УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ПОКРЫШЕК ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ШИН Российский патент 2006 года по МПК B29B17/04 B29K21/00 

Изобретение относится к области измельчения утильных резинотехнических изделий, осуществляемого устройствами механического типа, и может применяться для измельчения изношенных покрышек пневматических шин.

Известно устройство для измельчения резиновых изделий (а.с. СССР №689847, 1979 г.), включающее измельчитель, выполненный в виде шлифовальных кругов, установленных в камеру, узел удержания обрабатываемого материала, выполненный в виде смонтированных на подвижной платформе приводных барабанов, на которые закрепляются изношенные покрышки. Подвижная платформа перемещает покрышку в зону измельчения до тех пор, пока вращающийся шлифовальный круг не врежется в нее до бортового кольца, после чего включается привод барабана, обеспечивающий поворот покрышки на 360°, покрышка измельчается шлифовальным кругом до бортового кольца. В зону измельчения подается охлаждающая жидкость, отводящая тепло, выделяющееся при измельчении.

Недостатками данного устройства являются необходимость дополнительного оборудования для сушки порошка, дополнительные энергетические затраты на сушку порошка, низкое качество порошка.

Дополнительные энергетические затраты связаны с использованием охлаждающей жидкости, после чего порошок должен быть отделен от жидкости и высушен. Для сушки резинового порошка должна использоваться сушильная камера непрерывного действия, после которой должен быть установлен разрыхлитель порошка, так как порошок в процессе сушки слипается. Все это усложняет производство порошка и снижает производительность. Так как сушка порошка не может вестись при температурах выше 100°...120°С из-за его слипания и при этих температурах скорость парообразования низка, поэтому нужны сушильные камеры с большими поверхностями сушки.

Низкое качество порошка получается из-за высокой степени измельчения покрышек с текстильным и металлическим кордом от 1 мкм до 200 мкм. В результате такого измельчения продукт невозможно полностью очистить от металлических и текстильных включений, т.к. текстильные и металлические включения размерами от 1 до 50 мкм имеют скорости витания, соизмеримые со скоростями витания резины. Кроме того, мельчайшие частицы резины под действием электростатических сил коагулируют, образуя комочки, в которые попадают текстильные и металлические частицы, и выделить их из комочков практически невозможно. Рекомендуемый размер текстильного корда для эффективного отделения лежит в пределах от 2 до 5 мм (Обзорная информация, "Оборудование для переработки пластмасс и резины", Е.Н.Соловьев, Н.А.Кузнецова, О.В.Тигина, "Оборудование для переработки отходов резиновой промышленности, ЦНИТИХИМНЕФТЕМАШ, 1987 г., стр.26). Кроме того, в результате износа шлифовальных кругов в порошок попадает абразивная пыль, которую полностью также невозможно отделить.

Все это ухудшает качество получаемого продукта и не позволяет получить продукцию, соответствующую стандарту.

Наиболее близкой по техническому решению, принятой за прототип является машина для измельчения покрышек (а.с. СССР №1177161, 1985 г.), содержащая смонтированный на основании механизм подачи покрышки в зону измельчения, выполненный в виде кругового рольганга, образующего незамкнутое кольцо с крайними приводными и прижимными роликами конической формы, обращенными к измельчителю, выполненному в виде приводного вала с закрепленными на нем роторами и размещенных на периферии каждого ротора перпендикулярно оси вала дисковых ножей, при этом дисковые ножи одного ротора установлены с возможностью взаимодействия с соответствующим дисковым ножом другого ротора.

При работе дисковые ножи захватывают покрышку и врезаются в нее, осуществляя процесс послойной резки покрышки, вращающейся на рольганге и сжатой приводными роликами. В зависимости от величины отрезаемых кусков резины покрышку вращают на рольганге, пока не срежут всю резину, при этом количество оборотов покрышки зависит от крупности отрезаемых кусков.

Недостатком данной машины является низкая производительность машины, связанная с тем, что режущие элементы взаимодействуют с покрышкой попеременно, вырезая куски резины по периметру покрышки, которую вращают до тех пор, пока не срежут всю резину до бортового кольца, т.е. покрышка должна сделать несколько оборотов. Таким образом, невозможно обработать покрышку за один оборот, что увеличивает время обработки, а продукт получается в виде крупных кусков резины, что при дальнейшей переработке требует дополнительного оборудования при измельчении кусков в крошку.

