Производство и поставка оборудования

Методы и стадии механической переработки покрышек

Классическая механическая переработка автомобильных шин, как правило, предполагает многостадийность действий по измельчению, транспортировке, очистке от включений металла и текстильного волокна от структуры частицы резиновой крошки.

Есть альтернативная технология механического дробления цельной покрышки за одну стадию. Это новая технология, активно развиваемая нашей компанией. Покрышка измельчается в резиновую крошку постепенно за 1 стадию на одной установке УПШ. Ее мы разберем подробнее в самом конце этого раздела.

Изначально рассмотрим классическую многоступенчатую технологию измельчения автомобильных покрышек в крошку и ее стадии: 

1.    Разделка автомобильных цельных покрышек на крупные фрагменты. Часто это одна из первых стадий в процессе производства резиновой крошки. Резка автошин может быть выполнена гидравлическими ножницами; прессами-гильотинами; механическими резаками по спирали или резка шины на кольца; рубка шин механическими ножницами или порезка  дисковыми ножницами (по спирали).
Самый современный, эффективный и безопасный для персонала метод предварительной рубки  шин - это гидравлические ножницы, режущие покрышку сегментным способом.
2.    Измельчение автомобильных колес  на чипсы с помощью шредерных (ножевых) дробилок. Переработка шины на более мелкие фрагменты, происходит в диапазоне от 100*100 мм до 30*30 мм, в зависимости от конструкции дробилки. Вес таких дробилок составляет от 1 500 до 20 000 кг в зависимости от мощности, конструкции и производительности.
Режущая кромка подвижных и неподвижных  ножей такой шредерной дробилки шин имеет  угол 90 градусов, что препятствует быстрому износу. Обычно, толщина ножа определяет размер резиновых кусочков на выходе из дробилки. Такие дробилки шин, могут оснащаться просеивающими устройствами, которые пропускают заданную фракцию материала на выход, а кусочки большего размера возвращают на повторное измельчение в камеру дробления. Распространенная конструкция просеивателя таких шредеров - это вращающийся барабан с ячеей. Размер ячеи, обычно равен толщине ножей или немного больше. Ножевые дробилки имеют высокую производительность и достаточно надежны. В целом, это неприхотливый и долговечный узел линии по переработке шин в крошку. Как правило, комплекта ножевой группы хватает на 1-3 года работы. В ножи заложена возможность неоднократного восстановления методом наплавки специальными электродами с последующей обработкой до оригинальной формы. Такие агрегаты при проектировании серьезных комплексов по переработке б/у автошин используют практически все производители и проектировщики классического оборудования для переработки автомобильной резины в крошку.

Появляются новые модели шредеров, например 3х и даже 4х вальные, где материал проходит через несколько ступеней измельчения. Как правило, при проходе через первую группу валов, материал измельчается до крупных фрагментов, которые, в свою очередь, мельчатся на мелкие чипсы.  Они характеризуются минимальным размером чипсов на выходе. Из недостатков – цена на такую дробилку и стоимость режущих элементов, что значительно поднимает себестоимость готовой продукции. Ножи (особенно для более тонкой переработки фрагментов резины на мелкие чипсы) очень быстро выходят из строя, так как такие ножи должны имеют небольшую толщину для производства маленьких чипсов-кусочков. Как мы говорили выше, размер чипс резиновых,  зависит от толщины ножа дробилки. Тонкие ножи шредера, имеют небольшой ресурс и быстро выходят из строя.

Еще один распространенный в КНР метод производства из целых авто шин  резиновых чипсов - это последовательная механическая разделка покрышек. Как правило, весь процесс измельчения происходит на 3-4 негабаритных станках:

  1. Станок для вырезания бортового кольца (борторезательный станок);
  2. Дисковые ножницы для разгонки покрышки на длинную ленту 3-5 см  по спирали;
  3. Станок для рубки полученной ленты на резиновые чипсы (чипсорез).
  4. В качестве опции к основному комплекту оборудования , предлагают станок для выжимания толстой бортовой проволоки из вырезанных посадочных колец покрышек.

Такие станки бывают есть 11 и 15 кВт. Для обслуживания такой линии требуется 3-4 рабочих.

