Эволюция оборудования: от первого шредера к связке «ножницы + шредер»

Это история о том, как мы строили своё производство методом проб, ошибок и постепенной замены оборудования. От первого мегашредера, купленного с расчётом на неприхотливость и универсальность, до связки «гидравлические ножницы плюс малый шредер».

Здесь нет готовых рецептов. Только история одной линии, одного варианта пути — с цифрами, проблемами и решениями. Возможно, кому-то она поможет сэкономить время и деньги.

В 2005 году в селе Екатериновка Приморского края мы запустили переработку шин в крошку. В качестве первого сектора линии изначально было три станка:

·большой шредер 75 кВт и два ленточных транспортёра: наклонный подачи 3 кВт и малый транспортёр выгрузки 2,2 кВт;

·станок для предварительного вырезания посадочных колец, 5,5 кВт;

·станок для выжимания толстой бортовой проволоки (ТБП) из бортов шины, 15 кВт.

·переработка целых автомобильных шин диаметром до 1200 мм на чипсы — куски резины размером с пачку сигарет;

·возможность переработки других видов твёрдых материалов типа пластмассы, дерева и т.п., если мы решим расширить ассортимент утилизируемого вторсырья.

После длительного изучения информации и мук выбора оборудование было закуплено на юге Китая.

Шредер с одним двигателем и цилиндрическим редуктором мощностью 75 кВт. Крутящий момент от редуктора распределялся на два встречно вращающихся вала через массивную раздаточную коробку. Он был оснащён барабанным просеивателем мощностью 3 кВт. Диаметр ячейки просеивателя — 70 мм.

24 массивных дисковых ножа насаживались на два шестигранных вала. Толщина и диаметр дискового ножа — 50 и 500 мм. Ширина камеры измельчения 1250 мм под вход покрышек до 1200 мм. Ножи были из закалённой стали 45 с возможностью восстановления путём наплавки кромок и обработки до начальной формы. Завод-изготовитель такое решение выдал нам за преимущество: «сможете многократно направлять и восстанавливать ножи своими силами при износе».

Тогда нам казалось: если купить достаточно массивную машину, она справится со всем потоком шин, которые есть в окрестностях нашего города. Мы хотели мощное и неприхотливое устройство как автомат Калашникова. До покупки мы много подобных измельчителей видели на выставках за границей. Кто смотрел, как ножевые валы такого крашера затягивают и разрывают почти любой брошенный в горловину материал, поймёт, как это завораживает. Можно залипать на такое зрелище часами — этакая техническая медитация. Почти как смотреть, как горит костёр или течёт река. После насмотренности, как шредер побеждает любой материал быстро и легко, решение начинаешь принимать сердцем, а не головой.

Ввоз линии по переработке шин в крошку мы осуществляли морем из Гуанчжоу до порта Восточный — это в нескольких километрах от Находки и рядом с Екатериновкой. Для транспортировки пришлось разобрать оборудование на крупные узлы. Заняло это почти целый 40-футовый морской контейнер.

Доставка была не самой лёгкой и быстрой, но инсталляция в цеху — отдельное испытание на смекалку и стойкость.

Массивные тяжёлые части оборудования пришлось закатывать в цех по трубам — почти как это делали строители пирамид с многотонными блоками. Затем сборка по месту. Вес собранного шредера был около 9 тонн, и для него потребовался литой железобетонный фундамент.

Чтобы не терять время, бетонные работы — стяжку пола в цеху и фундамент под тяжёлые станки — делали заранее, до прихода оборудования. Чтобы к моменту ввоза железобетон набрал прочность. Несмотря на то, что у нас были точные параметры посадочных размеров, сделали ошибку и пришлось кое-что переделывать. Пришли к выводу, что лучшим решением было бы в качестве альтернативы сделать сварной металлический фундамент из швеллеров.

Для завоза и размещения мы привлекали арендную тяжёлую спецтехнику. Кроме этого, у нас был собственный японский бортовой грузовик-трёхтонник с крановой установкой на борту. Высота потолков и проёма ворот облегчили монтаж. Цех мы строили с нуля из металлического каркаса и сэндвич-панелей, поэтому всё делали с запасом.

Для удобства работы и обслуживания сделали сварную лестницу и площадку вокруг измельчителя, установили камеры наблюдения.

И действительно, шредер мог работать с легковыми и грузовыми шинами, по заявлению завода-изготовителя — до 1200 мм. Он мог измельчать даже легковые и некоторые грузовые баллоны с ТБП. При необходимости можно было работать с целыми шинами, без предварительного удаления бортовой проволоки. Это на первый взгляд было удобно: не нужна дополнительная стадия отделения пучков стали, не нужно покупать дополнительное оборудование и ставить дополнительных рабочих в смену. До получения своего опыта это казалось экономией и эффективным упрощением.

На практике в первый месяц работы всё оказалось иначе.

