крупногабаритной шины

Область техники

Изобретение относится к машиностроению, а именно к оборудованию, при- меняемому для утилизации автомобильных шин (изношенных, бракованных и т.д.) и может быть использовано в установке, осуществляющей резку крупногаба- ритной и особо крупногабаритной шины диаметром вплоть до 4,1 м, как диаго- нальной с текстильным кордом, так и радиальной с металлокордом, на куски нужной величины для дальнейшей переработки. Предшествующий уровень техники

Проблема утилизации автомобильных изношенных, бракованных шин явля- ется важной задачей защиты окружающей среды. Известно, что изношенные и бракованные шины, в большинстве случаев вывозятся на мусорные полигоны, свалки, где они хранятся под открытым небом, либо их захоронение происходит в открытый грунт. При хранении шин в большом количестве под открытым небом, в них накапливается дождевая вода, тем самым создаются благоприятные условия для размножения москитов, крыс, и других паразитов переносящих болезни. Большое количество хранящихся под открытым небом шин является потенциаль- но пожароопасным объектом. Их возгорание может быть преднамеренным, слу- чайным или результатом стихийного бедствия, вследствие чего будет нанесён серьезный ущерб окружающей среде. При сгорании одной тонны использован- ных шин, в окружающую среду попадает больше 250 кг сажи и 450 кг токсичных газов. Шины, засыпанные землей, разлагаются около 150 лет. Кроме того, шины закопанные целиком, склонны к гидрофлотации, т.е. способны в течение несколь- ких месяцев или даже лет «всплывать» - выходить на поверхность земли. В на- стоящее время государственные муниципальные службы требуют, чтобы изно- шенные и бракованные шины, были обработаны для повторного использования или уменьшены в общем объеме за счет разрезания, измельчения или дробления. Это обеспечивает хранение шин на полигонах с ограниченной вероятностью гид- рофлотации, а так же способствует сокращению объема, необходимого для их хранения. Следовательно, для решения проблемы утилизации шин, необходимо внедрение технологии, позволяющей разрезать шины на небольшие фрагменты, которые могут быть в дальнейшем переработаны или подвергнуты захоронению без ущерба окружающей среде.

Известно, что в настоящее время для вторичной переработки крупногаба- ритных шин используют в основном гидравлические резаки. Такие резаки разре- зают шину на сектора вместе с бортовыми кольцами, в которых имеются толстые металлические троса, не пригодные для дальнейшей переработки. Следовательно, их необходимо удалять с помощью дополнительного специализированного обо- рудования и обслуживающего его персонала.

В дополнение к перечисленному, для переработки сверх крупногабаритных шин обычно предварительно осуществляют их продольную резку на специализи- рованном станке на две части (по типу сандвича), после чего каждую часть шины разрезают на сектора по вышеописанной технологии. Таким образом, для универ- сальной переработки любых типов шин необходимо на предприятии иметь значи- тельное количество и разнообразие станков, многочисленный персонал, способ- ный выполнять большое число разнообразных технологических операций.

В связи с этим, для утилизации крупногабаритных и сверх крупногабарит- ных шин возникает задача создания универсальной установки со следующим на- бором жестких требований.

Во-первых, установка должна быть универсальной, т.е. пригодной для рез- ки любых типоразмеров шин, начиная от шины грузового автомобиля и кончая резкой крупногабаритной и сверх крупногабаритной шины диаметром до 4,1 м, причем как диагональной с текстильным кордом, так и радиальной с металлокор- дом.

Во-вторых, отрезаемые фрагменты шины должны быть нужных типораз- меров, не требующих для переработки или утилизации их дальнейшей резки.

В-третьих, установка должна быть достаточно простой в эксплуатации и не требовательна к квалифицированному техническому персоналу.

В четвертых, установка должна быть конструктивно простой и доступной в изготовлении на любом машиностроительном предприятии или механической мастерской.

В пятых, установка не должна быть металлоемкой, а значит и дорогой. Известна установка, которая режет шины на сегменты, не разрушая борто- вые кольца (см. патент US 5551325, кл. B26D1/09,_1994 г.), содержащая раму с не- подвижной вертикальной фильерой в виде двух ножей расположенных с проме- жутком друг от друга, подвижный суппорт имеющий возможность линейно пере- мещаться вдоль рамы, пуансон в виде ножа, закреплённый на суппорте и имею- щий возможность в одном из крайних положений заходить в промежуток между двух ножей фильеры, силовой привод суппорта, механизм вращения колеса.

