машина для разделения витых изделий на стальную проволоку и токопроводящую жилу

Формула изобретения

Машина для разделения витых изделий, преимущественно бронированных кабелей, на стальную проволоку и токопроводящую жилу, состоящая из закрепленных по ходу технологического процесса на основании и кинематически связанных между собой крутильного механизма, выполненного в виде ротора с размещенными внутри несущим валом с приемными катушками, посаженными на него, направляющими барабанами, роликами и волоками, отдаточного и приемного механизмов с катушками, отличающаяся тем, что ротор машины выполнен в виде сдвоенного корпуса, состоящего из скрепленных между собой большого и малого корпусов, на внутренней поверхности большого корпуса размещены направляющие барабаны и ролики в количестве, равном числу приемных катушек, а на наружной поверхности малого корпуса установлены волоки для направления стальной проволоки к месту намотки, несущий вал с приемными катушками выполнен в виде автономной независимой от ротора конструкции с жестким соединением катушек между собой и с несущим валом для обеспечения синхронного наматывания стальной проволоки одновременно на все приемные катушки с возможностью соосного машине возвратно-поступательного перемещения на величину ширины отдельно взятой катушки для равномерной укладки стальной проволоки на все приемные катушки, при этом машина выполнена с возможностью принудительной намотки стальной проволоки на приемные катушки за счет вращения ротора со скоростью, обеспечивающей одновременное снятие токопроводящей жилы с витого изделия и намотки ее на катушку приемного механизма.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области переработки отходов производства и эксплуатации кабеля, преимущественно бронированного, а готовая продукция переработки может быть использована на металлургических заводах при производстве черных и цветных металлов, в строительстве и т.д.

Известно, что бронированный кабель содержит токопроводящие жилы из меди или алюминия, заключенные в изоляционный полимерный материал, и бронированные повивы из стальной круглой проволоки.

Широкое применение бронированных кабелей приводит к большому накоплению отходов и остро ставит задачу их утилизации и применения готовой продукции переработки в различных отраслях народного хозяйства.

Данное изобретение предлагает один из путей решения проблемы переработки отходов кабельной продукции.

Известны поточная линия и способ извлечения металла из отходов проводников тока в полимерной изоляции (Авторское свидетельство СССР №583190, Кл. С22В 7/00).

Линия включает дробилку, транспортер, классификатор для отделения мелочи, лопастной дозатор, пневмосепаратор с вентилятором и систему управления, обеспечивающие выполнение таких операций, как подачу исходного сырья, дробление в воздушной среде, обдир изоляции, пневматическое транспортирование и классификацию по отделению мелочи, воздушную сепарацию на металлическую и полимерные части.

Недостатком данного способа является спекание частиц при дроблении из-за большого количества тепла, что затрудняет дальнейшую пневмосепарацию. Кроме того, использование данного способа для разделения витого изделия на стальную часть и цветной металл является спорным и может не дать желаемого результата.

Известен способ разделения многокомпанентного материала на составные части путем нагревания с добавлением шлакообразующего флюса, последующего перемешивания и выдержки расплава в жидком состоянии, затвердевания и разделения механическим путем (Патент РФ №2.201.978 С22В 7/00).

Способ очень сложный затратный и может быть использован при переработке материалов, находящихся в мелкодисперсионном состоянии с большим количеством компонентов.

Известен способ переработки отходов проводников тока, например сталеалюминиевого провода, с разделением его на стальную проволоку и алюминиевый проводник (Авторское свидетельство СССР №1668436 Кл. С22В 7/00). Принят за прототип.

Способ заключается в измерении диаметра провода, шага скрутки наружного повива алюминиевых проволок и числа повивов алюминиевых проволок, разрезании провода на куски длиной, определяемой по формуле:

где

L - длина куска;

D - диаметр провода;

t - шаг скрутки провода;

n - число повивов.

Разрезанные на куски указанной длины провода попадают на вибрационный конвейер, где под действием вибрации распадаются на составляющие элементы, отрезки стальных и алюминиевых проволок. Затем магнитной сепарацией осуществляют их разделение.

Основные недостатки данного способа:

- использование рубки сталеалюминиевого провода является дорогой сложной операцией;

- применение виброобработки ведет к уносу извлекаемых материалов в атмосферу и, как следствие, потере производительности труда;

- смешивание отрезков проводов стальной и алюминиевой проволок приводит к засорению стальной части алюминиевыми составляющими, а алюминиевой части стальными составляющими, поэтому готовая продукция получается невысокого качества;

- применение виброобработки для разделения провода на стальную и алюминиевые составляющие является ненадежной операцией и, как следствие, может привести к их смешиванию и получению лома ненадлежащего качества.

Технической задачей изобретения является:

- повышение качества готовой продукции, т.е. ликвидация загрязнения стальной части цветными составляющими и, наоборот, цветной части стальной составляющей;

- упрощение технологии производства и машины в целом;

- повышение производительности труда;

- уменьшение потерь извлекаемых материалов.

