Дробилка для пластика своими руками: чертеж и сборка измельчителя

Утилизация пластика — популярный бизнес в России, так как количество пластиковых отходов, например, пакетов и бутылок, постоянно растёт. Главная проблема — высокая цена готового оборудования. Поэтому начинающие предприниматели интересуются, можно ли своими руками собрать дробилку для пластика.

Виды измельчителей пластика

На производственной линии в шредере проходит первичное измельчение пластика, в дробилке —вторичное. При этом оба модуля могут иметь практически схожую конструкцию, поэтому слова «шредер» и «дробилка» часто используют как синонимы. Универсальной конструкции шредера не существуют, так как для измельчения разных отходов нужны разные конфигурации устройства:

1. Для измельчения полиэтиленовых пакетов, нейлоновых, акриловых отходов требуются V-образные установки-ножницы.
2. Для крупных отходов (пластиковые упаковки, оконные рамы, коробки, корпуса системных блоков и т.п.) нужны молотковые, щековые или конусные дробилки. Они громоздки и устанавливаются в цехах заводов по переработке вторсырья.
3. Пластиковые бутылки и тонкостенные упаковки обычно утилизируются в роторных шредерах, оснащённых острыми ножами или зубьями.

Принцип действия дробилки

Для ликвидации эластичного мусора (плёнок, пакетов, ABS-пластика) применяются установки разрывающего или режущего действия, например, промышленные ножницы. Применение роторов нецелесообразно, потому что плёнки могут намотаться вокруг барабаны с зубьями.

Тонкостенные отходы — бутылки, канистры, небольшие трубы — встречаются очень часто, поэтому самодельный измельчитель лучше строить именно под эту категорию отходов. Это должна быть одно или двухвальная конструкция, главным элементом которой служит ротор с установленными на поверхности резаками. Режущие элементы измельчают мусор, на выходе получается однородное сырьё, пригодное для инсинерации, сжигания в пиролизной установке или продажи на перерабатывающий завод.

Конструкция устройства

Чтобы собранный своими руками измельчитель для пластика работал с наибольшим КПД, выберете конструкцию, подходящую для утилизации того мусора, с которым вы собираетесь работать. Установки различаются по сложности и оборудованию (сетки-фильтры, подшипниковые узлы, тип пил, подпрессовщики и т.д.)

Одновальные

Это самая простая конструкция, в которой оснащённый режущими кромками ротор вращается внутри неподвижного корпуса. Отходы попадают в устройство через загрузочное окно. Измельчённое сырьё под действием собственного веса просеивается через сито.

Зубья одновального шредера

Некоторые устройства дополнительно оборудуются пневматической системой выгрузки сырья. Одновальная конструкция хороша простотой, надёжностью и лёгкостью сборки. Лучше применять её для первичного измельчения особо твёрдых полимеров.

Двухвальные

Двухвальный шредер

В более сложном шредере два ротора, установленные в одном корпусе, вращаются навстречу друг другу. Такая конструкция позволяет обойтись без прессующего элемента, так как отходы затягиваются в щель между роторами. Достигается более качественное измельчение, а высокий крутящий момент позволяет загружать в дробилку упругий пластик, резину и эластомеры.

Где можно найти чертеж или схему

В открытом доступе нет чертежей шредеров, так как производители не хотят, чтобы их устройства копировали и производили не по лицензии. Ценные советы, схемы и зарисовки можно найти на форумах. Если имеется изделие-прототип, внимательно осмотрите его, а лучше разберите, измерив габариты основных деталей.

Исходные данные для конструирования

Решите, с какими отходами чаще придётся работать. Примерно рассчитайте объем работ и исходя из него определяйте параметры установки:

• мощность;
• размер окна подачи сырья;
• диаметр роторов и их количество;
• конфигураций ножей или зубьев (их размер, взаимное расположение, заточка, материал).

Составление проекта

Большинство довольствуется мини-дробилкой, для создания которой не требуются дорогие материалы. Тем не менее, для корректной работы сделанного своими руками устройства понадобится изучить теорию сопротивления материалов. Если вы не обладаете минимальными техническими познаниями и опытом конструирования станков, лучше пригласить опытного человека.

Проектирование шредера одновальной конструкции подразумевает:

• выбор электромотора подходящей мощности;
• расчёт прочности вала;
• определение диаметра и длины ротора, ширины загрузочного окна;
• выбор подшипников;
• расчёт передаточного числа редуктора, выбор подходящей заводской модели.

Разработка элемента шредера

Чертёж выполняется на миллиметровой бумаге или с помощью программы AutoCAD. Расчёт параметров «на глаз» без чертежей чреват падением производительности установки и повышенной опасностью при работе с ней.

Необходимые инструменты и материалы

Минимальный набор инструментов для сборки дробилки — болгарка, набор отвёрток, болты, гайки, уголки и другие крепёжные элементы, сварочный аппарат. Корпус дробилки лучше делать разборным для упрощения технического обслуживания, поэтому предпочтительно болтовое крепление.

Пошаговая инструкция по конструированию

Сделать своими руками дробилку для пластика легче, если быть последовательным в действиях. Начать стоит с главного — ротора и привода. Обработка всех узлов и настройка агрегата проводятся в последнюю очередь.

