СТАНОК ДЛЯ РАЗДЕЛКИ УТИЛИЗИРУЕМЫХ ШИН

Полезная модель относится к оборудованию для переработки изношенных, поврежденных или забракованных при производстве автомобильных покрышек путем вырезания из них протекторной части, боковин и бортовых колец и может быть использована в технологических линиях по утилизации не подлежащих восстановлению изношенных автопокрышек и других аналогичных изделий.
Отработавшие свой ресурс резинотехнические изделия составляют значительную долю продуктов человеческой деятельности, загрязняющих окружающую среду. Наиболее остро стоит проблема утилизации изношенных автопокрышек, особенно крупногабаритных, лишь небольшая часть которых подвергается вторичной переработке, в результате чего огромное их количество накапливается на свалках.
В настоящее время во всем мире, в том числе и в России, разработкой различных технологий и комплексного технологического оборудования для утилизации автомобильных шин занимается множество фирм, причем практически во всех технологиях в качестве подготовительной операции требуется производить предварительное измельчение утилизируемых шин. Существует два вида предварительного измельчения утилизируемых шин: под прессом с предварительным охлаждением до -90 - -120°С жидким азотом или без предварительного охлаждения, и с использованием механических установок для разделки шин на несколько частей с последующим измельчением на гильотинах до требуемого размера фрагментов шины.
В качестве одного из механических устройств известен станок для вырезки беговой части из автопокрышек, описанный в патенте US №3701296, МПК. В 23 В 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 вырезка бортовых колец, а поперечный разрез вырезанной беговой дорожки осуществляется
с перестановкой и требует для этого затрат ручного труда, что снижает производительность и качество разделки.
Известное устройство для вырезки беговой дорожки и бортовых колец из изношенных автопокрышек (см. патент DE №2629115, МПК. В 29 Н 19/02, опубл. 1978 г.) содержит корпус с фиксирующими покрышку элементами и механизм ее вращения, дисковый нож для поперечной резки дорожки и дисковые ножи для продольной вырезки дорожки со средствами регулирования размеров реза, а также клиновые ножи для отрезки боковин от бортовых колец.
Известное устройство частично решает проблемы станка по патенту US №3701296, однако и в этом устройстве для осуществления поперечной резки беговой дорожки требуется перестановка вырезанной из автопокрышки дорожки на специальный брус, расположенный под дисковым ножом, что снижет его производительность.
Известно также устройство для вырезки беговой дорожки и бортовых колец из изношенных автопокрышек, описанное в патенте РФ №2044649, МПК В 29 В 17/00, 1992 г. Устройство содержит корпус с фиксирующими покрышку элементами и механизм ее вращения, установленную на корпусе с возможностью фиксации и перемещения ее в радиальном или близком к нему направлении относительно покрышки платформу для установки на ней дискового ножа для поперечной резки и дисковых ножей для продольной вырезки дорожки с возможностью раздельного выполнения ими рабочих ходов врезания и резания Устройство содержит также клиновые ножи для отрезки боковин от бортовых колец.
Однако и это устройство не обеспечивает всего комплекса операций, необходимых при разделке шин, что снижает его производительность.
Известно устройство для разделки и упаковки шин по патенту РФ №2211145, МПК В 29 В 17/00, В 29 К 21:00, 2001 г., содержащее узлы для зажима и вращения автопокрышки и резательное устройство, выполненное в виде вращающегося стола, на котором секторно расположены устройства для резки шин с возможностью резания шин в направлении, перпендикулярном плоскости вращения шин, устройства для сбора стружки и очистки воздуха, устройства для мойки и дезинфекции шин, устройства для прессования и упаковки протекторной части шин.
Недостатком этого устройства является то, что утилизируемая шина разрезается на три части - протекторную часть и две боковины с бортовыми кольцами. Учитывая, что в протекторной части, боковинах и бортовых кольцах резины по химическому составу отличаются друг от друга, данным устройством невозможно осуществлять
сортировку шины по ее качественному составу. Разделка шины на составные части с посадочными диаметрами, например, от R13 до R22,5 (цифры после буквы R указывают посадочный диаметр шины в дюймах), производится на двух различных установках - одна, например, для посадочных диаметров от R13 до R18, другая - от R18 до R22.5. При этом в каждом из вышеуказанных диапазонов каждая установка для разделки требует переналадки, если последующий посадочный диаметр шины, поступивший на разделку, отличается от предыдущего. Кроме того, известное устройство не обеспечивает полного комплекса операций по разделке шин при их утилизации без переустановки шины: не позволяет производить распускание протекторной части на протекторную ленту на этой же установке, подъем шины на узел ее удержания и зажима механизированным путем, осуществлять пакетирование не только протекторной части, но и вырезанных боковин и бортовых колец.
