Дробилка для пластика своими руками: чертеж и сборка измельчителя

В России примерно 2-3% перерабатываемого мусора приходится на пластиковые отходы. Этот вид материала легко поддается очистке от органических остатков, что делает его пригодным для вторичного использования. Открытие мусороперерабатывающего предприятия требует инвестиций в размере более миллиона рублей. При недостатке финансирования можно открыть цех, выполняющий только часть операций: прием сырья и его дробление, например. Для этого понадобится небольшое помещение и дробилка для пластика, которую можно собрать своими руками.

Виды измельчителей пластика

Дробление сырья на мелкие частицы необходимо для увеличения плотности. За счет более плотного расположения измельченных частиц пространство заполняется равномернее, что приводит к увеличению эффективности при выполнении операций: накопления, транспортировки, загрузки перерабатывающего оборудования. Пластик измельчается разными видами оборудования:

• шредерами;
• резками;
• дробилками.

Принципиально работа измельчителей мало отличается друга от друга, все различия связаны с типом режущего инструмента и параметрами получаемых частиц.

Принцип действия дробилки

Измельчение пластиковых отходов происходит при их прохождении через режущий механизм устройства. Для этого используются конструкции с одним или двумя валами, на которых размещены ножи, разрезающие пластик на мелкие куски. Получение крошки необходимого размера достигается установкой сита в выходном отверстии. На производительность устройства влияют следующие характеристики: число оборотов, количество ножей, мощность двигателя. Для измельчения эластичных пластиковых отходов вместо вальной конструкции используются специальные ножницы, решающие проблему наматывания сырья на вал.

Конструкция дробилки

Измельчитель для пластика состоит из нескольких элементов:

• двигателя;
• режущего механизма;
• привода;
• сита (фильтра);
• загрузочного кармана;
• накопительной емкости;
• рамы и корпуса.

Основной узел, обеспечивающий работу всего измельчителя, – двигатель и режущий механизм. Они соединяются приводом, а все узлы фиксируется на раме, которая закрывается корпусом для соблюдения техники безопасности.

Все конструирование устройства строится вокруг выбора типа двигателя: одновального или двухвального.

В остальном конструкция примерно одинаковая, а ее элементы конструируются в соответствии с условиями безопасной и удобной работы.

Одновальные измельчители

Конструкция из одного вала подходит для измельчения пластика для повышения плотности сырья. При прохождении через одновальную конструкцию из пластиковых отходов пригодную как готовое вторсырье крошку получить не получится. Режущие инструменты помещаются на одном валу, который за счет вращения разрезает пластик на мелкие куски.

Одновальный измельчитель пластиковых отходов – самое простое устройство для измельчения, которое создается своими руками. Для этого внутри корпуса помещается вал с ножами, которые вращаются при работе роторного двигателя, иногда дополненного гидропрессом. Конструкция достаточно компактна для размещения дома, используется для первичной обработки крупных и твердых пластиковых отходов.

Двухвальные дробилки

Более высокая производительность и точность при измельчении обеспечивается двухвальной конструкцией дробилки. Два вала конструируют так, чтобы режущие элементы располагались в шахматном порядке относительно друг друга. За счет этого вся поверхность загружаемого сырья подвергается измельчению. Это отличие от одновальной конструкции, где пластик может проскочить ножи и крупные куски необходимо несколько раз «прогнать» через вал.

В конструкции из двух валов каждая ось вращается навстречу друг другу, обеспечивая «засасывание» пластика в ножевой механизм, поэтому дополнительное усиление через гидропресс для двухвальной конструкции не нужно.

Схемы и чертежи

Самостоятельную сборку измельчителя необходимо осуществлять только по составленному чертежу. Это убережет от порчи материалов, поможет упорядочить работу и учесть нюансы в конструкции устройства. При составлении схемы или чертежа учитываются условия эксплуатации, сборки, наличие подручных материалов, чтобы сократить расходы на покупку новых.

Готовую схему или чертеж можно скачать из интернета, но в таком случае нет полной гарантии работоспособности и безопасности конструкции. Такие чертежи нет смысла оформлять по правилам конструкторской документации, поэтому их интерпретация может осложняться из-за авторской специфики.

