Способ разделки и упаковки автомобильных и тракторных шин и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к утилизации изношенных шин и может быть использовано для увеличения полезного объема при перевозках шин к местам переработки. В способе разделки и упаковки изношенных шин осуществляют разделку покрышек на отдельные фрагменты и их упаковку. После отделения одной боковины от протекторной части боковину продавливают в полость шины. В оставшееся пространство впрессовывают следующую шину с проваленной боковиной до формирования пакета из требуемого количества шин, протекторные части шин надрезают по образующей, а для фиксации пакета соседние шины закрепляют. Устройство для разделки и упаковки шин содержит узлы для зажима и вращения автопокрышки и резательное устройство. Резательное устройство выполнено в виде вращающегося стола, на котором секторно расположены устройства для резки шин с возможностью резания шин в направлении, перпендикулярном плоскости вращения шин. Режущий инструмент установлен с возможностью поворота на угол ±45^o от перпендикуляра к этой плоскости. Изобретение позволяет сократить операции при разделке и упаковке шин и уменьшить трудозатраты при погрузочных работах и складировании. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 3 табл., 7 ил.

Изобретение относится к утилизации изношенных шин и может быть использовано для увеличения полезного объема при перевозках шин к местам переработки.

Известны способы разделки использованных шин, при которых боковины отделяются от беговой (протекторной) части, а сама протекторная часть разрезается по образующей. При этом образуются две плоских боковины и протекторная лента (RU 2051034, В 29 В 17/00, 27.12.1935).

Недостатками этого изобретения являются узкая сфера применения фрагментов шин: для прокладок под рельсы и для футеровки мельниц в горнообогатительной промышленности. Не решена проблема упаковки и укладки фрагментов шин при перевозках.

Наиболее близким к предлагаемому является способ компактирования изношенных покрышек, RU 2106963, В 29 В 17/00, 14.05.98. В способе предлагается несколько вариантов компактирования разделанных шин. У одной покрышки отрезают боковины, а внутрь протекторного кольца помещают протекторную ленту, свернутую по спирали от одной или нескольких покрышек. Боковины отрезанных покрышек укладывают так, что выпуклая часть одной боковины помещается в полости соседней.

По второму способу укладывают протекторную ленту по спирали снаружи протекторного кольца.

По третьему способу частично отделяют боковины от протектора, протекторную часть продольно разрезают на две симметричные половины, затем одну половину выпуклой частью вставляют в полость другой половины, повторяя процесс до формирования пакета из нескольких покрышек. Плотность упаковки для покрышек диаметром 580 мм по оценке авторов увеличивается в 2,75-5 раз.

К недостаткам этого способа можно отнести следующие: необходимость в большом количестве операций по разделке шин (отделение боковин, продольный или поперечный разрез протектора, закручивание протектора по спирали, закрепление спиралей (например, проволокой), отдельная укладка боковин и т.д.); не решен вопрос послойной укладки протекторных частей; большое количество сортамента разделанных шин (боковины, разрезанные и неразрезанные протекторы, надрезанные или ненадрезанные половинки протекторов при укладке друг в друга, частично срезанные боковины).

Известен станок для отделения боковин и получения протекторной ленты (патент США 3701296, кл. В 23 В 5/14, 82/54 1972). Станок содержит устройство для зажима и вращения шины и дисковые ножи, укрепленные на одной оси. Резание производится перпендикулярно оси вращения шины по протекторной части. Вырезанное протекторное кольцо разрезается по образующей еще одним дисковым ножом. В этом устройстве производятся две операции. Для перехода от одной операции к другой необходимо остановить станок, отжать зажим, снять протекторную ленту, перенести ее к другому ножу, разрезать.

Наиболее близким к предлагаемому является способ вырезки беговой части из автопокрышек и станок для его осуществления (RU 2051034, кл. В 29 В 17/00, 1995). В способе разрезание беговой части осуществляют перед вырезанием боковин, благодаря чему при резке боковин удается при помощи специального устройства собирать протекторную ленту. Это достигается тем, что дисковой нож для поперечного разрезания беговой части установлен в направлении вращения автопокрышки перед двумя приводными дисковыми ножами для продольного разрезания с угловым смещением, не превышающим 30^o. В устройстве используются специально разработанные ножи для резки металлокордных нитей по границе их залегания в каркасе.

Однако это устройство не обеспечивает всего комплекса операций, необходимых при разделке шин для транспортировки, резка происходит по протекторной части, т.е. в том месте, где шина имеет наибольшую толщину.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является сокращение операций при разделке и упаковке шин, достижение единообразия пакетированных изделий для уменьшения трудозатрат при погрузочных работах и складировании.

Решение поставленной задачи в части, относящейся к способу, достигается тем, что в способе разделки и упаковки изношенных шин, включающем разделку покрышек на отдельные фрагменты и упаковку, отличающемся тем, что после отделения одной боковины от протекторной части боковину проваливают в полость шины, в оставшееся пространство впрессовывают следующую шину с проваленной боковиной до формирования пакета из требуемого количества шин, протекторные части шин надрезают по образующей, а для фиксации пакета соседние шины закрепляют.

