Дробилка для пластика своими руками: шредер, самодельный измельчитель полимеров, как сделать ножи и другие детали, где найти чертежи и схемы?

Чем отличаются шредер и дробилка для полимеров?

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

При переработке пластмасс этот процесс обычно делят на два этапа:

• грубое измельчение – для этого используются измельчители;
• получить крошку мелкой фракции – для этого используется дробилка.

Принцип действия и кинематика обоих устройств в основном одинаковы, а отличаются они лишь некоторыми деталями, такими как размер ячеек сита, перекрытие ножей и конфигурация режущих кромок.

Разделение процесса на две стадии осуществляется для повышения производительности и оптимизации энергопотребления.

Конструкция измельчителя для пластмасс

При выборе конструкции пластиковой мясорубки стоит обратить внимание на предложения производителей оборудования.

Лучше взять за основу проекта чужие разработки и иметь определенные ориентиры, чем изобретать велосипед и в итоге получить неработающую модель.

Наиболее популярны одно- и двухосные измельчители роторного типа.

Одновальные

Одновальные измельчители используются для первоначального измельчения большинства типов полимеров.

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

Процесс измельчения представляет собой повторяющийся разрез и продолжается до тех пор, пока весь пластик не попадет в приемный контейнер.

Конфигурация вращающихся ножей выбирается в зависимости от обрабатываемого материала:

1. Ласточкин хвост и наклонный — для переработки пленочных материалов, ПЭТ-тары и других мягких отходов.
2. Прямая – для шлифовки горловины, банок, толстостенных выдувных изделий, крышек от ПЭТ-бутылок. Такие ножи часто изготавливаются в виде отдельных сегментов, расположенных каскадом. Сегментация проводится для снижения ударных нагрузок на привод, уменьшения шума и вибраций.

Статорные ножи одновальных дробилок полимеров выполнены цельными (тип П).

Читайте также: Что такое тетрапак и как правильно его использовать

Двухвальные

Лопатки ротора и статора на таких дробилках расположены в шахматном порядке, а валы вращаются в противоположных направлениях.

Малопроизводительные машины с малой рабочей камерой изготавливаются с одинарным приводом, зубья вращающихся ножей служат для захвата и измельчения отходов.

Шлифование также осуществляется боковыми поверхностями (как и при круговом резе).

Особенности

Пластиковый измельчитель представляет собой дробилку, напоминающую устройство для измельчения древесины, коры и других растительных остатков. Измельчитель для пластика позволяет получать все те же фракции пластиковой стружки, что и измельчитель для растительных отходов.

Во-первых, устройство нашло широкое применение во вторичных производствах, где крайне важно перерабатывать, плавить, перерабатывать многие тонны пластика за определенный период времени. Измельчители пластика и других отходов являются обязательным элементом мусороперерабатывающих заводов.

Для обработки толстостенных пластиков — старых пластиковых бочек, канистр, цистерн — требуется низкоскоростная высокомоментная машина. Мощность этих устройств достигает 10 киловатт. Расход ограничен 15 дм3, но такое устройство способно «прожевать» даже самый прочный и эластичный пластик. Низкая скорость дробилки означает предварительное дробление на крупную фракцию. Затем он поступает в баки высокоскоростных измельчителей, где его можно измельчить в мелкий порошок.

Производительность быстроходных измельчителей до 0,1 м3, что в несколько раз больше.

Устройство и принцип работы

Вот основной алгоритм работы измельчителя пластика.

1. Осколки, крупные фракции пластмассы попадают через воронку в предварительное пространство в виде рога, стенки которого простираются значительно дальше самой воронки.
2. При этом осколки попадают в размольную емкость небольшими группами (или поодиночке, в зависимости от размера каждого из осколков). Здесь они попадают под воздействие шлифовального барабана с ножами и зубьями, которые перерабатываются в ту фракцию, которая нужна заказчику (или владельцу перерабатывающего предприятия).
3. Сито, у которого размер отверстий (или ячеек сетки) соответствует размеру такого пластичного зерна, задерживает неокрашенные единицы до тех пор, пока им не будет придан нужный размер (зернистость).
4. Полученный мелкозернистый материал поступает в выходное помещение, где разливается в заранее подготовленную тару.