7
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели, т.е. прототипом, является станок для вырезки беговой части из автопокрышек, описанная в патенте RU №2051034, МПК В 29 В 17/00, 1992 г. Согласно описанию изобретения станок снабжен основанием, на котором размещены устройство для зажима шины ее бортовыми кольцами относительно оси вращения шины, прижимное фиксирующее устройство и механизм вращения автопокрышки. Станок содержит также резательное устройство, выполненное в виде двух приводных дисковых ножей для продольного разрезания шины, приводного дискового ножа для поперечного разрезания беговой части, установленного радиально относительно покрышки, и двух клиновых ножей для вырезки из автопокрышки бортового кольца.
Известным станком утилизируемая шина разрезается на пять частей - протекторную часть, две боковины и два бортовых кольца, отличающиеся друг от друга по химическому составу резины, что позволяет осуществлять сортировку шины по ее качественному составу. Однако разделку на указанном станке шин на составные части с большим диапазоном посадочных диаметров, например, от R13 до R22,5 необходимо производить на двух различных установках - одна, например, для посадочных диаметров от R13 до R18, другая - от R18 до R22.5. При этом в каждом из вышеуказанных диапазонов каждая установка для разделки требует переналадки, если последующих посадочный диаметр шины, поступивший на разделку, отличается от предыдущего. Кроме того, известное устройство не обеспечивает полного комплекса операций по разделке шин при их утилизации без переустановки шины: не позволяет производить распускание протекторной части на протекторную ленту на этой же
установке, подъем шины на узел ее удержания и зажима механизированным путем, осуществлять пакетирование не только протекторной части, но и вырезанных боковин и бортовых колец. Все это сужает технологические возможности станка в целом и снижает производительность разделки шин на составные части.
Настоящая полезная модель направлена на исключение вышеперечисленных недостатков, а именно на расширение технологических возможностей станка путем осуществления полного комплекса необходимых для разделки утилизируемой автошины на части операций и расширения диапазона типоразмеров утилизируемых покрышек без их переустановки на другие станки, что позволит также значительно повысить производительность обработки.
Для решения поставленной задачи станок для разделки утилизируемых шин на протекторную часть, боковины и бортовое кольцо, содержащий планшайбу с механизмом ее вращения, предназначенную для размещения на ней шины, механизм фиксации и зажима шины ее бортовыми кольцами относительно оси вращения планшайбы, а также резательное устройство, выполненное в виде приводных ножей для продольного вырезания протекторной части и приводных ножей для вырезания бортового кольца, снабженных механизмами их подачи, согласно заявляемой полезной модели дополнительно содержит механизм подачи шины к механизму ее фиксации и зажима, механизм распускания вырезанной протекторной части на ленту с устройством для ее подачи, узел очистки шины с установленными в зоне очистки узлами удаления пыли и сбора мусора, а также устройства для пакетирования протекторных лент, боковин и бортовых колец.
Другими отличиями заявляемого станка является то, что механизм подачи шины к месту ее фиксации и зажима имеет возможность перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях и снабжен регулируемыми ограничителями его перемещения и рисками с обозначением наружных диаметров шин.
Дополнительные отличия предлагаемой полезной модели от прототипа заключаются в том, что устройство для подачи вырезанной протекторной части к механизму ее распускания на ленту снабжено ползуном, установленным с возможностью радиального перемещения в направлении от центра планшайбы, ограничиваемого регулируемыми упорами, а устройства для пакетирования протекторных лент, боковин и бортовых колец выполнены в виде установленных на столе стоек, имеющих возможность радиального перемещения и фиксации в заданном положении в соответствии с рисками, нанесенными на столе.
Следующие отличия заявляемой конструкции заключаются в том, что механизм фиксации и зажима шины выполнен в виде вращающихся совместно с планшайбой пневмоцилиндров или в виде неподвижных относительно планшайбы пневмоцилиндров, зажимающих шины через тяги и подшипниковые опоры, а механизм подачи шины к месту ее фиксации и зажима выполнен в виде подъемного стола или в виде манипулятора-захвата.
Кроме того, ножи для вырезания протекторной части и бортового кольца шины выполнены съемными, а верхняя часть стоек устройств для пакетирования изогнута в сторону центра стола с образованием конической поверхности. 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 неизвестен станок для разделки утилизируемых шин на протекторную часть, боковины и бортовое кольцо, обладающий такой же совокупностью существенных признаков, что и предлагаемый. Таким образом, заявляемая конструкция соответствует критерию полезной модели "новизна".
