Измельчитель пластмассы своими руками

За каких-нибудь полвека пластмассы прочно вошли в жизнь человека. Изделия из них окружают нас, делая жизнь удобной и комфортной. Прочные и легкие, они настолько дешевы, что многие из них стали одноразовыми. Оборотной стороной этого удобства стали огромные запасы использованных пакетов, бутылок, сломанных игрушек и т. д. Они не разлагаются естественным путем и загрязняют окружающую среду.

Однако пластик поддается вторичной переработке. Перед тем, как отправить пластмассовые отходы на переработку, их требуется измельчить.

Разновидности измельчителей

Оборудование для измельчения подразделяется по назначению и по конструкции.

• Пленочные отходы. Эти агрегаты измельчают полипропиленовые, акриловые, полиэтиленовые, поливинилхлоридные пленки. Они снабжены V-образными ножами, режущими пленку подобно множеству ножниц.
• Тонкостенные изделия и бутылки. Используется несколько последовательно установленных резаков. Максимальная производительность достигается при полной загрузке устройства.
• Крупные и толстостенные изделия. Измельчают оконные рамы, корпуса приборов и т.п.

По конструктивному исполнению:

Каждая конструктивная группа оборудования предназначена для измельчения своего вида сырья:

• Щековые. Измельчение пластика проводится массивными стальными рифлеными пластинами, между которыми раздавливается и дробится пластик.
• Молотковые. Устройства ударного типа дробят сырье шарнирно закрепленными на вращающемся роторе молотками.
• Конусные. Сырье дробится между двумя конусами, напоминающими массивные терки.
• Роторные. Это самый популярный и наиболее универсальный вид дробилок для пластика.

Применяются и так называемые универсальные агрегаты. В них просто объединены несколько типов дробилок, каждая из которых перемалывает свой тип отходов.

Более подробно о роторном измельчителе

Роторные дробилки пластмасс демонстрируют высокую производительность и глубину измельчения. Тонкостенные отходы измельчают высокооборотными устройствами, обрабатывающими до 100 литров в час.

Для толстостенных отходов используют машины с низкой скоростью вращения, но с высоким моментом, их мощность достигает 10 киловатт. Производительность ограничена 15 литрами в час, им по плечу самые твердые пластики. Средние и крупные перерабатывающие предприятия обычно располагают обоими подвидами роторных измельчителей. На малой скорости твердые отходы предварительно дробятся, а далее окончательно измельчаются на высокоскоростных устройствах.

Рабочие органы таких аппаратов — это сам массивный рифленый ротор и неподвижные боковые ножи, числом от 3 до 7. Сырье поступают в рабочую камеру из загрузочного бункера и попадают между ножами ротора и неподвижными ножами, где и измельчаются.

Дробилка со встроенным шредером-термокомпактором

Роторные измельчители выпускаются с одним или двумя роторами. В некоторые модели добавляют колосниковую решетку. Она действует как молотковый измельчитель.

Принцип действия дробилок для пластика и сферы применения

Принцип действия всех дробилок сходен. Он заключается в разрушении исходного материала механическим путем. В сырье вызывают необратимые деформации — растяжения, сдвига, скручивания. Для дробления используются как острые металлические детали оборудования, так и крупные частицы еще не измельченного сырья.

Для каждого вида сырья с учетом его механических свойств подбирается соответствующее оборудование. Например, пленку бессмысленно дробить, но легко резать. А полистироловые отходы бесполезно резать, но, благодаря их хрупкости, легко раздробить.

В промышленных установках для снижения шумности и постоянной очистки рабочих органов применяют воду.

Главные области, в которых применяют измельчители пластика, это:

• заготовительные цеха предприятий по производству пластмасс;
• заводы, утилизирующие вторсырье;
• пункты приема и первичной переработки вторсырья.

Изготавливаем дробилку самостоятельно

Дробилки промышленного производства обладают отличными рабочими качествами и внешним видом, но стоят недешево. Тем временем можно изготовить измельчитель пластика своими руками, для этого понадобится домашняя мастерская и навыки слесарных и сварочных работ.