Принцип работы пластиковой дробилки аналогичен деревообрабатывающей дробилке (опилки или щепки).

Виды

По принципу действия измельчители делятся на агрегаты ударного, защемляющего и режущего взрывного действия. Ударные измельчители (молотковые измельчители) в основном используются в горнодобывающей промышленности деятельностью человека, на горно-обогатительных предприятиях. Покраска полимеров – одно из направлений их деятельности. Эти агрегаты справятся с формованными изделиями и крупными отходами из пластика повышенной хрупкости. Их преимуществом является относительно высокая производительность, переработка видов пластика, которые невозможно сразу измельчить. Недостатками таких устройств являются повышенный вес корпуса и рамы, высокий уровень шума. Дело в том, что такие агрегаты размещаются на усиленной части железобетонного фундамента. Повышенная угловая скорость шарнирно-сочлененных молотков создает дополнительный шум.

Зажимные приспособления делятся на щековые и конические шлифмашины. Их назначение – переработка крупнофракционных отходов. Они быстро и эффективно разрушают твердые и хрупкие разновидности пластика, но более пластичные и вязкие значительно замедляют работу механизмов из-за повышенной вязкости. АБС-пластик или полиуретан, например, плохо реагируют на дробилки высокого давления. Компрессионные дробилки оснащены двигателями высокой мощности.

Основным источником кинетической энергии являются электродвигатели и гидравлика на основе цилиндров.

Резка взрывными дробилками работает за счет роторной дробилки. Их основной рабочей частью (после забивания) являются резцы, снабженные режущими кромками и прокалывающими зубьями. Этот тип измельчителя более универсален: можно измельчить почти все виды пластика. Данные измельчители имеются как в производстве, так и для решения задач малых и средних компаний.

Производители

Многие производители перенесли свои производственные мощности в Китай. Сегодня, более десяти лет спустя, поставщики не из Китая, а значит, качество остается на стабильно высоком уровне. Популярные бренды включают Genox, Enma, Zerma и другие. Чисто китайские поставщики – Jwell, Huare, Wensui также порадуют пользователей хорошим качеством, при этом цена на товар заметно ниже продукции европейских и американских компаний. Флагманом России является АтласМаш. Но фирмы, не завоевавшие популярность из-за относительно недавнего выхода на рынок, не отличаются качеством своей продукции, и их следует избегать. Стоимость оборудования начинается от 30 тысяч рублей.

Критерии выбора

Мощность промышленного измельчителя может достигать 20 кВт. Для бытовых целей достаточно всего нескольких киловатт — именно эту мощность будет потреблять (и производить большую часть) сам мотор.

Особых ограничений на габариты заводской мельницы для промышленных условий нет. Производственные помещения, как правило, имеют большие размеры и объем, а измельчитель может обрабатывать до нескольких кубометров, особенно при переработке тонн пластиковых отходов в день.

Однако домохозяйство не имеет таких привилегий к занимаемому пространству – часто стесненные условия в подсобном помещении или дворе частного дома не позволяют организовать приличную, комплексную зону обработки отходов.

Измельчитель должен поддерживать переработку фракций, например, с размером зерна до 1 мм. Чем тоньше измельченный пластик, тем больше область применения. Превращенный в мелкий порошок, он подходит для формования композитных изделий с использованием высокожидких клеев, таких как затвердевшая эпоксидная смола. Недостаточно измельченный пластик пригоден только в качестве заменителя наполнителя для литьевых и формовочных изделий, где мелкозернистость фракции не имеет значения. Но меньшее количество пластика будет меньше прилипать к клею — клей, будучи более жидким веществом, имеет свойство стекать, а пластиковые крошки и стружка всплывать, так как они часто легче этого клея.

Наконец, измельчитель должен быть достаточно сильным. При постоянной, каждодневной и многочасовой работе, иногда без перерыва, слишком слабой раме и сомнительном качестве, кузов и механика выйдут из строя через несколько сотен часов непрерывной работы. Обратите внимание на продукцию известных фирм, либо используйте только качественные комплектующие при изготовлении своей.

