Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО РАЗРЕЗАНИЯ ПО ДВУМ ИЛИ НЕСКОЛЬКИМ ЛИНИЯМ РЕЗА ПОКРЫШКИ

Изобретение относится к машиностроению, а именно к оборудованию, имеющему два или несколько режущих элементов и предназначенному для одновременного разрезания по двум или нескольким линиям реза автомобильных покрышек и их частей, например каркасно-брекерно-протекторных браслетов покрышек, изготовленных из слоистого материала, включающего несколько слоев резины, армированной текстильным и металлическим кордом.

Аналогом заявляемого изобретения является устройство для одновременного разрезания по нескольким линиям реза армированного композиционного материала, включающее металлический цилиндр с выемками и расположенные соответственно выемкам заточенные дисковые металлические лезвия, толщина которых больше ширин выемок в металлическом цилиндре (см. патент RU №2315694 C1, МПК B29B 11/02, 2008). Существенные признаки аналога «металлический цилиндр с выемками, дисковые металлические лезвия» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатками аналога являются низкое качество реза при разрезании одновременно двумя дисковыми металлическими лезвиями с двухсторонней заточкой армированных частей покрышки, в частности каркасно-брекерно-протекторного браслета, а также дополнительное сопротивление процессу резания из-за вынужденного изгиба разрезаемого материала, находящегося между дисковыми лезвиями, в результате вытеснения разрезаемого материала в направлении от металлического цилиндра к центрам вращения дисковых лезвий из-за того, что по мере погружения дисковых лезвий с двухсторонней заточкой в разрезаемый материал расстояние между их внутренними поверхностями в зоне контакта с разрезаемым материалом уменьшается, что неизбежно приводит к сжатию разрезаемого материала в направлении вдоль оси металлического цилиндра и, как следствие, его изгибу. В результате процесс разрезания становится неустойчивым, поскольку разрезаемый материал в середине между дисковыми лезвиями недостаточно фиксирован относительно металлического цилиндра, что приводит к смещению разрезаемого материала вдоль осей вращения металлического цилиндра и дисковых лезвий и к некачественному резу.

Этот недостаток в значительной степени устранен в техническом решении по патенту RU №2416519 C2, МПК B29B 17/00, 2011, принятому за прототип предлагаемого изобретения и представляющее собой устройство для одновременного разрезания по двум или нескольким линиям реза покрышки с металлокордом, включающее металлический цилиндр с выемками и расположенные соответственно выемкам заточенные дисковые металлические лезвия, толщина которых больше ширины выемок в цилиндре, а режущие кромки образованы одной конической и одной плоской поверхностью, перпендикулярной осям вращения дисковых лезвий и металлического цилиндра, причем плоские поверхности лезвий обращены навстречу одна другой, а высота заточки каждого дискового лезвия и глубина соответствующих им выемок в металлическом цилиндре выбраны из соотношений:

Y≥H+b/tgβ, T>b/tgβ,

где Y - высота заточки лезвия, H - наибольшая толщина разрезаемого материала, b - ширина выемки, β - угол между образующей конической поверхностью и плоской поверхностью, T - глубина выемки.

Существенные признаки прототипа «металлический цилиндр с выемками, дисковые металлические лезвия» совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатками прототипа являются низкое качество реза из-за возможности осевого смещения разрезаемого материала, обусловленного возможным перекосом осей вращения дисковых лезвий и металлического цилиндра с одной стороны, и оси вращения разрезаемой покрышки, с другой стороны, а также недостаточным фиксированием разрезаемой покрышки относительно осей вращения дисковых лезвий и металлического цилиндра, приводящим к разрезанию покрышки не по концентрическим окружностям, а по винтообразным линиям, что приводит к нарушению процесса резания. Кроме того, при разрезании покрышек, содержащих металлокорд в каркасе и брекере, из-за большого сопротивления высокопрочного металлокорда процессу резания, режущие кромки дисковых лезвий быстро затупляются, что снижает производительность процесса разрезания покрышек и к повышенному расходу электроэнергии.

Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение, являются обеспечение устойчивого разрезания покрышек по двум правильным концентрическим линиям реза, улучшение качества реза, повышение производительности процесса разрезания покрышек, снижение износа дисковых лезвий и расхода электрической энергии.

