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CN111037802A - 废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块破碎系统 - Google Patents

废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块破碎系统 Download PDF

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CN111037802A
CN111037802A CN202010110130.6A CN202010110130A CN111037802A CN 111037802 A CN111037802 A CN 111037802A CN 202010110130 A CN202010110130 A CN 202010110130A CN 111037802 A CN111037802 A CN 111037802A
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Abstract

本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块破碎系统。其特征是：包括开放式双辊粗碎机、开放式双辊细碎机。所述开放式双辊粗碎机设计有滚筒圆周筛，过筛符合要求的胶块由倾斜输送带输送到开放式双辊细碎机进一步细碎，过筛不符合要求的胶块在滚筒圆周筛内置斗板帮助下返回开放式双辊粗碎机继续破碎。

Description

废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块破碎系统
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块破碎系统。
背景技术
废旧轮胎是常见的固体废弃污染物，人们通过很多途径对其回收利用实现无害化处理，现有处理方式包括制备胶粉、再生胶、燃料油等,这些处理方式都需要分解破碎废旧轮胎。现有废旧轮胎主要有轿车轮胎、载重轮胎、农业轮胎、工程轮胎、特种车辆轮胎、航空轮胎、摩托车轮胎和自行车胎等，其中载重轮胎数量占比较大，其外胎结构较为复杂而不易分解破碎。中国发明专利（专利申请号为201711403046.8，专利名称为轮胎破碎专用刀辊结构及采用其的轮胎破碎机）公开了轮胎破碎专用刀辊结构及采用其的轮胎破碎机，其特征在于：本发明涉及一种轮胎破碎专用刀辊结构，包含主轴和刀盘；主轴上并列排布安装有若干个刀盘，刀盘由刀盘母体和刀头两部分组成，刀盘母体为正多边形，刀盘母体的每个边面上均安装有刀头；刀盘母体和刀头采用两种不同的金属材质，刀盘母体采用普通强度金属材质，刀头采用高耐磨高硬度的硬质合金。本发明还涉及一种具有该轮胎破碎专用刀辊结构的轮胎破碎机，在所述轮胎破碎专用刀轴结构的上方，还安装有一对强制进料辊对轮胎进行强制进料。本发明解决了现有轮胎破碎机刀具损耗块，耐用度低，使用成本过高，更换维护不便的缺陷。中国发明专利（专利申请号为201721641931.5，专利名称为一种轮胎破碎机刀具组件及该轮胎破碎机）公开了一种轮胎破碎机刀具组件及该轮胎破碎机，其特征在于，本实用新型公开一种轮胎破碎机刀具组件，包括刀盘、第一刀片、第二刀片、螺丝；所述刀盘的两个面上分别安装有六个刀片，每个面上的刀片由四个第一刀片和两个第二刀片构成；上述刀片配置为四角形和带凸钩的不规则形状；其中，第一刀片为四角形，第二刀片为不规则形状、边缘带有凸出的钩状刀刃；所述刀盘是圆形，其双面加工有凹槽，凹槽形状与第一刀片、第二刀片形状相适应；第一刀片、第二刀片均用螺丝固定在刀盘上。