·с ТБП крупные грузовые «бублики» переработать очень сложно — чувствовалась повышенная нагрузка, постоянно срабатывал реверс от перегрузок;

·с ТБП можно было измельчить не все покрышки, а только легковые, от джипов, микроавтобусов и небольших грузовиков весом до 40 кг. Основные размеры весом более 40 кг оказались проблемой;

·после первых часов работы мы увидели износ на ножах в виде сколов и глубоких царапин от жёсткого бортового корда;

·даже измельчив ТБП, он идёт на последующие стадии и изнашивает другое оборудование. Это означает, что проблема просто переносится дальше.

Шредер работал нормально на стандартных грузовых колёсах, особенно если предварительно были вырезаны посадочные кольца. Проблема была с двумя категориями:

·широкопрофильные импортные с ЦМК — типа 385/65 R22.5. Вес таких РТИ до 75 кг. В 2004–2010 годах они стояли в основном на фурах и прицепах вместо спарок. Тогда их было гораздо меньше, чем сейчас;

·вездеходные советские от армейских грузовиков типа Урал, КрАЗ, КамАЗ, ЗИЛ и подобные. В основном они были диагональные, и вес доходил до 115 кг.

Важный нюанс для переработчика. Разница в весе между этими изделиями и обычными грузовыми очень велика. Стандартная грузовая шина весит около 50–60 кг. Тяжёлая диагональная, например размер 1300×530, весит уже около 115 кг.

Из-за их ширины и многослойности начинались проблемы. Такие каркасы скакали в приёмной воронке и не затягивались ножевыми валами. Приходилось ставить отдельного человека с палкой, чтобы проталкивать материал в камеру дробления.

Это было и опасно, и неудобно. Человек находился рядом с вращающимися валами — любой сбой мог привести к травме. Скорость работы падала. А если шина застревала, срабатывал реверс, и так могло происходить многократно на одной покрышке.

Такие большие «бублики» наш шредер с большим трудом мог сперва надкусить, а затем разжевать. Производительность сильно падала, а ручного труда было неоправданно много.

Шредер мог работать с ТБП. Но за это мы платили высокую цену: износ дорогостоящих ножей ускорялся в разы. Твёрдая стальная проволока в посадочных кольцах быстро тупила режущие кромки. Ресурс ножевой группы сильно сокращался. А на тяжёлых многослойных шинах шредер то и дело срабатывал на реверс — защита останавливала валы при перегрузке.

Часто приходилось разбирать камеру дробления, заниматься восстановлением кромки дисков методом наплавки и последующей обработки. И уже потом мы поняли на практике, что закалённая сталь 45 — не лучшее решение для шинного шредера, который работает с металлическим кордом радиальных шин. Особенно если работать без предварительного удаления ТБП. Есть более подходящие марки сталей, например 11skd (Х12МФ) или Hardox 600.

Каждый реверс — это остановка, простой, дополнительная нагрузка на редуктор и двигатель. Со временем мы поняли: работать с ТБП напрямую — это не экономия, а скрытые потери. Также было принято решение начать разработку гидравлических ножниц для предварительной разделки крупных колёс.

Как было сказано выше, ячейка барабана просеивателя изначально была 70 мм. Соответственно, чипсы проходили до 70 мм на последующие стадии, где из них получали крошку. Из практики мы поняли, что необходимо как-то уменьшить размер производимых чипсов (чем меньше — тем лучше). Чтобы ножевому гранулятору было проще их перемалывать, и этим самым поднять производительность по выходу крошки.

Первое, что сделали — уменьшили часть ячеек. Это дало положительный эффект и увеличило количество кусочков менее 70 мм. Затем уменьшили все отверстия, чтобы все чипсы выходили менее 50 мм, и явно увидели обратную сторону такой модернизации: сильно, более чем в 2 раза, упала производительность шредера. Электроэнергии он потреблял столько же, сколько и раньше, но производил в разы меньше.

Забегая вперёд, скажем: для диаметра ячейки 50 в барабане просеивателя оптимально, чтобы нож был толщиной 30–40 мм. Но изменить толщину дисков на своём измельчителе мы не могли, так как при диаметре 500 мм толщина должна быть не менее 50 мм, иначе на сложном шинном вторсырье будут проблемы. Поэтому при уменьшении толщины необходимо уменьшать наружный диаметр (так, при ноже 40 мм диаметр диска 350–400 мм). На стандартном шредере конструктивно невозможно поставить ножи меньшего диаметра. Если же поставить новый шредер с дисками 350–400 мм и толщиной 30–40 мм, то целые грузовые покрышки он не сможет измельчать, а сможет работать с целыми легковыми и сегментами от грузовых.

Мы разработали два гидравлических станка, которые должны были работать в паре в качестве подготовительной стадии:

1. гидравлический вырыватель толстой бортовой проволоки, который мы между собой называли «дантист»;

2. гидравлические ножницы для сегментной резки крупных грузовых шин до 1200–1300 мм с предварительно удалённой ТБП на вытягивателе.

Сперва мы пробовали удалять корд только из грузовых шин, а легковые весом до 10 кг отправляли в шредер без предварительного удаления. Поработав так несколько месяцев, приняли решение вытягивать ТБП из всех без исключения шин. У нас к этому времени было два вытягивателя-«дантиста»: небольшой, весом 350 кг для легковых, и более мощный для грузовых.