Как сделать своими руками?

Из шарнира делают болгарку самодельную пластмассовую, болгарку на основе ударопрочной мощной дрели или перфоратора и прочее. Какой вариант выбрать – дело личных предпочтений опытного мастера.

Где достать чертежи?

Вы должны понимать, что производители шредеров и оборудования для шредеров не будут выкладывать чертежи в открытый доступ.

Проще всего обзавестись приспособлениями для самодельной шинковки или шинковки двумя способами:

1. Почитайте форумы на эту тему, например этот. Вероятность найти точные и подробные чертежи пластиковых болгарок очень мала. Нередко пользователи ресурсов воспроизводят какое-то невостребованное оборудование из смежной отрасли, например раскройный станок. А если дробилку изготавливают с нуля, мало кто будет документировать все этапы производства. Тем не менее почитать форумы стоит: анализ обсуждений и чужих конструкторских ошибок поможет сделать более качественную модель пластиковой болгарки своими руками.
2. Снимите мерки с существующей мельницы. Получить полную информацию не получится, так как владелец не допустит разборки работающей машины. Но даже визуальная оценка поможет вам создать самодельную дробилку.

Многие попытки создать дробилку самостоятельно терпят неудачу из-за того, что дизайнер пытается привязаться к существующему узлу. Например, «подогнать» все предметы под столярное оборудование, найденное в гараже.

Попытка удешевить конструкцию за счет второстепенных деталей обычно приводит к неудаче.

Исходные данные для конструирования

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

После этого находим подходящую по этим параметрам модель любого известного производителя и берем ее технические характеристики:

• мощность двигателя;
• размеры окна загрузки;
• количество и диаметр роторов;
• конфигурация лезвия.

Составление проекта

Например, мы выяснили, что для производственных задач подходит двухвальный измельчитель с низкой скоростью вращения ротора.

Его проект должен включать:

• выбор двигателя по мощности;
• расчет передаточного числа коробки передач и подбор заводской модели;
• определение диаметра и длины роторов (по размеру загрузочного окна);
• расчет валов на прочность;
• подбор подшипников.

Для этого вам понадобится учебник «Детали машин» для вузов. Также нужно смотреть ГОСТы на резьбовые соединения, справочники по редукторам, подшипникам, муфтам и другим сборочным приспособлениям.

При использовании метизов иностранного производства часто возникают несоответствия стандартизации, например, «их» крепеж толще «нашего» одинакового диаметра.

Это необходимо учитывать при назначении размеров колеи.

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

К этому заданию нужно подойти ответственно, чтобы ничего не упустить. Иногда торчащая головка «неизвестного» болта заставляет машину переделывать. После этого проводится детализация – прорисовка каждой детали в отдельности.

Конструкция привода

В заводских дробилках используются два способа передачи вращения от двигателя к редуктору:

1. Прямой привод (через сцепление). Передача крутящего момента без потерь, конструкция компактная. Если удалось подобрать готовый мотор-редуктор, габариты и вес установки будут еще меньше. Однако в этом случае необходимо предусмотреть ручной (а в идеале автоматический) реверс на случай блокировки роторов.
2. Бельтинг. Проигрыш в эффективности и относительно высокие габариты компенсируются плавным пуском механизма. В случае замятия измельчителю грозит только обрыв или проскальзывание ремня.

Передача вращения между роторами (при использовании одного двигателя) чаще всего осуществляется через открытую зубчатую передачу. При проектировании нужно быть готовым к расчету. Скорее всего шестерни нужно заказывать.

Ножи

Подобрать нужную конфигурацию лезвия несложно.

Многие производители не делают из этого секрета.

Любой заинтересованный в проблеме может выбрать подходящий профиль и изменить его размер под свой ротор, сделав нужное количество зубьев.

Ножи также необходимо будет заказать в компании, занимающейся водоструйной, плазменной или лазерной резкой. После этого нужно стачивать их до одного размера по плоскости.

То же самое относится и к фиксированным ножам. Только для них еще надо подумать, как прикрепить к телу.