Это менее производительный и более трудозатратный метод производства резиновых чипсов из цельных автомобильных покрышек.
Такая технология получила большое распространение в Китае на  малых производствах из-за не высокой стоимости оборудования и низкой цены труда китайских рабочих. Производительность на практике этих трех станочков не более 250 кг/час. В российских условиях  - это 200 кг/час шин на входе.  Данная технология измельчения автомобильных шин, характеризуется высокой травмаопасностью при работе дисковых ножниц. Станки этого класса,  довольно хлипкие и недолговечные,  требуют постоянной заточки ножей и их периодической замены на новые. 
Купив такое оборудование, российский переработчик шин часто приходит к тому, что ему необходимо более производительное и неприхотливое в работе оборудование.

Еще один менее распространенный способ - это измельчение целых легковых и четвертинок грузовых шин на мощных (от 110 кВт) «вальцах», где два вала идут с насечками. При таком способе можно делать как чипсы, так и крупные разносортные фракции крошки. Обязательно, предварительно перед измельчением должно быть вырезано посадочное кольцо или удалена сталь станком типа «Дантист».

Есть так же наша собственная разработка для измельчения покрышек на чипсы. Этот тип оборудования переработки шин мы назвали «ГДШ» гидравлическая дробилка шин. Станок мобильный, весом не более 1200 кг, представлен в нескольких модификациях. Имеет не высокую, по сравнению с шредерной дробилкой производительность до 500 кг/час. ГДШ неприхотлив и прост в обслуживании. Минимальное энергопотребление до 5 кВт/час, установленная мощность всего 7.5/11 кВт. Отлично подходит для линий переработки шин в крошку  средней и не большой производительности.

 Шинные чипсы - это резиновый полуфабрикат, их необходимо переработать в более мелкие гранулы дробленой резины, что бы получить товар на выходе. Разберем три наиболее популярных метода производства резиновой крошки из чипсов:

  • Измельчение резиновых чипсов на ножевых грануляторах.  Принцип работы: на валу крепятся несколько подвижных ножей, на корпусе закреплена сетка из твердой стали с ячеей и неподвижные ножи. Чипсы измельчаются до размера крошки, проходя через ножевую группу, при этом полностью отделяется металлическая проволока  и на 95% тканевый корд. В основном, размер крупной крошки на выходе 5-20 мм. Далее, после нескольких стадий очистки, может стоять второй гранулятор резины, который из крупной крошки делает средние фракции гранул 1-4 мм. Главным недостатком метода является повышенный износ острых ножей при взаимодействии их с жесткой кордной проволокой, которые после нескольких заточек необходимо менять. Часто комплекта ножей хватает на 2-3 месяца работы оборудования при работе с  покрышками радиальной конструкции. Ножи гранулятора, критичны к попаданию инородных предметов: камни, арматура, гвозди, что может вызвать поломку оборудования и вывести весь комплект ножей из строя.

 Если же резина с тканевым кордом, с включениями металла менее 2% или без включений, то этот способ самый идеальный для производства товарной крошки. Резиновый гранулят на выходе имеет правильную кубовидную,  красивую  форму. Особенность технологии - хорошая однородность резиновых гранул на выходе. В процесс измельчения шиной резины может добавляться вода для улучшения показателей резки, также грануляторы, могут иметь водяную или воздушную систему охлаждения камеры дробления. В российских условиях, ножевые грануляторы оптимально применять для финальной стадии дробления кусочков резины без металла. Для работы с металлокордными чипсами данный класс оборудования себя не оправдывает, прежде всего, из-за высоких накладных расходов на износ ножей.