Основным недостатком известной установки является то, что она пригодна только для резки шин небольших размеров, так как установка шины, путем оде- вания ее центральной частью через фильеру, что конструктивно ограничивает воз- можные допустимые усилия резания, определяемые в основном жесткостью за- крепления фильеры.

Еще одним недостатком известной установки является то, что вертикаль- ное расположение шины существенно увеличивает вертикальный габарит уста- новки, что усложняет конструкцию установки, одновременно увеличивая ее ме- таллоемкость и стоимость. Кроме того, отрезанный фрагмент шины требует дополнительного обору- дования и обслуживающего персонала для дальнейшей разделки фрагментов на более мелкие части.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является, взятая в качестве прототипа, установка для резки шин (см. патент US 5531146, кл. B26D7/01,_1996 г.), содержащая раму с площадкой для укладки и поворота на ней шины, фиксатор шины, установленный на раме, а также нижний жестко закреп- лённый на раме и верхний шарнирно закрепленный на раме режущие ножи, взаи- модействующие друг с другом посредством силового привода. Установка произ- водит резку шин на части в виде секторов. Основным недостатком известной установки является то, что она позволя- ет выполнять резку шин малого и среднего диаметров на крупные сектора. Для резки сверх крупногабаритных шин необходима их предварительная резка на две отдельные части (по типу сандвича), что требует дополнительного оборудования.

Другим недостатком известной установки является то, что требуется вы- полнение дополнительных операций по разрезанию секторов на более мелкие части и удалению частей бортового кольца, содержащего крупные металлические включения. Все это требует значительных трудовых и временных затрат, что су- щественно удорожает процесс утилизации шины.

Еще одним недостатком известной установки является то, что после вы- резки первых секторов, шина теряет цельность и жесткость, и появляются допол- нительные трудности позиционирования и удерживания шины при последующей резке. Для этого необходимо применять дополнительное оборудование, например, гидравлический манипулятор, или использовать труд дополнительных рабочих.

Кроме того, шина разрезается до середины вместе с бортовыми кольцами. Поэтому, учитывая длину ножа и прилагаемых к нему усилий резания, установка требует очень мощной силовой установки (до несколько сот киловатт).

Раскрытие изобретения

Задачей, решаемой заявляемым техническим решением, является устране- ние указанных недостатков, а именно, создание универсальной установки, позво- ляющей осуществлять резку любых типоразмеров шин, начиная от шины грузово- го автомобиля и кончая резкой крупногабаритной и сверх крупногабаритной ши- ны, как диагональной, с текстильным кордом, так и радиальной с металлокордом, при этом отрезаемые фрагменты шины не требуют дальнейшей резки, а сама ус- тановка имеет высокую производительность при малом энергопотреблении и низ- кой металлоемкости. Указанная задача в установке для резки крупногабаритной и сверх крупно- габаритной шины, содержащей раму с площадкой для укладки шины, фиксатор шины, а также нижний и верхний режущие ножи и силовой привод, решена тем, что ножи выполнены Г-образной формы и установлены на двух подвижно закреп- ленных между собой Г-образных основаниях, образующих силовые ножницы, приводимые в движение посредством силового привода, при этом площадка для укладки шины, оборудована фиксатором шины и снабжена механизмом подъема и/или наклона и/или поворота, а также механизмом линейного перемещения пло- щадки вдоль рамы.

Указанное выполнение устройства позволяет создать универсальную уста- новку, позволяющую резать любые шины на фрагменты нужных размеров, удоб- ные для дальнейшей переработки и не требующие дополнительных технологиче- ских операций. Достигается это тем, что шина уложена и зафиксирована на пло- щадке, которая может менять свое положение в пространстве по отношению к си- ловым ножницам, которые небольшими фрагментами выкусывают куски от ши- ны, которая периодически поворачивается на площадке при помощи механизма вращения.

В виду того, что от шин отрезаются фрагменты небольших размеров, то длина режущих ножей нужна не такая большая. Благодаря этому:

- значительно снижается мощность силовой установки; - существенно уменьшаются размеры оснований силовых ножниц;

- снижается мощность силового привода и его массогабаритные характери- стики;

- уменьшаются габариты установки в целом;

- снижается металлоёмкость установки.

Для обеспечения самоустановки ножей относительно разрезаемого мате- риала силовые ножницы шарнирно закреплены на опоре, установленной на раме и снабжены упором, установленным между силовыми ножницами и рамой, при этом сама опора может быть снабжена Механизмом изменения ее высоты относи- тельно рамы.