Варианты конструкции привода

Лучше использовать электромотор, а не двигатель внутреннего сгорания, так как он экономичен и лёгок в управлении. Передавать вращение от двигателя к редуктору можно двумя способами.

Ременная передача вращения от двигателя к валу проста в сборке и обслуживании. В случае заклинивания в роторе крупного куска пластика ремень может сорваться и лопнуть, но агрегат не получит серьёзных повреждений. Шредер с ременной передаче очень плавно запускается. Из недостатков можно выделить потери КПД и большие габариты привода.

Привод через муфту очень компактен и исключает потери КПД. Однако он более сложен, и для предотвращения повреждений при заклинивании мусора придётся предусмотреть ручное или автоматическое реверсирование.

Материал и конфигурация ножей для резки пластика

Простой путь — это установка на вал 15-20 лезвий от дисковой пилы. Диски устанавливаются так, чтобы зубья были слегка смещены относительно друг друга, расстояние между дисками не должно превышать нескольких миллиметров. Чтобы зафиксировать лезвия, устанавливайте между ними шайбы равной толщины, а крайние лезвия прижмите гайками или приварите.

Можно установить специальные лезвия, в этом случае агрегат сможет измельчать больше сырья в час. Режущие элементы изготавливаются на заказ из рессорных сталей 65Г, 60С2, 65С2ВА или штамповых сталей Х12МФ.

Что использовать в качестве валов под ножи

Для вала самодельной дробилки подойдёт любая стальная труба, желательно из сталей 40, 45, 40Х. Заводские установки идут с шестигранными валами, расточенными по концам для крепления подшипниковых узлов. Шесть граней предохраняют надетые на вал резаки от проскальзывания.

В домашних условиях проще использовать трубы или стержни круглого сечения. На них можно нарезать резьбу, чтобы удобнее было фиксировать режущие диски гайками по краям. Если нарезка невозможна, диски привариваются на вал.

Требования к роторам

Ротор — основная часть дробилки, поэтому к ней из соображений эффективности и безопасности предъявляются самые строгие требования:

1. Роторы любых шредеров должны быть идеально сбалансированы относительно центральной оси, чтобы избежать биения и разрушения механизма.
2. Необходимо использовать лезвия одной конфигурации из одного материала с одинаковой прочностью.
3. Между боковинами ножей должен быть зазор в несколько миллиметров, иначе при вращении лезвия будут задевать друг друга и перегреваться из-за трения.
4. Если зазор будет слишком велик, эффективность агрегата снизится, так как не измельчённый до конца мусор будет проскальзывать между дисков и застревать около вала.

Материал и внешний вид каркаса

В качестве корпуса (статора) можно использовать трубу большого диаметра. В ней вырезается лючок для загрузки сырья, а с торцов делаются отверстия для вала. На безопасном расстоянии от крайнего лезвия монтируется электродвигатель. При отсутствии трубы используйте собранный из стальных листов короб.

Снаружи каркас обрабатывается напильником, наждачной бумагой или шлифовальной машиной, чтобы убрать неровности. Затем его стоит покрыть любым покрытием против коррозии, чтобы установка служила дольше. Наносить покрытие на внутреннюю часть бесполезно, так как она подвергается сильному трению при вращении лезвий и измельчении мусора.

Использование подшипниковых узлов

Самый дешёвый и простой вариант — установка обычных радиальных подшипников, однако если установить их криво, узел перекосит и перегреется. Лучше ставить узлы самоустанавливающегося типа, потому что они менее чувствительны к перекосам. Их недостаток — высокая цена.

Пошаговая сборка всех деталей

Перед монтажом деталей убедитесь, что на них нет дефектов. Особенно важно проверить целостность будущего вала и деталей ротора, так как они подвергаются наибольшим нагрузкам.

1. Закрепите на оси лезвия, проложив между ними шайбы одинаковой толщины.
2. Ось с лезвиями смонтируйте на шкив, подшипники обеспечат свободное вращение.
3. Из металлического профиля или обрезков труб сделайте несущую раму, на которую будет установлен статор с ротором и мотором.
4. На опорную раму установите статор, изготовленный из толстой трубы или собранный из стальных листов.
5. К статору приварите или прикрутите бункер загрузки и систему выгрузки сырья, чтобы с устройством было удобнее работать.
6. Разместите на раме электромотор, соедините его с валом с помощью туго натянутого приводного ремня или муфты.

Пример электромотора для дробилки пластика

Запустите устройство на холостом ходу и посмотрите, нет ли явного дисбаланса, который выражается в повышенной вибрации конструкции. Если он есть, разберите корпус и проверьте, насколько ровно установлены подшипники и лезвия.

Полезные советы и рекомендации

Самые ценные советы вам даст человек, лично делавший дробилку своими руками. Мастер поможет составить чертёж, поделится своими схемами или снимет замеры со своего устройства.

Элементы корпуса лучше крепить на болты и гайки, чтобы конструкция была разборной. Это очень важно при обслуживании ротора, его очистке и замене лезвий.

Не стоит совершать ошибку и покупать для самодельного шредера самые лучшие компоненты, если вы собираетесь использовать его нечасто. Для «домашнего» измельчителя достаточно маломощного электромотора и лезвий от болгарки, установленных в ряд.

Для серьёзных агрегатов лучше купить более дорогие детали, так как на первый план выходит КПД и надёжность.