Другим недостатком машины является ненадежность работы машины при измельчении покрышек, армированных проволокой. В зоне измельчения покрышки не создано объемно-напряженное состояние, поэтому при резании она произвольно деформируется, что приводит к «затиранию» ножей резиной, а также попаданию проволочек металлического корда между ножами и заклиниванию ножей.

По мере обработки покрышки ее жесткость в радиальном направлении становится меньше и она начинает деформироваться от усилия центрующих роликов и ударов измельчающих дисков, что не позволяет обработать покрышку до бортового кольца. В результате на бортовом кольце остается много не отрезанной резины, что снижает эффективность обработки покрышки. С другой стороны, потеря формы бортового кольца ухудшает его подачу в зону измельчения, нарушая режим резания.

Была поставлена задача создания надежного, высокопроизводительного устройства для измельчения изношенных покрышек пневматических шин, легко перестраиваемого на переработку покрышек любого типоразмера.

Создано устройство для измельчения изношенных покрышек пневматических шин. Устройство содержит установленный на основании механизм транспортировки покрышки, который выполнен в виде подвижной каретки с круговым рольгангом и узлом центровки покрышки с измерителем характерного размера покрышки (наружный или внутренний диаметр). Механизм транспортировки обеспечивает управление позиционированием покрышки относительно механизма сжатия и подачи покрышки в зону измельчения, выполненного в виде пары профилированных роликов, один из которых опорно-приводной, а другой прижимной с силовым приводом перемещения. Измельчитель покрышек выполнен в виде барабана со вставными резцами, установленными консольно на наружной цилиндрической поверхности барабана. Резцы барабана последовательно взаимодействуют в процессе измельчения с частью покрышки, сжатой механизмом сжатия и подачи покрышки в зону измельчения, с линейной скоростью резцов от 30 м/с до скорости определяемой прочностными свойствами барабана.

Подача покрышки в зону зацепления профилированных роликов обеспечивается тем, что узел центровки покрышки и круговой рольганг закреплены соосно на балке, связанной с механизмом поворота, установленным на подвижной тележке относительно их с эксцентриситетом.

Привязка узла центровки и кругового рольганга относительно барабана обеспечивается тем, что точка пересечения образующей барабана с диаметром его торца лежит на касательной к дуге, описываемой точкой на бортовом кольце покрышки, установленной на узел центровки и максимально удаленной от оси вращения привода поворота.

Узел центровки покрышки выполнен в виде центрующих колодок, закрепленных попарно на зубчатых рейках, установленных в направляющие, с возможностью перемещения в противоположных направлениях посредством шестерни и с возможностью вращения относительно балки с круговым рольгангом, причем управление углом поворота узла центровки относительно балки производится быстродействующим тормозом.

Измерение внутреннего диаметра покрышки осуществляется оптическим датчиком перемещения, закрепленным к направляющей зубчатой рейки и принимающим световой сигнал светодиода, закрепленного к зубчатой рейке.

Обработка покрышек различного размера обеспечивается тем, что длина профилированного ролика или барабана измельчителя больше L=0,6 (D-d/2), а образующие роликов и барабана измельчителя параллельны, где:

L - длина профилированного ролика;

D - наружный диаметр покрышки максимального размера;

d - внутренний диаметр покрышки максимального размера.

В одном из вариантов механизм сжатия и подачи покрышки в зону измельчения, обеспечивающий объемно-напряженное состояние подаваемой покрышки, снабжен подвижным опорным ножом с прижимом покрышки, обеспечивающим регулировку оптимального вылета (консоли) сжатой покрышки в процессе резания.

Число вставных резцов барабана, взаимодействующих со сжатой покрышкой, должно лежать в пределах от 1 до 6.