本实用新型还公开了一种轮胎破碎机。本实用新型可以降低破碎机的刀具成本，便于维修更换刀具；采用双面安装刀片及使用八个切削刃的刀片，大大延长了刀片的使用寿命，可以减少破碎机的操作和维护成本，提高了破碎效率。
现有技术一废旧轮胎破碎刀具由刀盘母体和刀头两部分组成，刀盘母体采用普通强度金属材质，刀头采用高耐磨高硬度的硬质合金，应是参考金属切削机床中车刀、铣刀的制作方法，但是废旧轮胎为硫化橡胶和高强钢丝的制品，不同于材质均匀的金属材料，硫化橡胶的高弹性与高强钢丝的较高表面硬度及强度，使高耐磨高硬度的硬质合金的刀头能够满足切割高强钢丝却不易破碎硫化橡胶。现有技术二设计刀片为四角形和带凸钩的不规则形状，并采用双面安装刀片及使用八个切削刃的刀片，目的是提高橡胶的剪切效率，但是切割高强钢丝时极易损坏刀片。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块破碎系统，其特征是：包括开放式双辊粗碎机、开放式双辊细碎机。
所述开放式双辊粗碎机设计有滚筒圆周筛，过筛符合要求的胶块由倾斜输送带输送到开放式双辊细碎机进一步细碎，过筛不符合要求的胶块在滚筒圆周筛内置斗板帮助下返回开放式双辊粗碎机继续破碎。
所述开放式双辊粗碎机包括限矩式液力偶合器、机箱、粗碎齿辊。
所述粗碎齿辊包括辊筒、键条、刀轮组、预应力环锚索。
所述辊筒的辊面上剪刃为刀轮组，刀轮组通过键条将扭矩传递到辊筒，刀轮组由10～20片刀轮组合而成，每片刀轮由四件刀盘构成，刀盘设计有高低阶，刀盘高阶部分设计8～16齿刃，刀盘低阶部分设计有环锚碇、锚索槽，环锚碇分隔为两区，分别设计有张拉端锚杯和固定端镦头锚板，一根Ø5预应力高强钢丝穿过张拉端锚杯并环绕刀轮一周后穿过固定端镦头锚板冷镦成镦头，在张拉端锚杯安装锚夹片后施加预应力后形成预应力环锚索，预应力环锚索将四件刀盘紧紧固结为一片刀轮，一对相对回转的辊筒辊面上的刀轮高低阶两两相对应，使得两辊上刀轮高阶齿刃两相交错如同循环往复开合的剪刀对废旧轮胎胶块实施剪切。
所述开放式双辊细碎机包括液力偶合器、机体、细碎齿辊。
所述细碎齿辊包括轧辊、圆键、刀碗组、预应力环型锚索，所述轧辊的辊面上剪刃为刀碗组，刀碗组通过圆键将扭矩传递到轧辊，刀碗组由20～30片刀碗组合而成，每片刀碗由两件飞剪盘构成，飞剪盘设计有高低阶，飞剪盘高阶部分设计4段剪齿刃，剪齿刃均匀分布6～8道断屑槽，飞剪盘低阶部分设计有环型锚碇、锚索鞍，环型锚碇分隔为两区，分别设计有张拉端锚孔和固定端镦头锚孔，一根Ø3预应力高强钢丝穿过张拉端锚孔并环绕刀碗一周后穿过固定端镦头锚孔冷镦成圆镦头，在张拉端锚孔安装锚夹具后施加预应力后形成预应力环型锚索，预应力环型锚索将两件飞剪盘紧紧固结为一片刀碗，一对相对回转的轧辊辊面上的刀碗高低阶两两相对应，使得两辊上刀碗高阶齿刃两相交错如同循环往复开合的剪刀对粗破胶块实施剪切。
发明人发现，载重轮胎由外胎、内胎和垫带构成。外胎由胎体、胎面和胎圈三个主要部分组成，胎体由多层挂胶帘布按一定的角度贴合而成，帘布通常用高强钢丝、合成纤维挂胶制作；胎面与地面接触，常用耐热、耐剪切的胶料制作；胎圈的用途是使轮胎紧密的固定在轮辋上，胎圈主要由钢丝圈、三角填充胶、钢丝圈包布组成。