  • Измельчение чипсов на  «вальцах» в резиновую крошку рваной формы. Измельчение шинной резины в этом случае, происходит благодаря проходу чипсов через два вала, вращающиеся навстречу друг к другу с разной скоростью. Один вал с насечками-рефленый, второй гладкий. Как правило, за один проход чипсы не успевают измельчиться в крошку и требуют повторов  прохода до 5 раз. Если сравнивать с ножевым гранулятором, данная установка меньше «боится» металла в структуре кусочков резины. Многократное прохождение через валки делает производительность установки меньшей, чем ножевой способ гранулирования, однако, неприхотливость самого станка окупает себя. Валы бывают двух видов: те, которые можно восстановить и «одноразовые». 
    Данная установка отлично подходит для переработки автомобильных шин с цельнометаллическим типом корда и резины с минимальными включениями текстиля (легковые покрышки). Трудности возникают при переработке шин с текстильным и смешанным типами корда, из -за используемого для возврата на доизмельчение вибротранспортера, который часто забивается и создает запыленность. Зазор между валками может изменяться. Существуют модели с основным двигателем, мощностью 45, 55, 75, 90 , 110… и даже 280  кВт.  Особенность резиновой крошки на выходе - разнородность, большая удельная поверхность, рваная форма частиц. Такая «рваная « крошка более мягкая, чем гранулы резины, после ножевого гранулирования. Как правило, на выходе резиновая крошка фракции от 1 до 5 мм - 70%, и крошка от 0,1 до 1мм - 30%. Валы имеют внутреннюю водяную систему охлаждения. Тип передачи и редуктора могут быть разными.
  • Измельчение чипсов на гануляторе шнекового типа - конусной дробилки  ( метод измельчения резины, похож на принцип работы мясорубки). Через горловину загрузки по шнеку загрузки  подаются чипсы 70/70 мм. В камере дробления измельчающим  валом, напоминающим по форме конический шнек, чипсы измельчаются о стенку обоймы. В валу предусмотрена камера водяного охлаждения. Производительность такого станка, с мощностью основного двигателя 45-110 кВт, от 200 до 1000 кг/час (в зависимости от размера чипсов на входе, регулировок вала и модели станка). Гранулы резины  на выходе, имеют схожий внешний вид с крошкой, полученной на вальцах. При разовом прохождении чипсы измельчаются до размера 0,1-20 мм. При этом полностью отделяется металл от структуры резины. Зазоры измельчающего резину вала также могут регулироваться. Ресурс измельчающего вала до необходимости восстановления: 40-100 тонн металлокордного резинового материала на входе. Вал легко демонтируется силами рабочих в условиях собственного производства и может восстанавливаться большое количество раз методом наплавки и обработки.

Часто используются комбинации из различных технологий, при этом из каждой извлекается лучшее, например использование ножевой дробилки, вальцов (которые не боятся металла) и в финале ножевых высокопроизводительных грануляторов, которые делают на выходе превосходного качества кубовидную крошку рубленого вида.

Перемол резиновых гранул до 5 мм  в  пыль. Для этой цели часто  используются измельчители с параллельными ножами- дисками. Измельчители резины данной категории имеют водяную систему охлаждения, небольшие габариты и относительно невысокую производительность. Рационально для загрузки и выгрузки материала из измельчителя резиновой крошки в пыль, использовать пневматические транспортеры.

Для производства пыли резиновой так же используют в некоторых случаях дробильные вальцы.
 
Технологии и стадии отделения резиновой крошки от текстильного волокна и тонкой металлической проволоки.

Без эффективной сепарации  тканевого шинного корда и металлической пожеванной проволоки и резиновой крошки, с которой запутаны два первых компонента, нельзя получить качественную товарную резиновую крошку.  Громкие заявления многих поставщиков о том, что оборудование перерабатывает все типы шин - это большое преувеличение в лучшем случае. Покупателю оборудования многостадийного дробления  покрышек важно уяснить, что в любой многостадийной линии, которая будет перерабатывать отечественные шины, должна быть мощная эффективная многоступенчатая система очистки крошки от тканекорда и металла.  При каждом конкретном методе дробления шин, необходим и более действенен свой индивидуальный порядок сепарации. Обычный человек, не специалист узкой направленности, этого не сможет понять. Некоторые способы дробления выдают смесь из крупной разносортной резиновой крошки, полураспушенной нити и мятой проволоки. При некоторых способах сепарации резиновой крошки, на выходе - распушенная в пух капроновая  составляющая покрышки. Рациональные методы разделения шинного материала на составляющие подбираются,  исходя из способа измельчения покрышек. Например, каким методом разделять гранулят резины на фракции (вибростол, круглое вибросито, их параметры, подвиды и настройки и т.д.) можно определить, зная процент содержания в смеси крошки, текстиля и металла, их размер и форму, объем, цикличность поступления на стадии. Простым все кажется только на первый взгляд не специалисту.

Линию по переработке автошин и других типов резины в резиновую крошку, необходимо рассматривать в комплексе, а не как отдельно стоящие станки для обработки резины, так как все в линии взаимосвязано.

Давайте разберем альтернативную технологию измельчения шины в гранулы за одну стадию.

Мы разработали и воплотили в жизнь в виде мобильных установок серии УПШ, технологию одностадийного измельчения цельной шины в резиновую крошку.

Суть нашей разработки: в зажимной патрон УПШ устанавливается цельная покрышка.