Введение в устройство для измельчения изношенных покрышек механизма транспортировки покрышки, содержащего подвижную каретку с круговым рольгангом и узлом центровки покрышки с измерителем характерного размера покрышки, обеспечивающим управление позиционирования покрышки относительно механизма сжатия и подачи покрышки в зону измельчения, выполненного в виде пары профилированных роликов, один из которых опорно-приводной, а другой прижимной с силовым приводом перемещения, позволяет решить задачу свободной загрузки изношенной покрышки на круговой рольганг, обеспечить центровку покрышек различных размеров с последующей подачей на механизм сжатия и подачи покрышки в зону измельчения. Измерение характерного размера покрышки позволяет произвести перенастройку перемещений подвижной каретки с круговым рольгангом и узлом центровки относительно механизма сжатия и подачи покрышки в зону измельчения как в автоматическом, так и в ручном режимах.

Выполнение измельчителя покрышек в виде барабана со вставными резцами, установленными консольно на наружной цилиндрической поверхности барабана, в порядке, обеспечивающем последовательное взаимодействие резцов в процессе измельчения с частью покрышки, сжатой механизмом сжатия и подачи покрышки в зону измельчения, с линейной скоростью резцов от 30 м/с до скорости, определяемой прочностными свойствами барабана, позволяет повысить производительность устройства и получить крошку с оптимальными размерами (1...5 мм) для дальнейшей переработки, выделения текстильного и металлического корда (Обзорная информация, "Оборудование для переработки пластмасс и резины", Е.Н.Соловьев, Н.А.Кузнецова, О.В.Тигина, "Оборудование для переработки отходов резиновой промышленности, ЦНИТИХИМНЕФТЕМАШ, 1987 г., стр.26). При измельчении резины со скоростью резания выше 30 м/с уменьшаются энергетические затраты и усилие резания (Катаев Ю.Б., Борисов Е.М., Алфеев С.А., Соловьев Е.М., "Разрушение каучуков и резин при высокоскоростном резании". Каучук и резина, 1986, №10), а при дальнейшем увеличении скорости резания, например, до 130 м/с, скорость резания превышает скорость деформации резины, а измельчение металлического корда идет в режиме ударной нагрузки (в режиме рубки), что также сокращает энергетические затраты на получение резиновой крошки с текстильным и резиновым кордом. Повышение производительности достигается за счет увеличения размера обрабатываемой поверхности покрышки, который приближенно равен 0,6 (D1-d1/2), в результате покрышка обрабатывается за один оборот.

Важным условием является установка вставных резцов на барабане в определенном порядке, обеспечивающем последовательное взаимодействие их в процессе измельчения с частью сжатой покрышки, причем число вставных резцов барабана, взаимодействующих со сжатой покрышкой, должно лежать в пределах от 1 до 6. Это условие позволяет вести процесс измельчения с минимальными мощностями на приводе вращения барабана, т.к. с покрышкой взаимодействует не более 6 резцов, а их на барабане может быть на один или два порядка больше.

Вариант, когда механизм сжатия и подачи покрышки в зону измельчения, обеспечивающий объемно-напряженное состояние подаваемой покрышки, снабжен подвижным опорным ножом с прижимом покрышки, обеспечивающим регулировку оптимального вылета (консоли) сжатой покрышки в процессе резания, используется при скоростях резания меньше скорости упругой деформации резины. В результате производится дополнительная работа по деформации резины. Подвижный опорный нож с прижимом обеспечивает жесткое крепление консоли сжатой покрышки, устраняя ее деформацию. При скоростях резания более 120 м/с скорость резания меньше скорости упругой деформации, т.е. резина в зоне измельчения становится квазихрупкой, поэтому отпадает необходимость опорного ножа с прижимом.

В изобретении решен комплекс проблем, возникающих при эксплуатации устройств для измельчения изношенных покрышек пневматических шин. Повышена производительность увеличением размера поверхности обрабатываемой покрышки, повышено качество продукта за счет получения крошки с металлическим и текстильным кордом от 1 до 5 мм, наиболее пригодной для дальнейшей переработки в резиновый порошок, обеспечено минимальное энергопотребление за счет использования оптимальных скоростей резания. Созданы условия для обработки покрышек с различными типоразмерами за счет настройки механизма транспорта покрышек в ручном или автоматическом режиме.