发明人发现，将胎体切割为3～4cm胶块后，胶块通常外覆硫化橡胶而内含高强钢丝网片，无论是回收利用于掺混混凝土、配比沥青路面、填充橡胶制品、制备再生橡胶等用途，都需要先粗碎为5目的橡胶块后进一步细碎至10～12目的橡胶颗粒并同时分离钢丝：粗碎阶段即3～4cm胶块破碎为5目的橡胶块，破碎装置采用开放式双辊粗碎机破碎，破碎获得的胶块落入滚筒圆周筛过筛，达不到5目要求的胶块在滚筒圆周筛内置斗板帮助下返回开放式双辊粗碎机继续破碎，达到5目要求的胶块由倾斜输送带送入开放式双辊细碎机继续破碎；细碎阶段即5目的橡胶块进一步破碎为10～12目的橡胶颗粒，破碎装置采用开放式双辊细碎机破碎，倾斜输送带输送5目胶块过程中设置门式除铁器，将已经散落的钢丝磁选分离，在细碎阶段，破碎后的5目的橡胶块内含有细钢丝，采用剪切加工方式的机械效率最高，但剪刃优先适用于破碎高强钢丝，那么需将剪刃的表面硬度提高且设计足够的断屑槽，确保剪刃不易磨损和及时散热，也避免高温使橡胶颗粒表面碳化。
发明人发现，由于硫化橡胶的高弹性，对其挤压、冲击、钻刺等的机械能会转变为弹性势能而作无用功，须优先考虑适用于硫化橡胶破碎工艺，而剪切加工方式的机械效率最高，且适用于破碎高强钢丝网片，因此采用开放式双辊粗碎机，辊筒的辊面上剪刃为刀轮组，刀轮组通过键条将扭矩传递到辊筒，刀轮组由10～20片刀轮组合而成，每片刀轮由四件刀盘构成，刀盘设计有高低阶，刀盘高阶部分设计8～16齿刃，刀盘低阶部分设计有环锚碇、锚索槽，环锚碇分隔为两区，分别设计有张拉端锚杯和固定端镦头锚板，一根Ø5预应力高强钢丝穿过张拉端锚杯并环绕刀轮一周后穿过固定端镦头锚板冷镦成镦头，在张拉端锚杯安装锚夹片后施加预应力后形成预应力环锚索，预应力环锚索将四件刀盘紧紧固结为一片刀轮，一对相对回转的辊筒辊面上的刀轮高低阶两两相对应，使得两辊上刀轮高阶齿刃两相交错如同循环往复开合的剪刀对废旧轮胎胶块实施剪切。
发明人发现，辊筒的辊面上剪刃优先考虑适用于破碎硫化橡胶，而剪切高强钢丝网片这种硬度高、强度高的材质，易出现剪刃断裂的状况，原因就是剪刃除了承受较大的冲击力、挤压力外，还须平衡剪切时较大的扭矩，因此设计预应力环锚索将四件刀盘紧紧固结为一片刀轮，除了方便维修更换外，关键是将刀盘上齿刃需承受的冲击力、挤压力、扭矩转移到由预应力环锚索承担，换言之，就是刀盘上齿刃变为传力件，预应力环锚索变为受力件，无疑大大改善了刀盘上齿刃的工况条件，延长了使用寿命。
发明人发现，刀盘采用熔模精密铸造，其材质优选ZG270-500，铸造成型后退火，精加工后调质，调质硬度 HRC29-32，依序将四件刀盘组装为刀轮，选定其中一件刀盘的环锚碇为施加预应力平台，将一根Ø5预应力高强钢丝依次穿过选定环锚碇的张拉端锚杯后沿锚索槽穿入余下刀盘的固定端镦头锚板，即Ø5预应力高强钢丝环绕刀轮一周后穿过选定环锚碇的固定端镦头锚板，用液压冷镦机将其冷镦为镦头，然后在张拉端锚杯安装锚夹片，并均匀涂抹退锚油脂以方便维修，使用穿心式液压千斤顶施加预应力，所施加的预应力为Ø5预应力高强钢丝抗拉强度的60%，预应力环锚索将四件刀盘紧紧固结为一片刀轮，然后按高低阶排序将刀轮依次穿入辊筒组成刀轮组，用键条将辊筒与刀轮组联结。
发明人发现，为解决粗碎齿辊上齿刃断齿问题，除了粗碎齿辊上齿刃需承受的冲击力、挤压力、扭矩转移到由预应力环锚索承担外，还可根据Ø5预应力高强钢丝拉伸力90%为限值计算出粗碎齿辊承载的最大扭矩，通过限矩式液力偶合器对粗碎齿辊承载的扭矩进行限制。