Снабжение станка для разделки изношенных шин механизмом подачи шины к механизму ее фиксации и зажима, механизмом распускания вырезанной протекторной части на ленту с устройством для ее подачи, узлом очистки шины с установленными в зоне очистки узлами удаления пыли и сбора мусора, а также устройствами для пакетирования протекторных лент, боковин и бортовых колец позволит обеспечить полный комплекс операций, необходимых при подготовке к утилизации шин, а именно: разделку шин на составные части с раздельным пакетированием этих частей, без переустановки на другие станки. Снабжение механизма подачи шины к месту ее фиксации и зажима регулируемыми ограничителями его перемещения и рисками с обозначением наружных диаметров шин, устройства для подачи вырезанной протекторной части к механизму ее распускания на ленту ползуном, установленным с возможностью радиального перемещения относительно планшайбы, ограничиваемого регулируемыми упорами, а устройств для пакетирования протекторных лент, боковин и бортовых колец возможностью радиального перемещения и фиксации в заданном положении в соответствии с рисками, нанесенными на столе, позволят настраивать станок на требуемый размер посадочного диаметра шины, что позволит разделывать шины различных типоразмеров, независимо от диаметра, без их
переустановки в процессе разделки на другой станок. Все это вместе взятое позволяет расширить технологические возможности станка для разделки утилизируемых шин на составные части и значительно повысить его производительность. Выполнение механизма фиксации и зажима шины в виде вращающихся совместно с планшайбой пневмоцилиндров. или в виде неподвижных относительно планшайбы пневмоцилиндров, зажимающих шины через тяги и подшипниковые опоры, позволят производить привод шины во вращательное движение за бортовое кольцо, в результате чего шина разрезается на пять частей - протекторная часть, две боковины и два бортовых кольца, которые отличаются друг от друга по химическому составу резины, что делает возможным сортировку фрагментов шины по ее качественному составу. Выполнение механизма подачи шины к месту ее фиксации и зажима в виде подъемного стола или манипулятора-захвата, ножей для вырезания протекторной части и бортового кольца шины съемными, а верхней части стоек устройств для пакетирования изогнутыми в сторону центра стола с образованием конической поверхности расширяют варианты конструктивного исполнения заявляемого станка, а значит и его возможности.
Вышеизложенное доказывает, что совокупность отличительных от прототипа признаков обеспечивает возможность использования заявляемого технического решения для разделки на части изношенных, поврежденных или забракованных при изготовлении автомобильных покрышек в качестве предварительной 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 станка для разделки шин;
- фиг.2 - то же, вид сбоку;
- фиг.3 - устройство для пакетирования.
Конструктивное исполнение заявляемой полезной модели рассмотрим на конкретном примере.
Заявляемый станок содержит механизм 1 фиксации и зажима шины, снабженный планшайбой 2, предназначенной для размещения на ней утилизируемой шины и приводимой во вращение механизмом 3 вращения, выполненным, например, в виде зубчатой передачи, и пневмоцилиндром 4, вращающимся совместно с планшайбой 2. Механизм 1 предназначен для фиксации шины ее бортовыми кольцами на оси вращения шины и зажима ее бортовых колец в двух плоскостях, перпендикулярных
этой оси. Подача шины к месту ее фиксации и зажима осуществляется посредством механизма 5 подачи шины, снабженного подвижным в вертикальной и горизонтальной плоскостях столом 6 и регулируемыми упорами, ограничивающими высоту подъема стола 6 в зависимости от типоразмера автопокрышки.
Станок содержит также резательное устройство, выполненное в виде съемных приводных ножей 7 для продольного вырезания протекторной части шины с механизмом 8 их подачи к покрышке и съемных приводных ножей 9 для вырезания бортового кольца с механизмом 10 их подачи. Механизм 10 подачи ножей 9 снабжен средствами регулирования места вырезания бортовых колец в зависимости от типоразмера разделываемых автопокрышек. Для распускания вырезанной протекторной части на ленту в заявляемой конструкции станка предусмотрен механизм 11, снабженный устройством 12 для ее подачи от места разделки шины - планшайбы 2 - к месту распускания протекторной части. Разрезка протекторной части на ленту осуществляется посредством сменной дисковой фрезы. Устройство 12 подачи имеет ползун 13, установленный с возможностью радиального перемещения в направлении от центра планшайбы 2, ограничиваемого регулируемыми упорами.
Рядом со станком для разделки шин установлен узел 14 сухой очистки шин, который может быть выполнен, например, в виде кардщетки, установленной с возможностью вращения и перемещения в направлении к планшайбе 2. В зоне очистки размещен узел 15 для удаления пыли из-под вращающейся кардщетки, а для сбора мусора, грязи и воды, которые могут находиться внутри утилизируемой шины, предусмотрен поддон 16.