Решение этой задачи обеспечивается за счет введения в устройство следующих новых узлов деталей и их связей с остальными элементами устройства.

1. Подвижная каретка.

2. Балка с приводом поворота, круговой рольганг и узел центровки.

3. Поворотное устройство с электромагнитным тормозом для узла центровки.

4. Измеритель характерного размера покрышки.

5. Пара профилированных роликов, один из которых опорно-приводной, а другой прижимной с силовым приводом перемещения.

6. Барабан со вставными резцами.

7. Порядок установки вставных резцов на барабане.

8. Количество вставных резцов, взаимодействующих при измельчении со сжатой покрышкой.

9. Линейная скорость вставных резцов.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями (а.с. СССР №689847, 1979 г.) показывает, что узел удержания обрабатываемого материала, выполненный в виде смонтированных на подвижной платформе приводных барабанов, на которые закрепляются изношенные покрышки, известен, но совокупность признаков: подвижная каретка; круговой рольганг с узлом центровки; измеритель характерного размера; пара профилированных роликов, один из которых опорно-приводной, а другой прижимной с силовым приводом дает при использовании данного узла в устройстве новый экономический эффект, заключающийся в получении нового более качественного продукта и в возможности обработки покрышек разных типоразмеров.

Все вышесказанное позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень".

На фиг.1, 2, 3, показаны виды в плане устройства для измельчения изношенных покрышек пневматических шин в исходном положении для загрузки покрышки, в промежуточном положении при сжатии шины, в рабочем положении при измельчении покрышки. На фиг.4 показан разрез А-А рольганга и узла центровки. На фиг.5 показан разрез Б-Б механизма сжатия и подачи покрышки в зону измельчения, на фиг.6 - разрез В-В измельчителя. На фиг.7 представлен разрез Г-Г устройства для измельчения изношенных покрышек пневматических шин. На фиг.8 показан выносной элемент Д с вариантом исполнения профилированных роликов механизма сжатия и подачи покрышки в зону измельчения, на фиг.9 показан выносной элемент Ж с концевым выключателем привода поворота балки. На фиг.10 показан выносной элемент Л с узлом центровки и измерителем внутреннего диаметра покрышки. На фиг.11 показан выносной элемент М конструкции барабана измельчителя. На фиг.12 - разрез Е-Е, показаны вставные резцы барабана измельчителя. На фиг.13 показан выносной элемент И с концевым выключателем привода каретки. На фиг.14 показан выносной элемент К с вариантом исполнения механизма сжатия и подачи покрышки в зону измельчения с подвижным опорным ножом и прижимом покрышки. На фиг.15 показан разрез П-П подвижного опорного ножа с прижимом покрышки. На фиг.16 показан выносной элемент О механизма поворота балки.

Устройство для измельчения изношенных покрышек пневматических шин состоит из следующих механизмов и узлов: основание 1; подвижная каретка 2 с приводом перемещения 3, установленная в направляющие 4, закрепленные к основанию 1; балка 5 с приводом поворота 6; круговой рольганг 7 и узел центровки покрышки 8, которые установлены между собою соосно и закреплены на балке 5 с эксцентриситетом относительно оси привода поворота 6; механизм сжатия и подачи покрышки в зону измельчения 9, выполненный в виде пары конических роликов 10, 11 с приводом вращения 12 и силовым приводом перемещения 13; измельчитель 14, выполненный в виде барабана 15 со вставными резцами 16, защитным кожухом с течкой 17 и приводом вращения 18, соединенным муфтой 19 с барабаном 15.