发明人发现，胎体胶块细碎机械采用开放式双辊细碎机，轧辊的辊面上剪刃为刀碗组，刀碗组通过圆键将扭矩传递到轧辊，刀碗组由20～30片刀碗组合而成，每片刀碗由两件飞剪盘构成，飞剪盘设计有高低阶，飞剪盘高阶部分设计4段剪齿刃，剪齿刃均匀分布6～8道断屑槽，飞剪盘低阶部分设计有环型锚碇、锚索鞍，环型锚碇分隔为两区，分别设计有张拉端锚孔和固定端镦头锚孔，一根Ø3预应力高强钢丝穿过张拉端锚孔并环绕刀碗一周后穿过固定端镦头锚孔冷镦成镦头，在张拉端锚孔安装锚夹具后施加预应力后形成预应力环型锚索，预应力环型锚索将两件飞剪盘紧紧固结为一片刀碗，一对相对回转的轧辊辊面上的刀碗高低阶两两相对应，使得两辊上刀碗高阶齿刃两相交错如同循环往复开合的剪刀对粗破胶块实施剪切。
发明人发现，细碎齿辊的辊面上剪刃优先适用于破碎高强钢丝，而剪切高强钢丝这种硬度高、强度高的材质，易出现剪刃断裂的状况，原因就是剪刃除了承受较大的冲击力、挤压力外，还须平衡剪切时较大的扭矩，因此设计预应力环型锚索将两件飞剪盘紧紧固结为一片刀碗，除了方便维修更换外，关键是将飞剪盘上齿刃需承受的冲击力、挤压力、扭矩转移到由预应力环型锚索承担，换言之，就是飞剪盘上齿刃变为传力件，预应力环型锚索变为受力件，无疑大大改善了飞剪盘上齿刃的工况条件，延长了使用寿命。
发明人发现，飞剪盘采用20CrMnTi锻件，精加工后碳氮共渗热处理，表面硬度HRA56-60，芯部硬度HRC25-28，依序将两片飞剪盘组装为刀碗，选定其中一片飞剪盘的环型锚碇为施加预应力平台，将一根Ø3预应力高强钢丝依次穿过选定环型锚碇的张拉端锚孔后沿锚索鞍穿入另一飞剪盘的固定端镦头锚孔，即Ø3预应力高强钢丝环绕刀碗一周后穿过选定环型锚碇的固定端镦头锚孔，用液压冷镦机将其冷镦为圆镦头，然后在张拉端锚孔安装锚夹具，并均匀涂抹退锚油脂以方便维修，使用穿心式液压千斤顶施加预应力，所施加的预应力为Ø3预应力高强钢丝抗拉强度的60%，预应力环型锚索将两件飞剪盘紧紧固结为一片刀碗，然后按高低阶排序将刀碗依次穿入轧辊组成刀碗组，用圆键将轧辊与刀碗组联结。
发明人发现，为解决细碎齿辊上齿刃断齿问题，除了细碎齿辊上齿刃需承受的冲击力、挤压力、扭矩转移到由预应力环型锚索承担外，还可根据Ø3预应力高强钢丝拉伸力90%为限值计算出细碎齿辊承载的最大扭矩，通过液力偶合器对细碎齿辊承载的扭矩进行限制。
相对于现有技术，本发明至少含有以下优点：第一，刀盘或刀碗上齿刃变为传力件，预应力环锚索变为受力件，无疑大大改善了刀盘上齿刃的工况条件，延长了使用寿命；第二，为解决齿刃断齿问题，除了将齿刃需承受的冲击力、挤压力、扭矩转移到由预应力环锚索承担外，还可根据预应力高强钢丝90%拉伸力为限值计算出承载的最大扭矩，通过限矩式液力偶合器对承载的扭矩进行限制。
附图说明
图1为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块破碎系统的主视结构示意图。
图2为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块破碎系统的A-A剖面结构示意图。
图3为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块破碎系统的B大样结构示意图。
图4为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块破碎系统的C大样结构示意图。
