущая головка и опорный столик имеют возможность как горизонтального, так и вертикального перемещений от своих приводов.
Следующие отличия предлагаемой полезной модели от прототипа заключаются в том, что в одном варианте две крайние опорные станины закреплены на несущей раме стационарно под углом друг другу, а смонтированная между ними третья опорная станина является либо телескопической, либо съемно-прикрепляемой; в другом варианте - две крайние опорные станины выполнены подвижными и имеют возможность принудительного поворота вокруг своей оси в горизонтальной плоскости, а средняя опорная станина смонтирована стационарно.
Дополнительные отличия заявляемой конструкции заключаются в том, что режущее устройство, закрепленное на стойке, может быть установлено либо в центральной части установки, между опорными столиками, либо с наружной стороны опорных столиков, а режущий инструмент в виде ножа - долота выполнен сменным.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая полезная модель отличается наличием новых механизмов, узлов, их взаимным расположением, связями между собой и формой выполнения этих механизмов.
Проведенный патентный поиск показал, что в настоящее время неизвестна установка для разрезания на части крупногабаритных утильных шин, обладающая такой же совокупностью существенных признаков, что и предлагаемая. Таким образом, заявляемая конструкция соответствует критерию полезной модели "новизна".
Размещение на несущей раме установки для разрезания на части крупногабаритных утильных шин трех опорных станин, каждая из которых выполнена в виде направляющих, на которых установлены с возможностью перемещения по ним и фиксации в требуемом положении несущие столики с закрепленным на них механизмом вращения и центрирования шины, выполненным в виде двух роликов, оси которых расположены под углом друг к другу, горизонтальной и вертикальной плоскостям; выполнение горизонтального ролика, являющегося ложементом, приводным и снабжение его ребрами зацепления, направленными по спирали; выполнение режущего устройства в виде закрепленной на стойке режущей головки с режущим инструментом в форме ножа-долота, снабжение его регулируемым упором и опорным столиком реза, выполненным в виде упорной пластины, установка режущей головки и опорного столика реза с возможностью как горизонтального, так и вертикального перемещений от своих приводов позволят обеспечить полный комплекс операций, необходимых при подготовке к утилизации шин, а именно: разделку шин на составные части без переустановки на другие станки, а также позволит расширить типоразмеры утильных шин - среднегабаритных, крупногабаритных и сверхкрупногабаритных шин от строительных, дорожных, сельскохозяйственных, подъемно-транспортных и рудничных машин, как с текстильным, так и с металлическим кордом. Закрепление двух крайних опорных станин на несущей раме стационарно под углом друг другу и выполнение смонтированной между ними третьей опорной станины либо телескопической, либо съемно-прикрепляемой в качестве одного из вариантов исполнения или выполнение двух крайних опорных станин подвижными с возможностью принудительного поворота вокруг своей оси в горизонтальной плоскости, а средней опорной станины стационарной в другом варианте конструктивного исполнения делают заявляемую установку мобильной и позволят перевозить ее в кузове автомобиля, в результате чего она может быть развернута на любой местности как на твердом покрытии (асфальт, бетон), так и на утрамбованных грунтовых площадках. Установка режущего устройства в центральной части установки, между опорными стойками или с их наружной стороны, выполнение режущего инструмента сменным, расширяют варианты конструктивного исполнения заявляемого станка, а значит и его возможности. Кроме того, установка режущего инструмента с наружной стороны опорных стоек позволит не заводить его во внутрь утилизируемой шины, в результате чего упростится эвакуация отрезанных частей шины, упростятся условия техники безопасности. Таким образом, все вместе взятые отличия позволят расширить технологические возможности установки для разрезания на части крупногабаритных утильных шин и значительно повысить ее производительность.
Вышеизложенное доказывает, что совокупность отличительных от прототипа признаков обеспечивает возможность использования заявляемого технического решения для разделки на части изношенных, поврежденных или забракованных при изготовлении крупногабаритных шин в качестве первичной операции при их утилизации, т.е. оно соответствует критерию полезной модели "промышленная применимость".