Барабан 15 выполнен в виде вала 20 со шпонкой 21, на который набраны диски 22 с пазами 23, в которые устанавливаются резцы 16. Диски 22 через втулку 24, подшипник 25 и втулку 26 притянуты болтом 27 к бурту вала 20. В плоскости диска 22 может размещаться несколько резцов (на фиг.12 показано 3 резца). Диски 22 развернуты по длине вала друг относительно друга на угол α, обеспечивающий постоянное взаимодействие с покрышкой от 1 до 6 резцов. Количество ножей в плоскости диска, угол поворота дисков с ножами друг относительно друга зависят от мощности двигателя, толщины покрышки и скорости подачи покрышки. Привод перемещения подвижной каретки 2 установлен на основании 1 и выполнен в виде винтовой пары 28, связывающей подвижную каретку 2 с мотор-редуктором 29. Контроль рабочего положения подвижной каретки 2 осуществляется с помощью концевого выключателя 30, срабатывающего при контакте с упором 31, установленным на основании 1, причем упор 31 выполнен в виде винтовой пары, обеспечивающей возможность регулировки рабочего хода подвижной каретки. Привод поворота 6 балки 5 выполнен в виде труб 32, 33, установленных коаксиально на подшипниках 34, одна из которых закреплена к подвижной каретке 2, а к другой закреплена балка 5. Трубы 32, 33 имеют кинематическую связь посредством привода поворота, выполненного в виде электродвигателя 35 с электромагнитным тормозом, редуктора 36 с шестерней 37, установленных на трубе 32. Шестерня 37 находится в зацеплении с зубчатым колесом 38, установленным на трубе 33. Положение балки 5 относительно барабана 15 фиксируется электромагнитным тормозом электродвигателя 35, который включается при контакте концевого выключателя 39 с упором 40, установленным на зубчатом колесе 38. Упор 40 выполнен в виде винтовой пары, обеспечивающей возможность регулировки угла поворота балки 5. Концевые выключатели исходного положения подвижной каретки 2 и балки 5 в чертежах не показаны.

Балка 5 снабжена стаканом 41, к которому приварены стойки 42 с установленными на них роликами 43, образующими круговой рольганг 7. Узел центровки 8 выполнен в виде колодок 44, профили которых выполнены в виде дуг, обеспечивающих центрирование по внутреннему диаметру покрышки, закрепленных попарно на зубчатых рейках 45, которые установлены в направляющие 46, с возможностью перемещения в противоположных направлениях. Узел центровки 8 крепится направляющими 46 к корпусу 47, установленному на полую ось 48 посредством подшипников 49, закрепленную ко дну стакана 41. Перемещение зубчатых реек 45 производится шестерней 50, находящейся в зацеплении с зубчатыми рейками 45 и связанной с мотор-редуктором 51 посредством вала 52, проходящим через полую ось 48. Наружный корпус 47 взаимодействует с электромагнитным тормозом 53, установленным на боковой стенке стакана 41. Привязка узла центровки 8 и кругового рольганга 7 относительно барабана 15 измельчителя 14 обеспечивается тем, что точка в пересечения образующей барабана с диаметром его торца лежит на касательной к дуге а-а, описываемой точкой б на бортовом кольце покрышки, установленной на узел центровки, максимально удаленной от оси вращения привода поворота.

Опорно-приводной ролик 11 механизма сжатия и подачи покрышки в зону измельчения 9 с подшипниками 54 установлен на кронштейне 55 и связан через муфту 56 с приводом вращения 12, состоящим из редуктора 57 и электродвигателя 58. Угол наклона образующей конического опорно-приводного ролика 11 должен обеспечивать подачу сжатой шины к измельчителю 14 по окружности без проскальзывания. Образующая опорно-приводного ролика 11 должна быть параллельна образующей барабана 15 измельчителя 14. Прижимной ролик 10 с подшипниками 59 установлен на оси 60, закрепленной на кронштейне 61, который связан направляющей 62, установленной на кронштейн 63 через втулки 64, 65. Направляющая 62 шарнирно закреплена к штоку 66 гидроцилиндра 67 со штуцерами 68, 69 подачи и слива управляющей жидкости, причем к штуцеру 69 присоединен электроконтактный манометр 70 для контроля усилия сжатия покрышки и выдачи управляющего сигнала. Гидроцилиндр шарнирно соединен с кронштейном 63.

В варианте исполнения роликов, показанном на фиг.8, конические ролики 71, 72 выполнены с последовательно установленными по длине ролика ребордами 73, причем ролики установлены так, чтобы реборда одного ролика попадала в промежуток между ребордами другого ролика. Это обеспечивает напряженное объемное состояние материала при измельчении на скоростях резания от 30 м/с до 150 м/с.