Станок снабжен устройствами 17 для пакетирования протекторных лент, боковин и бортовых колец, установленными вблизи зон их вырезания. Их конструктивное исполнение аналогично, независимо для пакетирования какой части шины они предназначены. Отличаются устройства 17 для различных частей шины только занимаемыми габаритами. Устройства 17 представляют собой стойки 18, установленные на стол 19 с возможностью радиального перемещения и фиксации в заданном положении для настройки на нужный размер вырезанных частей шины. В верхней части стойки 18 изогнуты в сторону центра стола 19 с образованием мнимой конической поверхности для гарантированной посадки частей шины на устройство 17 для пакетирования.
Станок для разделки изношенных шин работает следующим образом.
Перед началом разделки одноразмерных шин механизм 5 подачи шины к месту ее фиксации и зажима настраивают, устанавливая регулируемыми упорами необходимую высоту подъема стола 6 в зависимости от нужного размера шины. Регулируемыми упорами устройства 12 для подачи вырезанной протекторной части к механизму 11 ее распускания настраивают последний на заданную толщину протекторной ленты. Перемещением стоек 18 на столе 19 устройств 17 для пакетирования протекторных лент, боковин и бортовых колец с их фиксацией в заданном положении настраивают стойки 18 на нужный диаметр принимаемых ими частей утилизируемой шины.
Подлежащая разделке шина 20 закатывается на подъемный стол 6 механизма 5, с помощью которого она поднимается к месту разделки - планшайбе 2, где она располагается в диаметральной плоскости планшайбы, концентрично относительно ее оси вращения. Пневмоцилиндрами 4 механизма 1 производится фиксация шины 20 ее бортовым кольцом на оси вращения шины и зажим бортового кольца в двух плоскостях, перпендикулярных этой оси.
Далее при необходимости производится сухая очистка наружных поверхностей шины от песка, грязи и посторонних предметов узлом 14 очистки - кардщеткой. Для очистки включается привод вращения кардщетки и осуществляется перемещение ее в нужные зоны вручную. Сбор и удаление пыли из-под вращающейся кардщетки в зоне очистки производится узлом 15. Удаление продуктов очистки осуществляется периодически, по мере их накопления. Сбор мусора, грязи и воды, которые могут находиться внутри утилизируемой шины 20, происходит в поддоне 16, установленном под планшайбой 2.
Планшайба 2 с зажатой на ней шиной приводится во вращение с заданной скоростью механизмом 3, выполненным в виде зубчатой передачи, вместе с планшайбой 2 вращаются зажимающие шину пневмоцилиндры 4. Блок ножей 7 для продольного вырезания протекторной части подводят к шине 20. Ножи 7, перемещаясь одновременно к диаметральной плоскости планшайбы 2, вырезают протекторную часть шины. После этого приводы вращения шины и подачи ножей 7 выключаются, при этом блок ножей 7 отходит от планшайбы, увлекая за собой вырезанную протекторную часть, которая, соскальзывая, попадает в устройство 12 подачи в механизм 11 распускания ее на ленту. Последующая разрезка на ленту протекторной части производится посредством дисковой фрезы. Конец ленты крепится к захвату (на чертеже не
показан) устройства 17 для пакетирования протекторных лент и с помощью электропривода этого устройства втаскивается в пакет.
Далее вновь включается вращение планшайбы 2 с покрышкой 20 для отрезания бортовых колец от боковин, для чего приводные ножи 9 подаются к шине механизмом 10 их подачи. После завершения этой операции ножи 9 отводятся, а вращение планшайбы прекращается. Разделенные части шины - боковины и бортовые кольца - снимаются и надеваются на стойки 18 устройств 17 для пакетирования соответственно боковин и бортовых колец, где они укладываются на стол 19, образуя пакет.
Затем пакеты сжимаются, стягиваются упаковочной лентой в спрессованном состоянии, и после освобождения от усилия сдавливания подаются на транспортировку.
После снятия отрезанных бортовых колец и боковин станок вновь готов к работе.
В другом варианте конструктивного исполнения заявляемого станка механизм фиксации и зажима шины может быть выполнен в виде неподвижных относительно планшайбы 2 пневмоцилиндров, зажимающих шины через тяги и подшипниковые опоры (см., например, Политехнический словарь, изд. «Советская энциклопедия», М., 1980, с.433), а механизм подачи шины к месту ее фиксации и зажима - в виде манипулятора-захвата (см. Политехнический словарь, изд. «Советская энциклопедия», М., 1980, с.272-273).
Заявляемая конструкция позволяет расширить возможности станка для предварительной подготовки изношенных шин к утилизации, в частности станка для разделки шины на части: протекторную ленту, боковины и бортовые кольца - за счет переработки широкой номенклатуры автопокрышек, независимо от их наружного диаметра и осуществления полного комплекса, необходимых для разделки утилизируемой автошины на части операций за одну установку. Станок имеет высокую производительность.