Материалы и инструменты

Для изготовления устройства своими руками понадобится:

• Дисковые пилы- 20 штук. Диски должны без трещин и не гнутые. Лучше подобрать их с разной формой и количеством зубьев — это расширит возможности аппарата.
• Электродвигатель.
• Рабочий вал.
• Два подшипника .
• Два шкива.
• Приводной ремень.
• Стальной уголок или другой профиль для рамы и каркаса.
• Крепеж.
• Стальной лист 0,8- 1,5 мм .
• провода, выключатель и коммутационная коробка.

Порядок изготовления

• Собрать режущий блок. На ось надевают дисковые пилы, разделяя их толстыми шайбами или гайками.
• Закрепить на оси шкив и подшипники.
• Сварить из профиля опорную раму и вертикальный каркас.
• Обшить каркас стальным листом, предусмотрев отверстия для рабочего вала.
• Установить режущий блок, закрепив подшипники в предусмотренных креплениях.
• Установить на раму электродвигатель, закрепить на его валу второй шкив, отрегулировать натяжение приводного ремня.
• Присоединить провода в соответствии с электрической схемой, тщательно заизолировав соединения.

Самодельная дробилка для пластика

Дробилка для пластика, изготовленная своими руками, готова к приему сырья.

Рекомендации специалистов

Прежде чем просверлить первую дырку, необходимо сделать подробный чертеж будущего агрегата. Конструкторская проработка избавит вас от неточностей, несоответствий размеров и много численных переделок.

Имея минимальную техническую документацию на свой аппарат, вы также сможете сэкономить много времени, когда придет пора его улучшения или модификации.

На этапе проектирования также следует определиться с мощностью электродвигателя. Если вы планируете большие объемы работ и полную загрузку, то двигатель нужен помощнее. Если же агрегат будет работать эпизодически, по мере накопления отходов- то можно выбрать маломощный и сэкономить на электроэнергии.

Чтобы не собирать с пола пластиковую крошку, стоит предусмотреть под выходным отверстием место для контейнера или приспособление для крепления мешка.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Материалы из полимеров довольно давно присутствуют в нашей жизни, и теперь их можно найти в любой отрасли. Но за счет того, что пластик не разлагается обычным образом, он приносит огромный ущерб окружающей среде.

Положительным же фактором считается возможность его вторичной переработки. Для этого пластик вначале подготавливается и приводится в нужное для него состояние, потом его начинают измельчать. Чтобы это осуществить, были созданы специальные приборы — дробилки (шредеры, станки, специальные измельчители). Сделать любой из них можно и самостоятельно.

Виды измельчителей

Существует 3 вида таких приборов, которые можно разделить по возможностям обработки всего материала. Они разделяются на следующие варианты:

• внешний вид конструкции напоминает необычные лезвия на ножницах, она подходит для работы с такими разновидностями пластика, как акрил, пленка и нейлон;
• вид, который применяется чаще всего на заводах, где делают пластмассу, а также на комбинатах по переработке старого материала;
• молотковые, конусные или же щековые устройства, которые используются для обрабатывания крупногабаритных деталей из пластика, к примеру, оконного профиля.

Материалы и инструменты для работы

Чтобы сделать этот прибор в домашних условиях, понадобятся некие навыки работы со сварочным оборудованием.

Весь измельчитель пластика сделан из следующих частей:

• дисковые пилы. Стандартное их количество составляет примерно двадцать штук. Так как это считается основанием всего устройства, выбирать их стоит только качественные и с разной конфигурацией зубьев, что помогает хорошо измельчать отходы;
• вместо привода стоит взять электрический вид двигателя. Причина в более длинном выборе и возможности применять не только на открытой площади, но и в самом помещении;
• ось для закрепления пил;
• для изготовления рамы и каркаса потребуется также профиль из металла;
• разные детали для закрепления;
• бункер, через который будут подаваться материалы для обрабатывания, и защитный кожух;
• чтобы присоединить ротор, понадобится специальный ремень, а еще шкив и пара подшипников.

Неправильный выбор пил для дробилки может привести к проблемам на оси, из-за чего конструкция станет сильно вибрировать и быстро ломаться.

Процесс изготовления

После подготовки всего нужного для работы, можно начать первый этап создания. Сначала создается режущий блок путем надевания на заранее подготовленную ось дисковых пил. Чтобы между этими импровизированными ножиками осталось нужное место, стоит применять гайки.