Технический результат достигается тем, что в машине для разделения витых изделий, преимущественно бронированных кабелей, на стальную проволоку и токопроводящую жилу, содержащей закрепленные по ходу технологического процесса на основании и кинематически связанные между собой крутильный механизм, выполненный в виде ротора с размещенными внутри несущим валом с посаженными на нем приемными катушками и направляющими барабанами, роликами и волоками, отдаточный и приемный механизмы с катушками, согласно изобретению, ротор выполнен в виде сдвоенного корпуса состоящего из скрепленных между собой большого и малого корпусов, на внутренней поверхности большого корпуса размещены направляющие барабаны и ролики в количестве, равном числу приемных катушек, а на наружной поверхности малого корпуса установлены волоки для направления движения стальной проволоки к месту намотки, несущий вал с посаженными на него приемными катушками является автономной независимой от ротора конструкцией, имеющей жесткое соединение катушек между собой и с несущим валом для обеспечения синхронного наматывания стальной проволоки на все приемные катушки одновременно и располагающей возможностью соосного вдоль машины возвратно-поступательного перемещения на величину ширины отдельно взятой катушки с целью получения равномерной укладки стальной проволоки на все приемные катушки.

Кроме того:

- каждая разматываемая стальная проволока проходит через направляющие барабан ролик, волоку и принудительно наматывается на приемную катушку за счет вращения ротора;

- токопроводящая жила вытягивается принудительно на приемную катушку приемного механизма синхронно со стальной проволокой со скоростью, обеспечивающей одновременное снятие токопроводящей жилы и стальной проволоки с витого изделия;

- усилие вытяжки витого изделия разделяется на два узла: на ротор, обеспечивающий вытягивание стальных проволок и на приемный механизм, обеспечивающий вытягивание токопроводящей жилы.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

на фиг.1а представлен общий вид машины, вид спереди;

на фиг.1б - вид сверху;

на фиг.2а - общий вид крутильного механизма;

на фиг 2б - разрез направляющего ролика;

на фиг.2в - разрез волоки;

на фиг.2г - разрез направляющего барабана;

на фиг.3 - общий вид несущего вала с приемными катушками.

Машина для разделения витого изделия состоит из кинематически связанных между собой механизмов и основных узлов (фиг.1а и 1б): крутильного механизма 1 в виде ротора 11, отдаточного механизма 2, приемного механизма 3, цепной передачи 9 крутильного механизма, цепной передачи 10 приемного механизма, редуктора 6, коробки скоростей 7.

Ротор 11 крутильного механизма (фиг.2а) состоит из двух корпусов - большого 16 и малого 17, направляющих барабанов 27 (фиг.2г), направляющих роликов 14 (фиг.2б), установленных на большом корпусе, волок 15 (фиг.2в), внедренных в малый корпус. Кроме того, ротор включает несущий вал 13 и посаженные на него приемные катушки 12. Приемные катушки жестко крепятся к несущему валу (фиг.3) с помощью крепежных деталей 24. Несущий вал посажен на подшипники качения 19, а скрепленные между собой большой и малый корпуса ротора также снабжены подшипниками качения 20 с целью снижения силовых составляющих приводных узлов.

Крутильный механизм 1 закреплен на стойке 4, установленной на основании 5, содержит цепную передачу 9 с приводным колесом 25, передающим вращение от редуктора 6 к ротору 11.

Приемный механизм 3 снабжен катушкой для приема токопроводящей жилы, получает вращение с помощью цепной передачи 10 от коробки скоростей 7, которая, в свою очередь, приводится во вращение от двигателя 8 клиноременной передачей 26.

Выполнение ротора 11 машины в виде двух корпусов - большого 16 и малого 17, скрепленных между собой ребрами жесткости, позволяет усилить ротор и таким образом использовать приемные катушки большего размера, что в свою очередь ведет к увеличению коэффициента использования рабочего времени машины, производительности труда и объема производства готовой продукции, а также повысить надежность работы машины. Направляющие барабаны 27 установлены равномерно на внутренней поверхности большого корпуса из расчета один барабан на 5-6 проволок.

Направляющие ролики 14 размещены равномерно на всей внутренней поверхности большого корпуса 16 ротора 11, причем их количество должно соответствовать числу приемных катушек 12. Это позволяет повысить компактность машины, уменьшить удельную нагрузку на единицу площади корпуса ротора и таким образом повысить надежность работы машины и, как следствие, увеличить производительность труда и объем производства.

Использование волок с твердозакаленной поверхностью в малом корпусе 17 ротора 11 для направления движения стальной проволоки 22 к месту намотки обеспечивает оптимальную (малый путь) траекторию движения проволоки к катушке и таким образом упрощает технологию производства и машины в целом.

Несущий вал 13 с жестко закрепленными приемными катушками 12 образует независимую жесткую конструкцию, работающую автономно от ротора, позволяет вести прием стальной проволоки одновременно на все приемные катушки с одинаковой скоростью и исключить возможные случаи снятия проволок разных длин, что несомненно обеспечивает стабильность технологического процесса, высокое качество продукции и ликвидировать потери извлекаемого металла.

Использование принудительного наматывания стальной проволоки на приемные катушки с помощью вращения ротора вместо вращения заполненных массой проволоки катушек позволяет увеличить число оборотов ротора и таким образом повысить производительность труда.