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где на:
- фиг.1 изображен схематично общий вид установки для разрезания на части крупногабаритных утильных шин (пример 1);
- фиг.2 - режущее устройство установки;
- фиг.3 - несущая рама с опорными станинами по примеру 2.
Конструктивное исполнение заявляемой полезной модели рассмотрим на конкретных примерах, которые, однако, не ограничивают всех ее вариантов.
Пример 1.
Предлагаемая установка для разрезания на части крупногабаритных утильных шин содержит несущую раму 1, на которой размещены три опорные станины 2, 3, 4, каждая из которых выполнена в виде направляющих. Две крайние опорные станины 2 и 4 закреплены на несущей раме 1 стационарно под углом друг другу, а смонтированная между ними третья опорная станина 3 выполнена выдвижной и является либо телескопической, либо съемно-прикрепляемой. На опорных станинах 2-4 установлены с возможностью перемещения по ним и фиксации в требуемом положении несущие столики 5 с закрепленным на них механизмом вращения и центрирования шины. Механизм вращения и центрирования шины выполнен в виде двух роликов 6 и 7, оси которых расположены под углом друг к другу, к горизонтальной и вертикальной плоскостям с образованием «кресла». Горизонтальный ролик 6, являющийся ложементом, связан с приводом 8 вращения, снабжен ребрами зацепления, направленными по спирали и обеспечивающими вращение шины, а расположенный к нему под углом ролик 7 обеспечивает ее самоцентрирование.
Установка содержит также режущее устройство, выполненное в виде закрепленной на стойке 9 режущей головки 10 с режущим инструментом в виде ножа-долота 11 и снабженное регулируемым упором 12 и опорным столиком реза 13. Приводной нож-долото 11 снабжен приводами 14 и 15 соответственно горизонтального и вертикального перемещений и имеет возможность удара при его возвратно-поступательном перемещении, для вырезания бортового кольца по окружности. Опорный столик 13 выполнен в виде пластины 16, и имеет возможность как горизонтального, так и вертикального перемещений от приводов 14 и 15. Режущее устройство установлено в центральной части установки, между несущими столиками 5.
Нож-долото 11 выполнен сменным. На несущей раме 1 смонтированы гидростанция 17 с рукавами высокого давления и гидроцилиндром, а также пульт 18 управления.
Заявляемая установка для разрезания на части крупногабаритных утильных шин работает следующим образом.
Установка может применяться как на предприятии по переработке шин, так и в полевых условиях, по возможности при обеспечении защиты от осадков. Установку размещают на спланированной горизонтальной площадке, выставляя после сборки по горизонту несущую раму 1 и поперечную балку 19 с растяжками. Телескопическую опорную станину 3 выдвигают, при этом опорные станины 2 -4 располагаются под углом 120 друг к другу, а размещенные на них несущие столики 5 с закрепленным механизмом вращения и центрирования образуют посадочное место для шины. Режущую головку 10 со стойкой 9 предварительно устанавливают в центре поперечной балки 19, при этом рым-гайки, фиксирующие стойку, и винты, стопорящие горизонтальное перемещение режущей головки, должны быть ослаблены. На штатное место устанавливают и закрепляют гидростанцию 17, навешивают гидроцилиндр с ножом 11.
После выбора утилизируемой шины 20 замеряется ее наружный диаметр, после чего выставляются на одинаковое расстояние от центра роликовые опоры 6 и 7. Опоры должны быть выставлены таким образом, чтобы шина 20 после укладки не имела видимых зазоров с направляющими роликами и одновременно не упиралась в них, создавая помеху последующему ее вращению.