Исходные данные для конструирования

При составлении проекта учитываются типы отходов, которые будут измельчаться в устройстве. От этого зависит выбор конструкции, типа двигателя и режущих элементов, размер устройства. Помимо состава отходов, необходимо учитывать объем поступления, который будет обрабатываться в измельчителе.

Универсальный измельчитель для производства фракции разных размеров позволяет изменять число ножей, плотность сита. За счет уплотнения ножевых механизмов и сита можно получать мелкую фракцию.

Если предполагается, что будут обрабатываться однородные отходы, то достаточно спроектировать измельчитель с жесткой конструкцией.

Разновидности измельчителей

Пластик измельчают перед производством вторсырья дробилками. Свойства материалов послужили изготовлению разных видов устройств по переработке, которые отражены в классификации применяемого сырья.

По назначению

• Для ПЭТ-бутылок и пластика с тонкими стенками. Обрабатываются материалы несколькими резаками агрегата.
• Для габаритных материалов. Дробилки способны разбивать оконные рамы, толстостенные корпуса устройств.
• Для акрила, ПВХ-пленки, нейлона. Сырье режется конструкцией дробилки в виде ножниц.

По виду конструкции

Выделяют 4 вида дробилок, каждая из которых предназначена для обработки отдельного сырья:

1. Молотковые. Закрепленные на конструкции молотки разбивают отходы.
2. Щековые. Пластик дробится рифлеными пластинами из стали.
3. Конусные. Отходы проходят между конусами, которые имеют вид габаритных терок.
4. Роторные. Универсальный вид дробилок. Чаще подходят для переработки пластиковых бутылок (ПЭТ), пенопластовых материалов.

Четвертый вид дробилок приобретают для частного использования. При наличии сноровки, умельцы мастерят агрегаты дома своими руками. Дробилка содержит в конструкции ротор с закрепленными ножами.

Устройство приходит в движение при помощи электромотора, двигателя на дизельном топливе или бензине. Ось с резаками вращается и рубит пластиковое сырье, угодившее под ножи конструкции. Роторные дробилки различают по мощности, существуют низко- и высокооборотные агрегаты.

При использовании этого вида устройства, есть возможность регулировать размер фракции пластика после обработки. Для этого на дно камеры дробилки устанавливают решетки с желаемым размером ячеек.

Необходимые инструменты и материалы

Для сборки измельчителя понадобятся слесарные, сварочные и шлифовальные инструменты: дрель, напильник, болгарка. Сварочные соединения обычно используются для соединения каркаса и корпуса, а болтовые – для крепления двигателя и режущей части. Из материалов понадобятся металлические элементы:

• листы;
• уголки;
• полосы;
• трубы и профили;
• метизы: подшипники, болты, шкивы, муфта (список зависит от конструкции).

Под накопитель подойдет ведро или бак со сплошными стенками, чтобы исключить выпадение мелкой фракции. Роторный двигатель соединяется с валом с помощью привода, а на оси размещаются ножи или дисковые пилы.

Пошаговая инструкция по конструированию

Проектирование измельчителя для сборки его своими руками включает все параметры, влияющие на устройство: от материалов до требуемой производительности. На основании этого первый этап составления проекта – анализ доступных ресурсов и требований к производительности. По результатам анализа составляются технические характеристики измельчителя:

• мощность;
• число оборотов;
• размеры двигателя, загрузочного кармана, сита;
• устойчивость корпуса к вибрационным нагрузкам.

По составленным характеристикам подбирается двигатель и адаптируются подручные средства. Основной элемент проекта – составленный чертеж или схема. Кроме списка материалов и размеров устройства, необходимо отразить порядок сборки измельчителя.

Конструкция привода

Чаще всего для измельчения пластика применяется электрический двигатель, что позволяет размещать дробилку в помещении. Для измельчителя с бензиновым или дизельным двигателем придется дополнительно оборудовать вентиляцию или разместить его на улице. Обычно для измельчения используется роторный двигатель, соединенный с валом одним из двух способов:

• ременным приводом;
• муфтой.