Другой способ создания объемно-напряженного состояния показан на фиг.14, 15. В этом способе используется подвижный опорный нож 74, установленный с возможностью регулировки (перемещения) относительно кронштейна 75, и который является опорой для покрышки в процессе измельчения. Покрышка поджимается на подвижном опорном ноже 74 прижимом 76, который установлен с возможностью перемещения на направляющих 77 во втулках 78, закрепленных на кронштейне 55. Усилие на прижим 76 передается штоком 66 гидроцилиндра 67, направляющей 62, кронштейном 55 и тарельчатыми пружинами 79.

Для измерения внутреннего диаметра покрышки на зубчатой рейке 45 закреплен светодиод 80, а на направляющей 46 установлен оптический датчик перемещения 81, принимающий сигнал со светодиода и преобразующий его в сигнал управления, который может преобразовываться в звуковой сигнал при ручной настройке. Сигнал может преобразовываться в сигнал управления, при автоматической настройке положения каретки 2, балки 5, колодок 44 с узлом центровки 8 относительно измельчителя 14, в случае измельчения покрышек с различными размерами внутреннего диаметра.

Контроль рабочего положения колодок 44 узла центровки покрышки 8 осуществляется с помощью концевого выключателя 82, срабатывающего при контакте с внутренним диаметром покрышки, сцентрированной колодками 44 узла центровки 8. Концевые выключатели исходного положения колодок 44 узла центровки покрышки 8 не показаны.

Устройство для измельчения изношенных покрышек пневматических шин снабжено механизмом для сбрасывания вырезанных бортовых колец (не показан).

В исходном положении (фиг.1) колодки поз. 44 сведены до минимального размера, узел центровки заторможен тормозом 53, механизм поворота заторможен электромагнитным тормозом электродвигателя 35. Подвижная тележка выведена в крайнее положение для загрузки покрышки. Прижимной ролик 10 выведен в верхнее крайнее положение, барабан 15 измельчителя 14 вращается в подшипниках 25 электродвигателем 18 через муфту 19.

Покрышку загружают на круговой рольганг 7 с узлом центровки 8, включается мотор-редуктор 51, раздвигающий колодки 44 до фиксации на них бортовых колец покрышки. Мотор-редуктор 51 выключается концевым выключателем 82 при контакте с внутренним диаметром покрышки, а оптический датчик перемещения 81 выдает сигнал величины размера внутреннего диаметра покрышки.

Если размер внутреннего диаметра установленной покрышки не совпадает с размером покрышки, на которую настроено устройство, то производится перенастройка, которая в зависимости от исполнения может быть ручной или автоматической. При совпадении размеров включается мотор-редуктор 29, который посредством винтовой пары 28 перемещает каретку 2 по направляющим 4. Каретка 2 останавливается после срабатывания концевого выключателя 30 при контакте с упором 31, при этом включается электродвигатель с электромагнитным тормозом 35, который поворачивает балку 5 через шестерню 37 и зубчатое колесо 38. Концевой выключатель 39 срабатывает при поступлении покрышки в промежуточное положение, показанное на фиг.2, когда покрышка установится между роликами 10, 11. При срабатывании концевого выключателя 39 на упоре 40 электродвигатель 35 выключается и стопорится встроенным в него электромагнитным тормозом. В штуцер 69 гидроцилиндра 67 поступает под давлением управляющая жидкость, и ролик 10, перемещаясь на направляющей 62 во втулках 64, 65, сжимает покрышку. Усилие сжатия покрышки регулируется показаниями электроконтактного манометра. По его сигналу включается электромагнитный тормоз электродвигателя 35 и электродвигатель 58, вращающий ролик 11, который перемещает покрышку по дуге, центром которой является ось механизма поворота 6, в зону измельчения барабана 15, со вставными резцами 16, рубящими резиновую крошку с текстильным и металлическим кордом.

В рабочем положении, показанном на фиг.3, концевой выключатель 39 срабатывает от упора 40, включает электромагнитный тормоз 53, освобождающий узел центровки 8, который в процессе измельчения вращается на подшипниках 49, обеспечивая измельчение сжатых боковин и протектора покрышки, при этом на колодках 44 остается бортовое кольцо. Одновременно с включением тормоза 53 включается тормоз электродвигателя 35, который останавливает вращение балки 5 вокруг оси механизма поворота 6.