Чаще всего в контрножах на боковых стенках сверлят два сквозных отверстия и стягивают штифтами через распорные втулки.

Еще одна пара глухих резьбовых отверстий делается со стороны корпуса для крепления к нему болтами.

Еще один важный вопрос – материал. Это может быть сталь пружинная (65Г, 60С2, 65С2ВА) или штамповая (Х12МФ). В любом случае необходимо также заказать грамотную термическую обработку с проверкой твердости каждого готового ножа.

Валы

Стандартная конфигурация лезвия для большинства производителей — шестигранная. То есть катаный профиль может служить заготовкой для вала, концы которого обрабатываются под подшипники, шестерни и так далее

Оптимальный выбор – сталь 40, 45, 40Х с улучшением (закалка+высокая закалка).

Подшипниковые узлы

Можно использовать готовые подшипниковые узлы с саморегулирующимися конструкциями.

Они «прощают» ошибки в совмещении отверстий, где обычные радиальные подшипники деформировались бы и перегревались.

Однако по сравнению с обычными подшипниками стоимость таких устройств намного выше.

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

Во избежание перекоса боковые стенки корпуса дробилки используются в качестве букс. Посадочные отверстия сверлятся на станке со шпинделем с четырьмя губками, который складывает детали между собой.

Если нет возможности сделать корпус с соосными отверстиями, можно выбрать подходящие по грузоподъемности двухрядные сферические подшипники.

Роторы

Одним из основных требований к роторам является наличие гарантированного зазора между боковыми стенками лопастей. В противном случае они будут тереться друг о друга, возможно, даже блокируя механизм.

Ширина проставок должна быть больше. Их также необходимо измельчить до одинакового размера.

Особое внимание следует уделить осевому выравниванию.

Конструкция валов должна иметь возможность сместить весь комплект лопаток и втулок на десятую долю миллиметра и надежно закрепить его при ровном боковом зазоре.

Чаще всего на валах делают резьбовые детали, а положение ножей фиксируют гайками.

Сборка готовых узлов

Для того, чтобы конструкция была ремонтопригодной, сваривать кузов не следует.

Лучше сделать болтовое соединение.

После этого резак можно в любой момент разобрать для заточки или замены лезвий.

Одной из распространенных проблем с вращающимися машинами является повышенная вибрация.

Чтобы избежать этого явления, необходимо отрегулировать привод, редуктор и двигатель, т.е отрегулировать их оси.

Еще одной причиной вибраций является дисбаланс (разбалансировка) роторов. Чтобы его устранить, нужно балансировать.

Необходимые инструменты и материалы

Минимальный набор инструментов для сборки дробилки – болгарка, набор отверток, болтов, гаек, уголков и прочего крепежа, сварочный аппарат. Корпус дробилки лучше сделать разборным для упрощения обслуживания, поэтому болтовое соединение предпочтительнее.

Также понадобятся циркулярные пилы для сборки ротора, приводной ремень, металлическая трубка для оси, пластиковый, металлический или резиновый кожух для загрузочного окна, шкив и подшипники, муфта.

Пошаговая инструкция по конструированию

сделать пластиковую дробилку своими руками проще, если вы будете последовательны в своих действиях. Начать стоит с самого главного — ротора и привода. Обработка всех узлов и настройка устройства выполняется в последнюю очередь.

Варианты конструкции привода

Лучше использовать электродвигатель, чем двигатель внутреннего сгорания, так как он экономичен и прост в эксплуатации. Существует два способа передачи вращения от двигателя к коробке передач.

Ременная передача вращения от двигателя к валу проста в установке и обслуживании. Если в роторе застрянет большой кусок пластмассы, ремень может порваться и треснуть, но блок серьезно не пострадает. Кофемолка с ременным приводом запускается очень плавно. Из недостатков можно выделить потерю КПД и большие габариты привода.

Привод сцепления очень компактен и исключает потерю эффективности. Однако это более сложно, и необходимо предусмотреть ручное или автоматическое реверсирование, чтобы предотвратить повреждение при застревании обломков.