Далее проводим монтаж изделия на шкив и за счет подшипников создаем свободное вращение. Потом делаем из приготовленных металлических материалов прямоугольную раму и крепкий каркас.

Второй шаг — это приварка ножек, подобранных по высоте, с применением сварки. Далее каркас прикрывается листом из стали, для этого присоединяем его к раме. Создаем в нем отверстие нужной величины и закрепляем двигатель на равном расстоянии от режущих деталей. Специальный кожух и емкость для подачи сырья будут нужны для безопасности и эффективности процесса работы.

После изготовления каркаса начнем завершающий этап сборки дробилки для пластика. Для этого на ножи накладываем специальный защитный кожух и бункер, через который будет производиться подача материала. Во время изменения кожуха стоит заранее предусмотреть в нем дырку для присоединения оси со шкивом.

Последним действием считается присоединение режущего блока с валом мотора при помощи ремня. Все, конструкция сделана.

Рекомендации специалистов

Главный совет, который дают мастера, заключается в необходимости до начала работы сделать чертеж, чтобы точно знать, как будет выглядеть планируемая вами конструкция. Это поможет избежать неточностей и ошибок с размерами отдельных деталей.

Спланировав и собрав своими руками такой прибор, вы сможете, зная его конструкцию, спокойно вносить изменения и улучшать его. Обработанный пластик будет иметь такой размер, который закладывают в конструкционные возможности определенного устройства.

Во время выбора такого устройства заранее нужно определиться с тем, как часто агрегат будет применяться. Если работы на нем будет немного, и нагрузки планируются небольшие, то хватит электромотора слабой мощности, а вот для активного использования уже понадобится прибор более мощный и с огромным количеством оборотов.

А чтобы не нужно было собирать с пола обработанный фракционный материал, стоит под пилами предусмотреть угол для закрепления крепкого контейнера.

Переработка пластика – одна из наиболее свободных в России ниш для ведения бизнеса.

Однако вопрос его открытия чаще всего упирается в стоимость оборудования.

Часто предприниматели начинают не с полного цикла переработки с готовым гранулятом на выходе, а со сбора и измельчения полимерных отходов.

Даже в этом случае приобретение шредера и (или) дробилки может оказаться не по карману. Одно из наиболее обсуждаемых решений проблемы – самостоятельное изготовление измельчителя.

Такие проекты вполне реализуемы, если известны две «постоянных величины» – сырье и продукт.

Далее речь пойдет о том, как сделать шредер и как избежать грубых ошибок при проектировании и изготовлении своими руками дробилки для пластика.

Чем отличаются шредер и дробилка для полимеров?

Оба вида оборудования выполняют одну и ту же задачу – дробление.

При переработке пластиков этот процесс принято делить на две стадии:

• грубое измельчение – для этого используются шредеры;
• получение крошки мелкой фракции – для этого используется дробилка.

Принцип работы и кинематика обоих агрегатов чаще всего одинаковы, а отличаются они только некоторыми деталями, например, размером ячейки сита, перекрытием ножей и конфигурацией режущих кромок.

Разделение процесса на две стадии проводится с целью повышения производительности и оптимизации энергозатрат.

Конструкция измельчителя для пластмасс

При выборе конструкции измельчителя пластика стоит обратить внимание на предложения производителей оборудования.

Лучше взять за основу для проекта чужие наработки и иметь определенные ориентиры, чем изобретать велосипед и в итоге получить нерабочую модель.

Наибольшей популярностью пользуются одно- и двухвальные шредеры роторного типа.

Одновальные

Одновальные шредеры используются для первоначального измельчения большинства разновидностей полимеров.

Он состоит из ротора, на котором закреплены подвижные ножи (2) и корпуса с неподвижными, или статорными ножами (1). Сырье подается через загрузочное окно сверху, а готовая крошка под своим весом высыпается через калибрующее сито (3).

Процесс измельчения представляет собой многократное резание и продолжается до тех пор, пока весь пластик не уйдет в приемный бункер.

Конфигурация роторных ножей выбирается в зависимости от обрабатываемого материала:

1. Ласточкин хвост и наклонные – для переработки пленочных материалов, ПЭТ-тары и других мягких отходов.
2. Прямые – для измельчения литников, ящиков, толстостенных выдувных изделий, крышек от ПЭТ-бутылок. Такие ножи часто делаются в виде отдельных сегментов, которые располагают каскадно. Сегментация выполняется для снижения ударных нагрузок на привод, снижения шума и вибрации.