После окончания измельчения покрышки устройство возвращается в исходное положение, бортовое кольцо сбрасывается и загружается следующая покрышка.

В устройстве измельчитель покрышек выполнен в виде барабана со вставными резцами, установленными консольно на наружной цилиндрической поверхности барабана, в порядке, обеспечивающем последовательное взаимодействие резцов в процессе измельчения с частью покрышки, сжатой механизмом сжатия и подачи покрышки в зону измельчения, с линейной скоростью резцов от 30 м/с до скорости, определяемой прочностными свойствами барабана. Такие усовершенствования позволяют повысить производительность устройства и получить крошку с оптимальными размерами (1...5 мм) для дальнейшей переработки, выделения текстильного и металлического корда. Это позволяет повысить качество резинового порошка, получаемого в дальнейшем из резиновой крошки, чистого от текстильного и металлического корда. При измельчении резины со скоростью резания выше 30 м/с уменьшаются энергетические затраты и усилие резания, а измельчение металлического корда идет в режиме ударной нагрузки (в режиме рубки). При дальнейшем увеличении скорости резания, например, до 130 м/с, скорость резания превышает скорость деформации резины, измельчение металлического корда идет в режиме ударной нагрузки (в режиме рубки), что также сокращает энергетические затраты на получение резиновой крошки с текстильным и резиновым кордом. Повышение производительности достигается за счет увеличения размера поверхности обрабатываемой покрышки, который приближенно равен 0,6 (D1-d1/2), в результате покрышка обрабатывается за один оборот.

Важным условием является установка вставных резцов на барабане в определенном порядке, обеспечивающем последовательное взаимодействие их в процессе измельчения с частью сжатой покрышки, причем число вставных резцов барабана, взаимодействующих со сжатой покрышкой, должно лежать в пределах от 1 до 6. Это условие позволяет вести процесс измельчения с минимальными мощностями на приводе вращения барабана, т.к. с покрышкой взаимодействует не более 6 резцов, а их на барабане может быть на один или два порядка больше.

Механизм транспортировки покрышки, содержащий подвижную каретку с круговым рольгангом и узлом центровки покрышки, обеспечивает подачу покрышек одного типоразмера к механизму сжатия и подачи покрышки в зону измельчения. Измеритель характерного размера покрышки (наружный или внутренний диаметр) выдает сигнал для перенастройки позиционирования покрышки относительно механизма сжатия и подачи покрышки в зону измельчения при загрузке покрышки другого типоразмера.

Установка на подвижной каретке привода поворота с балкой, на которой смонтирован круговой рольганг и узел центровки с поворотным устройством, с застопоренным электромагнитным тормозом, обеспечивает автоматическую перенастройку позиционирования покрышек различных размеров от сигнала оптического датчика перемещения.

Выполнение пары роликов (один из которых опорно-приводной, а другой прижимной с силовым приводом перемещения) профилированными обеспечивает объемно-напряженное состояние части покрышки, находящейся в зоне измельчения, которая в процессе резания не деформируется, в результате уменьшаются энергетические затраты.

Вариант, когда механизм сжатия и подачи покрышки в зону измельчения, обеспечивающий объемно-напряженное состояние подаваемой покрышки, снабжен подвижным опорным ножом с прижимом покрышки, обеспечивающим регулировку оптимального вылета (консоли) сжатой покрышки в процессе резания, используется, когда скорость резания меньше скорости упругой деформации резины, в результате совершается дополнительная работа по деформации резины. Опорный нож с прижимом обеспечивает жесткое крепление консоли сжатой покрышки, устраняя ее деформацию. При скоростях резания меньше скорости упругой деформации резина в зоне измельчения становится квазитвердой, поэтому отпадает необходимость опорного ножа с прижимом.