Кроме того, боковины шин не отделяют от протекторной части, а вырезают сектора 270-350^o таким образом, чтобы биссектрисы углов, образующих невырезанный сектор, находились в одной плоскости по одну сторону от оси шины, протекторные кольца шин прессуют по направлению диагонали, лежащей в плоскости биссектрис углов, невырезанных секторов, из спрессованных шин набирают пакет, в котором спрессованные протекторные кольца укладываются друг на друга, а боковины, расположенные по бокам спрессованных колец внахлест, охватывают спрессованные кольца.

Кроме того, в одной из нескольких шин вырезают боковины сектором 270-350^o, а у остальных боковины вырезают полностью, отрезанные боковины укладывают друг в друга в боковины первой шины, а спрессованные протекторные кольца складывают друг на друга между боковин, боковины охватывают киперной лентой и затягивают образовавшийся пакет.

Кроме того, стопки упакованных шин собираются в пакет, состоящий из 2-4 стопок.

Решение поставленной задачи в части, относящейся к устройству, достигается тем, что в устройстве для разделки и упаковки шин, содержащем узлы для зажима и вращения автопокрышки и резательное устройство, резание ведется в направлении, перпендикулярном плоскости вращения шины, а режущий инструмент может поворачиваться на угол ±45^o от перпендикуляра к этой плоскости.

Кроме того, устройство может дополнительно содержать вращающийся стол, на котором секторно расположены устройства для резки шин, устройства для сбора стружки и очистки воздуха, устройства для мойки и дезинфекции шин, устройства прессования и упаковки, устройство пакетирования 2-4 стопок.

На фиг. 1-4 схематично изображены варианты упаковки шин, на фиг.5 и 6 - схемы устройства для разделки и упаковки шин, на фиг.7 - угол расположения фрезы для разрезания шин.

Первый вариант упаковки.

Одна автомобильная шина занимает объем V=S•h=πr²•h, где h - ширина беговой части шины, r - радиус шины. Стопка из n автомобильных шин, уложенных друг на друга, занимает объем V=n•πr²•h.

Уменьшение объема, занимаемого шинами в количестве n штук, может быть достигнуто за счет срезания одной боковины, проваливания ее на дно и ввальцовывания в полость второй шины, срезания ее боковины, проваливания, ввальцовывания третьей шины и т.д. до образования стопки из n шин, как показано на фиг.1, объем, занимаемый n шинами, будет V_ny=πr²•H, где Н - новая высота стопки,
H=h(1+b/n)(h-1)) (b),
где b - толщина борта шины. Коэффициентом упакованности шин К тогда будет отношение объема столки неупакованных n шин к объему стопки упакованных n шин.

Для шин разной грузоподъемности коэффициент упакованности отличается из-за разной толщины борта h. В таблице 1 приведены данные для стопки из 10 упакованных шин при разных соотношениях 2b/h. Значения 2b/h для шин легковых автомобилей находятся в пределах 0,2-0,3; а для грузовых автомобилей - 0,3-0,4. Соответственно степень упакованности находится в пределах 3,57-2,7 (а), 5,3-4,2 (b) для шин легковых и 2,7-2,17 (а), 3,57-4,2 (b) для грузовых автомобилей. Коэффициент упаковки стопки можно увеличить в ≈1,5 раза, если отрезанные боковины упаковывать отдельно, однако, место, занимаемое боковинами при траспортировке и хранении, практически сводит на нет этот выигрыш.

С целью облегчения упаковки шин снятие боковины производят по протекторной части, делая разрез на 0,75-0,9 части от высоты шины h, либо срезают боковину в месте присоединения ее к протектору. В этом случае для облегчения упаковки протекторную часть надрезают по образующей с шагом 60÷90^o на 0,3-0,5 высоты шины. Для закрепления стопки шины пристреливаются или прикручиваются саморезами по протекторной части, каждая последующая с предыдущей.

Второй вариант упаковки.

Объем, занимаемый n шинами по второму варианту, складывается из объема протекторных лент и объема боковин:
V=Vл+Vб;
Vл=n•c•L•h=n•h•c•πD/2=nhcπr;
Vб=2n•b•πr²;
V=nhcπr+2n•b•πr²=nπr(hc+2br).

Коэффициент упаковки тогда будет:

По третьему варианту упаковки объем, занимаемый протекторными лентами, остается таким же, как во втором варианте, а объем, занимаемый боковинами, будет в два раза меньше за счет укладки друг в друга
Vб=2n•b/2•πr².