Первый собранный «дантист» оказался слаб для грузовой резины весом более 30 кг. Усилия гидравлики не хватало для протягивания стальных жил корда из посадочных колец через крестообразную щель «брони».

Но при этом он отлично справлялся с легковыми покрышками. Шток гидроцилиндра двигался быстро, и это положительно влияло на производительность на лёгких ободах.

Для того чтобы решить вопрос с грузовыми колёсами, собрали более массивный и мощный выдёргиватель: он был более тихоходный и создавал тянущее усилие до 20 тонн. Этого с запасом хватало, чтобы удалить пучки ТБП. Так как толщина пучка корда у легковых шин в 2–3 раза тоньше, чем у грузовых, соответственно под каждый тип покрышек оптимальна своя геометрия крюка и крестообразной прорези ответного контрножа-накладки на силовой экран.

Что касается предварительной разделки грузовых шин гидроножницами: сперва резали только самые сложные баллоны, увидели, как это эффективно, и стали это же делать со всеми без исключения грузовыми катками от 40 кг и более. Делили на 4 части (это 2 опускания верхней подвижной челюсти ножниц). В процессе такой работы увидели, как шредеру легко работать с такими частями, и нагрузка совсем не чувствовалась. А производительность по чипсам до 70 мм в среднем стала 2000 кг в час. Она была избыточной для нашей линии, так как второй сектор не мог освоить такой объём. Поэтому либо автоматика останавливала шредер время от времени, либо выбирался режим чипсозаготовки, и затем линия работала с чипсами. Например, 3–4 часа в ночную смену работает первый сектор: ножницы + вытягиватели + шредер. А весь день затем второй сектор переводит чипсы в крошку.

Да и мы к этому времени отказались от пары электромеханических станков — вырезатель посадочных колец плюс выжиматель стали из резиновой оболочки. Так как один заменял эти два — гидравлический извлекатель корда. Меньше электроэнергии, проще в обслуживании, один заменяет два, один рабочий вместо двух.

После нескольких лет практики мы поняли, что большой шредер для нашего резиноперерабатывающего завода (РПЗ) избыточен, и заменили его на более компактный 45 кВт, который предназначался работать с легковыми шинами и 1/4 и 1/6 грузовых, с предварительно удалённой ТБП.

Как: вытягивали корд, затем ножницы резали материал на сегменты, и один малый шредер мощностью 45 кВт выдавал чипсы около 50 мм до 800 кг в час. Как раз такая производительность нам была нужна, а уменьшение размера чипсов положительно влияло на увеличение производительности второго сектора по крошке. Принцип такой: чем меньше кусочек, тем проще и быстрее его разжевать.

·широкопрофильные шины больше не застревали — их предварительно резали ножницами на части, и в шредер поступал уже подготовленный материал;

·износ ножей снизился — проволока извлекалась на стадии ножниц или вытягивателя;

·реверсы прекратились — нагрузка на шредер стала равномерной;

·стоимость обслуживания упала — малый шредер дешевле в ремонте, чем гигантская машина. Диаметр дисков малого шредера был всего 370 мм, а толщина диска 40 мм. Диаметр ячейки просеивающего барабана 50 мм делал на выходе чипсы до 50 мм.

Связка оказалась проще, дешевле и надёжнее. Затем это решение мы применяли в линиях, которые поставляли нашим заказчикам, и они уже шли по проторённой дороге.

Один большой шредер + вырезатель посадочных колец + выжиматель ТБП из ПК был заменён на:

1. гидравлические ножницы для предварительной разделки, 7,5 кВт, 500–2000 кг в час в зависимости от степени измельчения;

2. малый шредер 45 кВт для измельчения сегментов в чипсы, 800 кг в час;

3. вытягиватель корда из грузовых шин, 11 кВт, 500–800 кг в час;

4. вытягиватель ТБП из легковых, 5,5 кВт, 300–500 кг в час.

Такой поиск оптимального варианта первого сектора РПЗ занял почти 3 года.

Это решение мы используем до сих пор при поставках линий. Оно доказало свою эффективность на практике: оборудование работает стабильно, персонал не подвергается риску, обслуживание стало проще и предсказуемым.

Огромный шредер, способный работать с ТБП, стоил дороже. Но на практике он приносил больше проблем, чем пользы. Малый шредер с предварительной разделкой оказался дешевле и надёжнее. А удобство его обслуживания — это отдельный разговор.

Мы пытались решить проблему широкопрофильных шин подручными средствами. Но пока не убрали ТБП из потока и не начали предварительно резать тело баллона на несколько частей, проблема возвращалась. Иногда правильнее изменить маршрут, чем расчищать завал.

Мы не купили готовое решение, которое работало бы с самого начала. Мы дошли до него через ошибки и пробы, путём траты денег и времени. Возможно, кто-то прочитает эту статью и сократит свой путь нашим опытом.

Информация основана на практическом опыте в механическом рециклинге шин с 2004 года.