Чтобы обеспечить фиксацию шины в процессе резки, платформа снабжена фиксатором шины, удерживающим ее за внутреннюю поверхность бортового кольца с помощью сменных ступиц в зависимости от типоразмера шины. Для вы- полнения той же задачи, при часто изменяемом типоразмере шин, подвижная платформа может быть снабжена фиксатором шины, удерживающим ее за внут- реннюю поверхность бортового кольца с помощью раздвижных кулачков. В ка- честве платформы, оборудованной раздвижными кулачками, может использовать- ся платформа от шиномонтажной установки.

Благодаря наличию ножей Г-образной формы, установленных на Г- образных основаниях, образующих силовые ножницы, а также тому, что площад- ка для укладки шины, оборудована фиксатором и устройствами для изменения ее положения в пространстве относительно силовых ножниц, установка позволяет резать любые шины на фрагменты нужных размеров удобных для дальнейшей пе- реработки, не требующие дополнительной резки, что не имеет аналогов среди из- вестных установок для резки крупногабаритной и сверх крупногабаритной шины, а значит, соответствует критерию «изобретательский уровень».

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлена заявляемая установка для резки шин среднего раз- мера, на которой максимальный расход концов силовых ножниц превышает ши- рину профиля шины. Установка содержит: раму 1, на которой расположены не- подвижные полозья 2 с площадкой для укладки шины 3 и фиксатором шины 4, а также поворотный механизм 5, соединенный с площадкой для укладки шины 3; стойку 6, расположенную на раме 1, на которой шарнирно закреплены силовые ножницы, образованные основаниями 7 и 8, соединенные с рамой 1 упором 9, а также соединенные между собой силовым приводом 10; на основаниях силовых ножниц 7 и 8 закреплены режущие ножи 1 1, а сами силовые ножницы установле- ны на шарнире 12.

На фиг.2 представлена заявляемая установка, которая снабжена универ- сальным механизмом подъема и/или наклона и/или поворота, а также механизмом линейного перемещения площадки вдоль рамы, оборудованная независимыми друг от друга приводами, включающими: шарнирно подвижный привод 13 и не- подвижный вертикальный привод 14.

На фиг.З представлена кинематическая схема силовых Г-образных ножниц. На фиг.4 представлена схема резки шины на фрагменты.

На фиг.5 представлена заявляемая установка для резки сверх крупногаба- ритной шины в положении отрезания первой плечевой части.

На фиг.6 представлена заявляемая установка для резки сверх крупногаба- ритной шины в положении отрезания второй плечевой части, где 15 - шина без одной плечевой части.

На фиг.7 представлена заявляемая установка для резки сверх крупногаба- ритной шины в положении резки боковых частей шины 16. Лучший вариант осуществления изобретения

Заявляемая установка работает следующим образом. Оператор установки перед началом работы определяет, какой типоразмер шины он будет резать и в соответствии с типоразмером шины устанавливает фиксатор шины 4 на поворот- ный механизм 5 (см. фиг.1). После чего оператор на фиксатор 4 устанавливает шину и крепят её за внутреннюю поверхность бортового кольца (см.фиг.3-4). Управляя приводом площадки для укладки шины 3 и поворотным механизмом 5, оператор устанавливает шину таким образом, чтобы максимально совместить ось шарнира 12 вращения ножей 1 1 силовых ножниц с серединой ширины профиля шины. При этом, шина подводится на необходимое расстояние к режущим ножам 1 1 так, чтобы обеспечить отрезание кусков необходимого размера. Наличие упора 9 позволяет установить положение силовых ножниц на шарнире 12 таким обра- зом, чтобы равномерно распределить режущие усилия на ножах 1 1. Надежно за- крепленная шина циклично поворачивается приводом механизма 5 на нужный угол (см. фиг.4), после каждого реза ножей 1 1. После полного оборота шины, площадка 3 для укладки шины перемещается в направлении ножей, и цикл резки повторяется до тех пор, пока на фиксаторе шины 4 останется только бортовое кольцо.

На фиг.5 -7 представлен вариант разрезания на установке сверх крупно га- баритной шины. После закрепления шины на фиксаторе 4 оператор, управляя по- воротным механизмом 5, устанавливает шину по отношению к ножам 11 таким образом, чтобы режущие кромки ножей делали рез только плечевой части шины, отделяя ее от бортовой части. После окончания резки по всему периметру, шину возвращают в горизонтальное положение и повторяют операцию отрезки второй плечевой части шины (см.фиг.6). Дальнейшая резка бортовых частей представле- на на фиг.7.

Таким образом, заявляемая установка позволяет утилизировать шины любых типоразмеров, в том числе и сверх крупногабаритные, не привлекая к раз- делке дополнительное оборудование и обслуживающий персонал.