Материал и конфигурация ножей для резки пластика

Простой способ – установить на вал 15-20 полотен от циркулярной пилы. Диски устанавливаются так, чтобы зубья были немного смещены друг относительно друга, расстояние между дисками не должно превышать нескольких миллиметров. Для фиксации лопастей установите между ними шайбы одинаковой толщины, а внешние лопасти прижмите гайками или приварите.

Можно установить специальные лезвия, в этом случае устройство сможет измельчать больше сырья за час. Режущие элементы изготавливаются на заказ из пружинной стали 65Г, 60С2, 65С2ВА или сопловой стали Х12МФ.

Заводские лезвия одновальных измельчителей обычно имеют квадратную форму.

Что использовать в качестве валов под ножи

Для вала самодельной дробилки подойдет любая стальная труба, желательно из стали 40, 45, 40Х. Заводские установки поставляются с просверленными на концах шестигранными валами для крепления узлов приклада. Шесть поверхностей защищают резцы, установленные на валу, от проскальзывания.

В домашних условиях проще использовать трубы или круглые прутья. На них можно нарезать резьбу, чтобы удобнее было крепить отрезные диски гайками по краям. Если нарезка невозможна, шайбы привариваются к валу.

Требования к роторам

Ротор является основной частью дробилки, поэтому к нему предъявляются самые строгие требования из соображений эффективности и безопасности:

1. Роторы всех измельчителей должны быть идеально сбалансированы вокруг центральной оси во избежание ударов и разрушения механизма.
2. Необходимо использовать лопасти одинаковой конфигурации из одного и того же материала с одинаковой прочностью.
3. Между боковыми стенками ножей должен быть зазор в несколько миллиметров, иначе лезвия при вращении будут задевать друг друга и перегреваться из-за трения.
4. Если зазор будет слишком большим, эффективность агрегата будет снижена, так как не до конца измельченный мусор будет проскальзывать между дисками и застревать возле вала.

Материал и внешний вид каркаса

В качестве корпуса (статора) можно использовать трубу большого диаметра. В нем прорезают люк для загрузки сырья, а с торцов делают отверстия под ось. Электродвигатель смонтирован на безопасном расстоянии от крайней лопасти. При отсутствии трубы используйте короб, собранный из стальных пластин.

Если вы хотите, чтобы куски сырья имели строго определенный размер, смонтируйте под корпусом измельчителя фильтрующую сетку, а под ней поставьте емкость для сбора измельченного пластика.

Внешняя сторона рамы обрабатывается напильником, наждачной бумагой или шлифовальной машиной для устранения неровностей. Затем его следует покрыть антикоррозийным покрытием, если оно есть, чтобы узел прослужил дольше. Покрытие внутренней части бесполезно, так как трение слишком велико, когда лопасти вращаются и рвут мусор.

Использование подшипниковых узлов

Самый дешевый и простой вариант — установить обычные радиальные подшипники, но если их установить криво, то узел будет деформироваться и перегреваться. Узлы лучше устанавливать саморегулирующегося типа, поскольку они менее чувствительны к перекосам. Их недостатком является высокая цена.

Если нет возможности установить корпус с соосными отверстиями, выбирайте двухрядные сферические подшипники с необходимой грузоподъемностью, они более долговечны.

Пошаговая сборка всех деталей

Перед сборкой деталей убедитесь, что они не имеют дефектов. Особенно важно проверить целостность будущих деталей вала и ротора, так как они подвергаются наибольшей нагрузке.

1. Прикрепите ножи к оси, поместив между ними диски одинаковой толщины.
2. Установите вал с лопастями на шкив, подшипники обеспечат свободное вращение.
3. Из металлического профиля или отрезка трубы сделайте опорную раму, на которую будут устанавливаться статор с ротором и двигатель.
4. Установите на опорную раму статор, изготовленный из толстой трубы или собранный из стальных пластин.
5. Приварите или привинтите к статору загрузочную емкость и систему выгрузки сырья, чтобы сделать работу с агрегатом более удобной.
6. Установите электродвигатель на раму, соедините его с осью с помощью туго натянутого приводного ремня или муфты.