Шина вращается с определенной оператором скоростью, в соответствии с наружным диаметром перерабатываемого баллона резины. К вращающейся покрышки около 50 об/минута, гидравлическим приводом  подводится мощная измельчающая коронка. На коронке закреплена ножевая группа из 30 быстросменных ножей из специального сплава оригинальной патентованной формы. Коронка вращается со скоростью около 2500 об/минуту и срезает с покрышки сперва, чистую резину в виде крошки, затем измельчает кордовые слои с резиной. В связи с этим, на данной установке УПШ возможно производство сразу чистой крошки до 50% от веса покрышки, а так же резины дробленой с включением корда.   

Есть 2 основных вида переработки на УПШ: частичная переработка покрышки в крошку и  полное дробление автомобильной шины в гранулят резины дробленой.

А) Частичная переработка покрышек в крошку резиновую подразумевает снятие с целой шины около 50% от ее веса в виде чистой резиновой крошки. Чистая шинная резина снимается с наружной оболочки баллона резиновой обуви:  как с боковых частей шины, так и с углов и беговой дорожки.  Не переработанные части шин, где проходят кордовые слои (около 50% от веса шины) содержат не много резины – не более 30% от всего объема содержащейся резины в шине. Содержащаяся резина в кордовых слоях при их измельчении превращается в резиновую пыль до 1 мм, так как резиновой прослойка между кордовыми нитями очень тонкая около 1 мм. См фото:

переработка шин в резиновую крошку 

На фото видно, что между слоями корда резины очень мало и она тонкая. При дроблении этих слоев крошка получится очень мелкая в виде резиновой пыли до 1 мм. Это даже не резина с кордом, а больше прорезиненная ткань.

В рассматриваемом варианте, кордные слои шины мы в крошку не перерабатываем, а режем их на чипсы гидравлической дробилкой ГДШ-500 или ножницами НС-500. На выходе имеем 2 вида продукции: а)резиновая крошка и б)резиновые кордовые пластинки.

Так как более 90% производимой в СНГ резиновой крошки идет именно на цветные резиновые напольные покрытия в виде брусчатки и другие сегменты , мы рекомендуем делать 2-х слойную резиновую плитку.

Верхний более тонкий  слой изделия из резиновой крошки, нижний с применением резиновых кордных пластинок, перемешанных с крошкой. Такая технология дает 4 полезных  эффекта:  во-первых, себестоимость чистой резиновой крошки, полученной на УПШ очень низкая; во вторых применение резиновых пластинок сильно экономит резиновую крошку и это является дешевым наполнителем резиновой брусчатки.  В- третьих, армированные кордом  пластинки в нижнем слое значительно увеличивают прочность изделия. В-четвертых, благодаря использованию более крупных пластинок вместо крошки в нижних слоях значительно экономит расход  дорогостоящего связующего.  Благодаря перечисленным  факторам, себестоимость готовой продукции на выходе снижается в разы, а качество и прочностные характеристики  улучшаются.

Б) На УПШ возможно полное дробление покрышек в резиновые гранулы, как это происходит на классической линии многостадийной переработки.  Целесообразно перерабатывать шины в 2 этапа: первый производство чистой крошки, второй дробление кордных слоев шины.   Для очистки той части крошки с включением кордных слоев потребуется доп. оборудование для сепарации корда.

Покупатель мобильных УПШ сам решает, какой режим переработки шины (полной или частичной в крошку) ему выбрать, исходя из своих целей из задач.

УПШ как альтернативная технология полного дробления шин в крошку лишена необходимости обязательной сепарации металла и текстиля и следовательно, можно обойтись без этого дорогостоящего оборудования.

В классической линии полного дробления шин, на выходе около 30-40% это отход  в виде запутанной тонкой бортовой проволоки и текстиля с включением застрявшей в нем резиновой пыли. Только около 60% на выходе это товарная резиновая крошка, из которой только 70-80 % это фракции 2-4 мм. Остальное это резиновая пыль, спрос на которую ограничен сезонами и регионом поставки. И это эффективная линия! Менее эффективная линия , при сепарации текстиля и металла, теряет около 50% в виде отходов от веса утиль сырья.

Мы же на УПШ получаем около 50% в виде резиновой крошки хорошего качества, а кордные слои не дробим в отходы: дробленый текстиль и мет. корд и не тратим на это деньги, а получаем продукт- кордовые пластинки , как дешевый наполнитель в цветную плитку. Т.е. мы 100% шины перерабатываем в 100% продукции, используя технологию неполного дробления шин в крошку.

© 2009-2018 ООО Техноресурсы Все права защищены.
Разработка сайта: Studio-2A