В изобретении решен комплекс проблем, возникающих при эксплуатации устройств для измельчения изношенных покрышек пневматических шин. Повышена производительность увеличением размера поверхности обрабатываемой покрышки, повышено качество продукта за счет получения крошки с металлическим и текстильным кордом от 1 до 5 мм, наиболее пригодной для дальнейшей переработки в резиновый порошок, обеспечено минимальное энергопотребление за счет использования оптимальных скоростей резания. Созданы условия для обработки покрышек с различными типоразмерами за счет перенастройки механизма транспортировки покрышек в ручном или автоматическом режиме.

Изобретение относится к области измельчения утильных резинотехнических изделий и может применяться для измельчения изношенных покрышек пневматических шин. Устройство для измельчения изношенных покрышек пневматических шин содержит установленный на основании механизм транспортировки покрышки к механизму сжатия и подачи покрышки в зону измельчения и измельчитель. Механизм транспортировки покрышки выполнен в виде подвижной каретки с установленными на ней круговым рольгангом и узлом центровки покрышки с измерителем характерного размера покрышки (наружный или внутренний диаметр), обеспечивающим управление позиционированием покрышки относительно механизма сжатия и подачи покрышки в зону измельчения, выполненного в виде пары профилированных роликов, один из которых опорно-приводной, а другой прижимной с силовым приводом перемещения. Измельчитель покрышек выполнен в виде барабана со вставными резцами, установленными консольно на наружной цилиндрической поверхности барабана в порядке, обеспечивающем последовательное взаимодействие резцов в процессе измельчения с частью покрышки, сжатой механизмом сжатия и подачи покрышки в зону измельчения, с линейной скоростью резцов от 30 м/с до скорости, определяемой прочностными свойствами барабана. Устройство позволяет перерабатывать покрышки с различными типоразмерами, имеет высокую производительность. 6 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Устройство для измельчения изношенных покрышек пневматических шин, содержащее установленный на основании механизм транспортировки покрышки к механизму сжатия и подачи покрышки в зону измельчения и измельчитель, отличающееся тем, что механизм транспортировки покрышки выполнен в виде подвижной каретки с установленными на ней круговым рольгангом и узлом центровки покрышки с измерителем характерного размера покрышки (наружный или внутренний диаметр), обеспечивающим управление позиционированием покрышки относительно механизма сжатия и подачи покрышки в зону измельчения, выполненного в виде пары профилированных роликов, один из которых опорно-приводной, а другой - прижимной с силовым приводом перемещения, а измельчитель покрышек выполнен в виде барабана со вставными резцами, установленными консольно на наружной цилиндрической поверхности барабана в порядке, обеспечивающем последовательное взаимодействие резцов в процессе измельчения с частью покрышки, сжатой механизмом сжатия и подачи покрышки в зону измельчения, с линейной скоростью резцов от 30 м/с до скорости, определяемой прочностными свойствами барабана.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подвижная тележка снабжена балкой с приводом поворота, а круговой рольганг с узлом центровки покрышки установлены на ней с эксцентриситетом относительно оси привода поворота, причем точка пересечения образующей цилиндрической поверхности барабана с диаметром его торца лежит на касательной к дуге, описываемой точкой на бортовом кольце покрышки, установленной на узел центровки и максимально удаленной от оси вращения привода поворота.3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что узел центровки покрышки выполнен в виде центрирующих колодок, закрепленных попарно на зубчатых рейках, размещенных в направляющих, перемещаемых посредством шестерни, снабжен электромагнитным тормозом и установлен с возможностью поворота относительно балки с круговым рольгангом.4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что измеритель внутреннего диаметра покрышки выполнен в виде оптического датчика перемещения, закрепленного к направляющей зубчатой рейки, принимающего сигнал со светодиода, закрепленного к зубчатой рейке.5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что длина профилированного ролика или барабана измельчителя больше L=0,6 (D-d/2), где D - наружный диаметр, d - внутренний диаметр покрышки максимального размера, а образующие роликов и барабана измельчителя параллельны.6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что механизм сжатия и подачи покрышки в зону измельчения снабжен подвижным опорным ножом и прижимом покрышки, обеспечивающими оптимальный размер консоли сжатой покрышки.7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что число вставных резцов барабана, взаимодействующих со сжатой покрышкой, должно лежать в пределах от 1 до 6.