Статорные ножи для одновальных дробилок полимеров делают сплошными (типа Р).

Двухвальные

Роторные и статорные ножи на таких дробилках расположены в шахматном порядке, а валы вращаются во встречных направлениях.

Малопроизводительные машины с небольшой рабочей камерой выполняются с единым приводом, зубцы на роторных ножах служат для захвата и дробления отходов.

Измельчение выполняется также боковыми поверхностями (как в дисковых ножницах).

Где достать чертежи?

Нужно понимать, что производители оборудования для шредеров и дробилок не станут выкладывать чертежи в открытый доступ.

Проще всего получить схемы самодельного шредера или дробилки можно двумя способами:

1. Почитать форумы по теме, по типу этого. Вероятность найти точные и подробные чертежи измельчителей пластика очень мала. Нередко пользователи ресурсов переделывают какое-то невостребованное оборудование из смежной отрасли, например, сучкорез. А если дробилка делается «с нуля», мало кто заботится о документировании всех этапов изготовления. Тем не менее, читать форумы стоит: анализ обсуждений и чужих ошибок конструирования поможет сделать своими руками шредер для пластика более совершенной модели.
2. Снять размеры с действующего измельчителя. Получить полную информацию не выйдет, поскольку разбирать работающую машину хозяин не даст. Но в изготовлении собственной самодельной дробилки поможет даже визуальная оценка.

Многие попытки изготовить дробилку самостоятельно заходят в тупик из-за того, что конструктор пытается привязаться к существующему узлу. Например, «подогнать» все элементы под червячный редуктор, найденный в гараже.

Попытка удешевить конструкцию за счет вторичных деталей, как правило, приводит к ошибкам.

Исходные данные для конструирования

Начинать изготовление лучше с четкого определения задач измельчителя, то есть нужно знать вид и количество перерабатываемого сырья, размер фракции на выходе.

После этого находим подходящую под эти параметры модель любого известного производителя и берем ее технические характеристики:

• мощность двигателя;
• размеры загрузочного окна;
• количество и диаметр роторов;
• конфигурацию ножей.

Составление проекта

К примеру, мы определили, что под производственные задачи подходит двухвальный шредер с низкой частотой вращения роторов.

Его проект обязательно включает в себя:

• выбор двигателя по мощности;
• расчет передаточного числа редуктора и выбор заводской модели;
• определение диаметра и длины роторов (по размерам загрузочного окна);
• расчет валов на прочность;
• выбор подшипниковых опор.

Для этого понадобится учебник «Детали машин» для ВУЗов. Также придется заглянуть в ГОСТы по резьбовым соединениям, справочники по редукторам, подшипникам, муфтам и другим сборочным единицам.

При использовании метизов зарубежного производства часто возникают нестыковки стандартизации, например, «их» стопорные кольца толще «наших» при равных диаметрах.

Это нужно учитывать, когда назначаешь размеры канавки.

После расчетов необходимо выполнить компоновку узлов на миллиметровой бумаге или в редакторе типа AutoCAD, определить размеры корпусных деталей и станины.

К этой задаче нужно подойти ответственно, чтобы ничего не пропустить. Иногда выступающая головка «неучтенного» болта приводит к тому, что машину приходится переделывать. После этого делается деталировка – чертеж каждой детали в отдельности.

Конструкция привода

В заводских дробильных установках используется два способа передачи вращения от двигателя к редуктору:

1. Прямой привод (через муфту). Передача крутящего момента происходит без потерь, конструкция отличается компактными размерами. Если удалось подобрать готовый мотор-редуктор, габариты и вес установки будут еще меньше. Однако в таком случае необходимо предусмотреть ручное (а в идеале – автоматическое) реверсирование на случай заклинивания роторов.
2. Ременная передача. Потери КПД и сравнительно высокие габариты компенсируются плавным стартом механизма. При заклинивании шредеру грозит только обрыв или проскальзывание ремня.

Передача вращения между роторами (в случае использования одного двигателя) чаще всего выполняется через открытую зубчатую передачу. При конструировании нужно быть готовым к ее расчету. Скорее всего, шестерни придется заказывать.