图5为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块破碎系统的D局部放大结构示意图。
图6为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块破碎系统的E大样结构示意图。
图7为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块破碎系统的F大样结构示意图。
图8为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块细碎齿辊的G大样结构示意图。
图9为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块细碎齿辊的H向结构示意图。
图10为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块细碎齿辊的I大样结构示意图。
图11为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块细碎齿辊的J大样结构示意图。
图12为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块细碎齿辊的K向结构示意图。
图13为本发明废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块细碎齿辊的L大样结构示意图。
Ⅰ－开放式双辊粗碎机 Ⅱ－开放式双辊细碎机
1－辊筒 2－键条 3－刀轮组 4－预应力环锚索 5－刀轮
6－环锚碇 7－锚索槽 8－刀盘 9－张拉端锚杯
10－固定端镦头锚板 11－锚夹片 12－Ø5预应力高强钢丝
13－镦头 14－限矩式液力偶合器 15－机箱 16－粗碎齿辊
17－滚筒圆周筛 18－倾斜输送带 19－轧辊 20－圆键 21－刀碗组 22－预应力环型锚索 23－刀碗 24－环型锚碇 25－锚索鞍
26－飞剪盘 27－张拉端锚孔 28－固定端镦头锚孔 29－锚夹具
30－Ø3预应力高强钢丝 31－圆镦头 32－液力偶合器 33－机体 34－细碎齿辊。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的说明。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13所示，废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块破碎系统，其特征是：包括开放式双辊粗碎机Ⅰ、开放式双辊细碎机Ⅱ。
所述开放式双辊粗碎机Ⅰ设计有滚筒圆周筛17，过筛符合要求的胶块由倾斜输送带18输送到开放式双辊细碎机Ⅱ进一步细碎，过筛不符合要求的胶块在滚筒圆周筛17内置斗板帮助下返回开放式双辊粗碎机Ⅰ继续破碎。
所述开放式双辊粗碎机Ⅰ包括限矩式液力偶合器14、机箱15、粗碎齿辊16。
所述粗碎齿辊包括辊筒1、键条2、刀轮组3、预应力环锚索4。
所述辊筒1的辊面上剪刃为刀轮组3，刀轮组3通过键条2将扭矩传递到辊筒1，刀轮组3由10～20片刀轮5组合而成，每片刀轮5由四件刀盘8构成，刀盘8设计有高低阶，刀盘8高阶部分设计8～16齿刃，刀盘8低阶部分设计有环锚碇6、锚索槽7，环锚碇6分隔为两区，分别设计有张拉端锚杯9和固定端镦头锚板10，一根Ø5预应力高强钢丝12穿过张拉端锚杯9并环绕刀轮5一周后穿过固定端镦头锚板10冷镦成镦头13，在张拉端锚杯9安装锚夹片11后施加预应力后形成预应力环锚索4，预应力环锚索4将四件刀盘8紧紧固结为一片刀轮5，一对相对回转的辊筒1辊面上的刀轮5高低阶两两相对应，使得两辊上刀轮5高阶齿刃两相交错如同循环往复开合的剪刀对废旧轮胎胶块实施剪切。