И тогда коэффициент упаковки

Данные по коэффициентам упаковки для второго и третьего вариантов приведены в таблицах 2 и 3 - коэффициент упаковки для легковых автомобилей колеблется от 2,0-2,5 до 2,9-3,3 по второму и третьему вариантам соответственно. Для грузовых автомобилей - от 1,6-2 до 2,5-2,9. Положительный эффект достигается тем, что во всех трех вариантах упаковки легко организовать автоматизацию погрузочно-разгрузочных работ путем расположения груза на поддонах (первый вариант), либо путем захвата крюком киперной ленты, крепящей кипу по боковинам. Положительный эффект достигается также тем, что кипы по форме близки к параллелепипедам. Это позволяет укладывать их в транспортные средства и в местах хранения плотнее, чем при упаковке известными способами. При прессовании шин кипы, уложенные по 2 и 3 вариантам, могут укладываться рядом друг с другом по 2-3 штуки и упаковываться совместно. Это ускоряет процесс погрузки-разгрузки и увеличивает компактность при хранении.

Устройство для разрезания и прессования шин изображено на фиг.6. Оно состоит из вращающегося многопозиционного стола 1, на котором расположены узлы резки 2, в количестве от 2 до 8 штук, с подачей смазывающей и охлаждающей жидкости в зону резания каждый узел резки снабжен местным отсосом стружки и дыма 3, которые заканчиваются системой сухой и мокрой очистки воздуха 4. К вращающемуся столу подходит загрузочный лоток 5, по которому шины подаются на резку. Загрузочный лоток снабжен системой подачи шин 6 и системой мойки и дезинфекции шин 7 с системой оборотного водоснабжения и очистки жидкости.

После резки шина подается на узел сжатия 8 и участок прессования и пакетирования 9. Прессование шин происходит на тележке, двигающейся перпендикулярно стопке шин. Благодаря этому появляется возможность параллельной укладки нескольких стопок и совместного их пакетирования.

Устройство работает следующим образом: шины подаются на моечное и дезинфицирующее устройство 6, фиг.6, оттуда после мойки и дезинфекции они подаются по лотку 5 на резку в одном из резательных устройств 2 на вращающемся столе 1. После окончания резки шины подаются на сдавливание 8, где шина прессуется и закрепляется в спрессованном состоянии, например саморезами, после этого шина подается на прессование стопки 9, где набирается стопка и закрепляется в таком состоянии. После этого рядом формируется новая стопка. Далее еще одна. Три-четыре стопки упаковываются в пакеты, которые имеют размеры приблизительно 3х1,2х0,9 для грузовых автомобилей и 1,5х0,8х0,6 для шин легковых автомобилей. Резательное устройство фиг.5, вид А состоит из ведущего вала 1, ведомого вала 2, прижимного вала 3, который опирается на рычаг 4, который имеет две степени свободы вверх-вниз и вокруг оси 5. Фиксация и упор прижимного вала осуществляются винтом 6. Для устранения проскальзывания закрепленной шины опорные валы набраны из отработанных фрез, зубья которых впиваются в резину.

Фрезы 7, расположенные по обе стороны шины, приводятся в движение каждая своим электродвигателем 8 со шкивами и ременной передачей 9. Узлы вращения фрез могут перемещаться навстречу друг другу для разрезания шин различной ширины и поворачиваться на угол ±45^o относительно перпендикуляра к плоскости вращения шины фиг.7.

Формула изобретения

1. Способ разделки и упаковки изношенных шин, при котором осуществляют разделку покрышек на отдельные фрагменты и их упаковку, отличающийся тем, что после отделения одной боковины от протекторной части боковину продавливают в полость шины, в оставшееся пространство впрессовывают следующую шину с проваленной боковиной до формирования пакета из требуемого количества шин, протекторные части шин надрезают по образующей, а для фиксации пакета соседние шины закрепляют.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в одной из нескольких шин вырезают боковины сектором 270-350^o так, что биссектрисы углов, образующих невырезанный сектор, находятся в одной плоскости по одну сторону от оси шины, протекторные кольца шин прессуют по направлению диагонали, лежащей в плоскости биссектрис углов, невырезанных секторов, из спрессованных шин набирают пакет, в котором спрессованные протекторные кольца укладывают друг на друга, а боковины, расположенные по бокам спрессованных колец внахлест, охватывают спрессованные кольца.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в одной из нескольких шин вырезают боковины сектором 270-350^o, а у остальных шин боковины вырезают полностью, отрезанные боковины укладывают друг на друга и в боковины первой шины, а спрессованные протекторные кольца складывают друг на друга между боковинами, боковины охватывают киперной лентой и затягивают образованный пакет.

4. Способ по п. 2 или 3, отличающийся тем, что стопки упакованных шин собирают в пакет, состоящий из 2-4 стопок.

5. Устройство для разделки и упаковки шин, содержащее узлы для зажима и вращения автопокрышки и резательное устройство, отличающееся тем, что резательное устройство выполнено в виде вращающегося стола, на котором секторно расположены устройства для резки шин с возможностью резания шин в направлении, перпендикулярном плоскости вращения шин, а режущий инструмент установлен с возможностью поворота на угол ±45^o от перпендикуляра к этой плоскости.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит секторно расположенные на вращающемся столе устройства для сбора стружки и очистки воздуха, устройства для мойки и дезинфекции шин, устройства для прессования и упаковки шин, и устройство для пакетирования 2-4 стопок шин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8