Кроме того, исполнение ротора в таком виде позволяет повысить плотность и качество намотки и, как следствие, увеличивает качество готовой продукции.

Синхронизация скоростей намотки стальной проволоки и токопроводящей жилы обеспечивает снятие стальной проволоки и токопроводящей жилы с одного места витого изделия. При отсутствии этого происходит отставание или опережение снятия проволок или токопроводящей жилы друг от друга, съем элементов с разных мест витого изделия, что в свою очередь приведет к остановке процесса и машины в целом. В этом случае происходит потеря производительности труда, снижение качества готовой продукции.

Исполнение машины в виде одного двигателя и перевода вращающегося усилия на два исполнительных механизма:

- ротор для вытягивания стальных проволок;

- приемный механизм для вытягивания токопроводящей жилы позволяет уменьшить габариты исполнительного механизма и упростить схему его реализации.

Таким образом:

- выполнение ротора машины в виде скрепленных двух корпусов - большого и малого - с расположением на них равномерно по всей поверхности направляющих барабанов, роликов и волок;

- исполнение несущего вала с приемными катушками как единого жесткого механизма;

- принудительная намотка стальной проволоки на приемный механизм с помощью вращения ротора;

- синхронизация снятия стальной проволоки и токопроводящей жилы с витого изделия;

- перевод вращающегося усилия на два исполнительных устройства - ротор и приемный механизм, позволяют:

1. Получить готовую продукцию высокого качества без загрязнений, а именно стальную проволоку и токопроводящую жилу в чистом виде, в то время как в прототипе сталь загрязнена цветным металлом, а цветной металл сталью.

2. Упростить технологический процесс и машину путем простого отделения (снятия) стальной проволоки от токопроводящей жилы, в то время как в прототипе введение резки кабеля на куски усложнило технологию и потребовало использования дорогих трудозатратных механизмов, а применение виброконтейнеров для разделения витого изделия на стальную и цветную части не дало желаемых результатов.

3. Повысить производительность труда за счет простоты технологического процесса и машины для его реализации, в то время как в прототипе за счет использования сложных технологических операций и механизмов потребовало частых остановок для технического обслуживания и ремонта механизмов, а это в свою очередь привело к потере производительности труда и уменьшению объемов производства.

4. Уменьшить потери извлекаемых материалов за счет внедрения простого разделения витого изделия на стальную проволоку и токопроводящую жилу, в то время как в прототипе в связи с использованием процесса смешивания стальных и цветных составляющих (кусков) происходят потери извлекаемых материалов: в стали - цветных составляющих, в цветном металле - стали.

Кроме того, машина проста в изготовлении и требует меньше времени на сборку и обслуживание в период эксплуатации, может компоноваться различным количеством приемных катушек и, таким образом, позволяет расширить ассортимент перерабатываемых витых изделий.

Машина работает следующим образом.

На отдаточный механизм 2 ставится катушка с бронированным кабелем 21. Конец кабеля расплетается на определенную длину на стальные проволоки 22 и токопроводящую жилу 23. Каждая проволока проходит от места расплетенного участка витого изделия через направляющие: барабан 27, ролик 14 и волоку 15 - и крепится на приемную катушку 12, а токопроводящая жила 23 проходит по центру ротора 11 до приемного механизма 3 и крепится на катушке. Все элементы (проволоки и токопроводящая жила) натягиваются вручную и съем осуществляется с одного места витого изделия. С пуском машины от двигателя 8 с помощью редуктора 6 и цепной передачи 9 приводится во вращение ротор 11, а с помощью коробки скоростей 7 и цепной передачи 10 осуществляется синхронное вращение приемного механизма 3, обеспечивающее одновременное снятие стальной проволоки и токопроводящей жилы с витого изделия.

Например, при разделении бронированного кабеля конструкции 1 тпж + 18, имеющего одну токопроводящую жилу и один слой брони из стальной проволоки в количестве 18 штук, используется 18 приемных катушек ротора и катушка приемного механизма для приема токопроводящей жилы. С вращением ротора происходит принудительное наматывание стальных проволок на приемные катушки ротора и принудительное наматывание токопроводящей жилы на катушку приемного механизма. При этом приводится в действие механизм укладки стальной проволоки 18 на приемную катушку, обеспечивающий равномерное расположение проволоки по ширине каждой катушки.

Синхронизация скоростей намотки стальной проволоки на катушки ротора и токопроводящей жилы на катушку приемного механизма позволяет обеспечить снятие проволок и токопроводящей жилы с одного места бронированного кабеля и создать стабильность технологического процесса и работы машины в целом. Разложение усилий вытяжки витого изделия на два исполнительных устройства: ротор и приемный механизм - позволило создать очень простой технологический процесс разделения витого изделия на стальные проволоки и токопроводящую жилу и на базе этого процесса разработать машину в целом.

Заявленные конструктивные признаки позволяют создать машину, отличающуюся высокими технико-экономическими показателями по производительности труда, качеству готового продукта, простоте работы и обслуживания, сортаменту перерабатываемой продукции.