所述开放式双辊细碎机Ⅱ包括液力偶合器32、机体33、细碎齿辊34。
所述细碎齿辊34包括轧辊19、圆键20、刀碗组21、预应力环型锚索22，所述轧辊19的辊面上剪刃为刀碗组21，刀碗组21通过圆键20将扭矩传递到轧辊19，刀碗组21由20～30片刀碗23组合而成，每片刀碗23由两件飞剪盘26构成，飞剪盘26设计有高低阶，飞剪盘26高阶部分设计4段剪齿刃，剪齿刃均匀分布6～8道断屑槽，飞剪盘26低阶部分设计有环型锚碇24、锚索鞍25，环型锚碇24分隔为两区，分别设计有张拉端锚孔27和固定端镦头锚孔28，一根Ø3预应力高强钢丝30穿过张拉端锚孔27并环绕刀碗23一周后穿过固定端镦头锚孔28冷镦成圆镦头31，在张拉端锚孔27安装锚夹具29后施加预应力后形成预应力环型锚索4，预应力环型锚索4将两件飞剪盘26紧紧固结为一片刀碗23，一对相对回转的轧辊19辊面上的刀碗23高低阶两两相对应，使得两辊上刀碗23高阶齿刃两相交错如同循环往复开合的剪刀对粗破胶块实施剪切。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (1)

1.废旧载重轮胎外胎破碎机器人胶块破碎系统，其特征是：包括开放式双辊粗碎机、开放式双辊细碎机；所述开放式双辊粗碎机设计有滚筒圆周筛，过筛符合要求的胶块由倾斜输送带输送到开放式双辊细碎机进一步细碎，过筛不符合要求的胶块在滚筒圆周筛内置斗板帮助下返回开放式双辊粗碎机继续破碎；所述开放式双辊粗碎机包括限矩式液力偶合器、机箱、粗碎齿辊；所述粗碎齿辊包括辊筒、键条、刀轮组、预应力环锚索；所述辊筒的辊面上剪刃为刀轮组，刀轮组通过键条将扭矩传递到辊筒，刀轮组由10～20片刀轮组合而成，每片刀轮由四件刀盘构成，刀盘设计有高低阶，刀盘高阶部分设计8～16齿刃，刀盘低阶部分设计有环锚碇、锚索槽，环锚碇分隔为两区，分别设计有张拉端锚杯和固定端镦头锚板，一根Ø5预应力高强钢丝穿过张拉端锚杯并环绕刀轮一周后穿过固定端镦头锚板冷镦成镦头，在张拉端锚杯安装锚夹片后施加预应力后形成预应力环锚索，预应力环锚索将四件刀盘紧紧固结为一片刀轮，一对相对回转的辊筒辊面上的刀轮高低阶两两相对应，使得两辊上刀轮高阶齿刃两相交错如同循环往复开合的剪刀对废旧轮胎胶块实施剪切；所述开放式双辊细碎机包括液力偶合器、机体、细碎齿辊；所述细碎齿辊包括轧辊、圆键、刀碗组、预应力环型锚索，所述轧辊的辊面上剪刃为刀碗组，刀碗组通过圆键将扭矩传递到轧辊，刀碗组由20～30片刀碗组合而成，每片刀碗由两件飞剪盘构成，飞剪盘设计有高低阶，飞剪盘高阶部分设计4段剪齿刃，剪齿刃均匀分布6～8道断屑槽，飞剪盘低阶部分设计有环型锚碇、锚索鞍，环型锚碇分隔为两区，分别设计有张拉端锚孔和固定端镦头锚孔，一根Ø3预应力高强钢丝穿过张拉端锚孔并环绕刀碗一周后穿过固定端镦头锚孔冷镦成圆镦头，在张拉端锚孔安装锚夹具后施加预应力后形成预应力环型锚索，预应力环型锚索将两件飞剪盘紧紧固结为一片刀碗，一对相对回转的轧辊辊面上的刀碗高低阶两两相对应，使得两辊上刀碗高阶齿刃两相交错如同循环往复开合的剪刀对粗破胶块实施剪切。
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