Для достижения указанного технического результата устройство для одновременного разрезания по двум линиям, выполненное в виде металлического цилиндра с выемками и соответствующими выемкам дисковыми металлическими лезвиями с их толщинами, большими ширин соответствующих выемок в цилиндре, снабжено специальным натяжным незаостренным роликом, установленным соосно с дисковыми лезвиями в середине расстояния между дисковыми лезвиями, причем наружный диаметр натяжного ролика имеет размер, равный или чуть больший наружных диаметров дисковых лезвий, а металлический цилиндр в зоне между металлическими лезвиями снабжен широкой кольцевой проточкой, глубина которой равна или больше глубины выемок, расположенных напротив металлических лезвий.

На чертеже представлено сечение устройства для одновременного разрезания покрышки по двум линиям реза (вид сбоку, острия лезвий контактируют с краями выемок, а натяжной ролик прогибает разрезаемый материал в зоне между металлическими лезвиями к центру металлического цилиндра).

Устройство включает два металлических лезвия 1 дисковой формы, натяжной ролик 2, установленные с возможностью вращения относительно оси 5 (вал не показан), и металлический цилиндр 3 (ролик), также установленный с возможностью вращения относительно оси 6 (вал не показан), и подачи (подвода до полного контакта к дисковым лезвиям и натяжному ролику (через покрышку 7) и отвода от них). Наружная поверхность 4 натяжного ролика 2 не имеет заострения и может быть гладкой или шероховатой (снабженной мелкой насечкой). Наружный диаметр D_P натяжного ролика 2 равен или чуть больше на (5-10 мм) наружного диаметра D_Л дискового лезвия.

Способ разрезания, используемый в заявляемом устройстве, заключается в следующем: между вращающимися с помощью привода лезвиями, а также натяжным роликом, и металлическим цилиндром (роликом), установленным с возможностью вращения и перемещения в направлении дисковых лезвий, постепенно подается разрезаемый материал (например, покрышка или каркасно-брекерно-протекторный браслет) вплоть до полного разрезания. При этом подача разрезаемого материала осуществляется при контакте металлического цилиндра, лезвий и натяжного ролика за счет зажима материала между находящимися вне выемок частями поверхностей, образующих режущие кромки, и входными частями выемок, а также вдавливания материала натяжным роликом в широкую кольцевую проточку металлического цилиндра.

Наличие натяжного ролика между металлическими лезвиями, расположенного напротив широкой кольцевой проточки в металлическом цилиндре (ролике) и имеющего незаостренную наружную поверхность, диаметр наружной окружности которой равен или чуть больше (~ на 5-10 мм) диаметров режущих кромок металлических лезвий, обеспечивает в процессе резания надежную фиксацию разрезаемого материала не только за счет его зажима между поверхностями остриев, образующими режущие кромки, и входными частями выемок, но и за счет вдавливания разрезаемого материала в широкую кольцевую проточку, что обеспечивает также и растяжение разрезаемого материала в зоне между лезвиями в направлении осей вращения лезвий и металлического цилиндра и при этом полностью исключает сжатие разрезаемого материала в зоне между лезвиями и снижает усилие разрезания материала за счет растяжения резины и армирующих кордных нитей, повышает производительность и качество реза, уменьшает энергозатраты. Для обеспечения эффективного функционирования устройства натяжной ролик должен быть расположен строго по середине широкой кольцевой проточки между дисковыми лезвиями, наружный диаметр натяжного ролика должен быть равен или чуть больше (~ на 5-10 мм) наружного диаметра режущих кромок дисковых лезвий, а глубина широкой кольцевой проточки, расположенной напротив натяжного ролика, должна быть больше или равна глубине расположенных напротив дисковых лезвий выемок в металлическом цилиндре, при этом наружная окружная поверхность натяжного ролика должна быть незаостренной, а гладкой или несколько шероховатой. Если указанные требования не будут выполняться, то может не обеспечиться надежный контакт режущих кромок дисковых лезвий с наружными (входными) кромками выемок цилиндра, разрезаемый материал не будет достаточно растянут в зоне между дисковыми лезвиями, что, в свою очередь, может привести к неравномерности подачи (проскальзыванию) материала в зоне реза, его смещению вдоль осей вращения дисковых лезвий и цилиндра, увеличению распорного усилия между дисковыми лезвиями и металлическим цилиндром, плохому качеству реза, снижению производительности процесса резания, увеличению энергозатрат.

Соблюдение указанных выше условий обеспечивает качественное разрезание одновременно по двум линиям реза сложного резинотехнического композита, содержащего в своей структуре армирующие, в том числе металлические компоненты.