При использовании шин с малым внутренним диаметром, не позволяющим опустить ее через стойку 9 режущей головки 10, необходимо перевести гидроцилиндр в вертикальное положение, позволяющее опустить шину и уложить ее на опорные ролики 6 и 7. После опускания шины вернуть гидроцилиндр в первоначальное положение. Для подготовки перемещения режущей головки 10 к месту реза необходимо переместить в верхнее положение и застопорить в этом положении регулируемый упор 12. При невозможности подвести режущую головку к месту реза из-за малого размера зазора между лезвием ножа 11 и опорным столом 13, необходимо приподнять гидроцилиндр с ножом в сторону протектора, подвести опорный стол реза 13 к месту реза с нижней стороны шины до касания о внутреннюю поверхность шины, после чего установить на место и закрепить гидроцилиндр с ножом.
После установки режущей головки 10 и стола 13 на место опускается до упора в шину регулируемый упор 12 и закрепляется через смежное отверстие крепежным элементом. Кнопкой «Нож вниз» и «Нож вверх» воздействуют на борт шины в выбранной точке до его пробивания насквозь. После сквозного пробивания шины кнопкой «Цикл вкл.» включают автоматическую работу установки и регулятором скорости вращения шины «Вращение» добиваются полного (без пропусков) разрезания боковины. Нож-долото при этом должен входить в полученное отверстие не более чем на 2/3 своей ширины, при этом горит индикатор «Цикл».
После окончания вырезания бортового кольца, нажатием кнопки «Цикл откл.» останавливается работа установки, с помощью кнопки «Нож вверх» последний поднимается, режущую головку 10 перемещают к протекторной части на расстояние, обеспечивающее попадание ножа непосредственно в боковину, подводят стол реза 13 до упора во внутреннюю поверхность. После сквозного пробивания включается «Цикл» (порядок пробивания и включения цикла см. выше). После завершения вырезания боковины выключается кнопка «Цикл», стойка 9 с режущей головкой 10 перемещаются в центр установки. Вырезанное кольцо с помощью подъемного механизма (на чертеже не показан) удаляется, затем снимают со станка шину и, перевернув ее неразрезанной стороной вверх (на 180), повторяют процесс разрезания в описанной выше последовательности. По окончании процесса разрезания осуществляется последняя операция - снятие с установки с помощью подъемного механизма протекторной ленты шины, после чего установка вновь готова к работе со следующей шиной.
Пример 2
Установка для разрезания на части крупногабаритных утильных шин содержит несущую раму 1, на которой размещены три опорные станины 21, 22 и 23, каждая из которых выполнена в виде направляющих. Две крайние опорные станины 21 и 23 выполнены подвижными и имеют возможность принудительного поворота вокруг своей оси 24 в горизонтальной плоскости, а размещенная между ними третья опорная станина 22 смонтирована стационарно. В остальном конструкция установки (позиции с 5 по 18) выполнена аналогично примеру 1.
Работу на установке, рассматриваемой в примере 2, осуществляют следующим образом. Установку размещают на спланированной горизонтальной площадке, выставляя после сборки по горизонту несущую раму 1. Опорные станины 21 и 23 принудительно разворачивают вокруг оси 24, в результате чего они занимают положение под углом 120 друг к другу и стационарно закрепленной станине 22, при этом размещенные на них несущие столики 5 с закрепленным механизмом вращения и центрирования образуют посадочное место для шины 20. Режущую головку 10 закрепленная на стойке 9 между несущими столиками подводится к месту разрезания шины. Далее процесс разрезания крупногабаритной шины повторяют в описанной в примере 1 последовательности.
В других вариантах конструктивного исполнения заявляемой установки режущее устройство может быть установлено на стойке с наружной стороны несущих столиков. Разрезание производится в описанной в примерах 1 или 2 последовательности.
Заявляемая конструкция позволяет расширить возможности установки для разрезания на части среднегабаритных, крупногабаритных и сверхкрупногабаритных шин за счет расширения перечня типоразмеров утилизируемых шин и осуществления технологических операций, необходимых для разделки утилизируемых шин на части на одной установке. Установка мобильная, разворачивается в полевых условиях.