Найти подходящую конфигурацию ножа несложно.

Многие производители не делают из этого секрета.

Любой интересующийся вопросом может выбрать подходящий профиль и переделать размеры под свой ротор, сделать нужное количество зубьев.

Ножи тоже придется заказывать у компании, занимающейся гидроабразивной, плазменной или лазерной резкой. После придется прошлифовать их в один размер по плоскости.

Вышесказанное относится и к неподвижным ножам. Только для них еще придется продумать способ крепления к корпусу.

Чаще всего в контрножах сверлят по два сквозных отверстия на боковинах и стягивают шпильками через дистанционные втулки.

Еще пара глухих отверстий с резьбой делается со стороны корпуса для крепления к нему на болты.

Еще один важный вопрос – материал. Это может быть одна из рессорных (65Г, 60С2, 65С2ВА) или штамповых (Х12МФ) сталей. В любом случае придется заказывать еще и грамотную термообработку с контролем твердости каждого готового ножа.

Стандартная для большинства производителей конфигурация посадки под ножи – шестигранник. То есть заготовкой для вала может служить прокатный профиль, концы которого протачивают под подшипники, шестерни, и т.д.

Оптимальный выбор – стали 40, 45, 40Х с улучшением (закалка + высокий отпуск).

Подшипниковые узлы

Можно использовать готовые подшипниковые узлы самоустанавливающейся конструкции.

Они «прощают» ошибки в соосности отверстий, при которых обычные радиальные подшипники будут перекашиваться и перегреваться.

Однако в сравнении с обычными подшипниками стоимость таких узлов значительно выше.

Кроме того, размеры их корпусов часто не позволяют соблюсти требуемое межосевое расстояние между роторами.

Чтобы избежать несоосности, в качестве букс используют боковины корпуса дробилки. Посадочные отверстия растачивают в станке с четырехкулачковым шпинделем, сложив детали вместе.

Если изготовить корпус с соосными отверстиями не выйдет, можно подобрать подходящие по грузоподъемности двухрядные сферические подшипники.

Роторы

Одно из основных требований к роторам – наличие гарантированного зазора между боковинами ножей. В противном случае они будут тереться между собой, возможно даже заклинивание механизма.

Ширина дистанционных втулок должна быть больше. Их также нужно прошлифовать в один размер.

Особое внимание стоит обратить на осевую регулировку.

В конструкции валов должна быть заложена возможность смещать весь комплект ножей и втулок на десятые доли миллиметра и надежно фиксировать его, когда боковой зазор будет равномерным.

Чаще всего на валах делаются резьбовые части, а положение ножей фиксируется гайками.

Сборка готовых узлов

Чтобы конструкция была ремонтопригодной, корпус не стоит делать сварным.

Лучше выполнить болтовое соединение.

Тогда измельчитель можно будет в любой момент разобрать для переточки или замены ножей.

Одна из частых проблем вращающихся механизмов – повышенная вибрация.

Чтобы избежать этого явления, нужно выполнить центровку исполнительного механизма, редуктора и двигателя, т. е. совместить их оси.

Другая причина появления вибрации – дисбаланс (неуравновешенность) роторов. Для ее устранения нужно провести балансировку.

Полезное видео

Предлагаем посмотреть видео о том, как реализовать идею бизнеса по переработке пластика с помощью самодельного оборудования:

Заключение

Были рассмотрены далеко не все сложности, с которыми придется столкнуться в процессе проектирования и сборки измельчителя пластмассы.

Назвать изготовление самостоятельным можно только условно, поскольку для этого нужен целый станочный парк, а некоторые узлы приходится покупать в сборе. Весь процесс может затянуться на месяцы, а финансовые вложения потребуются в любом случае.

После разработки проекта «на бумаге» стоит просчитать экономическую эффективность мероприятия: просуммировать затраты на заготовку и обработку, после чего сравнить с ценой «заводского» шредера.

Те, кто уже имел опыт изготовления измельчителей, считают, что идея оправдывает себя в двух случаях: если нет жестких ограничений по времени или планируется наладить серийный выпуск подобных агрегатов. Для задач практической утилизации пластика обычно проще подобрать готовую модель.