У ременной передачи больше размеру и она менее надежна: ремень может соскочить или лопнуть. Муфтовое соединение может привести к заклиниванию устройства, которое сложнее устраняется, чем соскочивший ремень.

Муфты компактнее ременного привода, поэтому при установке измельчителя в помещении они используются чаще.

Материал и конфигурация ножей для резки пластика

Режущий механизм составляется из 15-30 дисковых пил, размещенных на валу. Пилы размещаются с одинаковым шагом относительно друг друга, а размером шага определяется величина измельчения фракций. Материалы ножей, подходящие для разрезания пластика: рессорные (65Г, 60С2, 65С2ВА) и штамповые (Х12МФ) стали. Способы размещения пил относительно друг друга зависят от типа измельчаемых отходов:

• под наклоном («ласточкин хвост») – для пленок, бутылок, мягкого пластика;
• прямо – для прямоугольной и объемной тары: контейнеров, ящиков, крышек.

Вал под ножи

Вращающаяся ось, на которую помещаются ножи, готовится из стальной трубы или стержня. Для плотной фиксации ножей на нее наносится резьба, а сами режущие механизмы прикрепляются гайками. Такой способ крепления позволяет заменять ножи или снимать их для заточки. Если нанести резьбу невозможно, то ножи привариваются, что отрицательно сказывается на надежности: на месте сварки возникает наибольшая нагрузка на нож и соединение. Кроме нанесения резьбы для плотного крепления подойдут шестигранные валы.

Требования к роторам

Безопасная и стабильная работа измельчителя возможна при правильном размещении роторного двигателя, который должен быть центрирован относительно вала. Нарушение центрирования приведет к трению ножей о стенки корпуса. В таких условиях они будут стачиваться и повреждаться, а вал станет менее устойчивым, что приведет к его разрушению. Повышенное трение спровоцирует перегрев двигателя и может стать причиной выхода из строя.

Материал каркаса

Рама измельчителя изготавливается из металлических труб или профиля. Рама собирается с учетом того, что измельченные остатки должны падать под силой тяжести. На основании этого принципа выделяются три зоны измельчителя:

• сверху или сбоку – загрузочная: вертикальная или горизонтальная;
• посередине – рабочая;
• снизу – накопительная.

Самая эффективная конструкция – с высокой загрузкой.

За счет этого отходы не придется дополнительно проталкивать в рабочую часть, они сами будут спускаться под силой тяжести. После завершения сборки к раме привариваются листы, служащие защитными кожухами.

Подшипниковые узлы

Исправить последствия неправильного центрирования вала можно с помощью подшипниковых узлов. Они компенсируют смещения от оси – для этого нужна самоустанавливающиеся подшипники. При установке подшипников необходимо учитывать расстояния между режущими элементами, чтобы все части беспрепятственно разместились на валу. Радиальные подшипники для центрирования не подойдут, потому что из-за отсутствия самоустанавливающегося механизма они не корректируют осевое положение.

Пошаговая сборка всех деталей

При сборке необходимо учитывать, что на работающий измельчитель оказывается повышенная вибрационная нагрузка. В условиях сильной вибрации снижается устойчивость всей конструкции, а также ослабляются резьбовые соединения. Сокращение воздействия вибрации достигается центрированием двигателя, широкой расстановкой ножек. Из-за повышенной вибрации корпус изготавливается сварным способом, а для доступа к основным узлам вырезается люк.

Материалы и инструменты для изготовления

Чтобы собрать измельчитель пластика своими руками, потребуются знания в области сварки, а также терпение. Нелишним будет сварочный агрегат. Самодельные дробилки для пластика состоят из следующих частей:

• Элементы для крепежа (саморезы для металла, шайбы, гайки).
• Металлическая ось, на которую крепятся пилы агрегата.
• Дисковые пилы. Лучше выбирать примерно 20 резаков для глубокого дробления пластика. Правильная конфигурация зубчиков и оптимальное их число позволят агрегату измельчать эффективнее.
• Шкив, 2 подшипника и ремень, объединяющий работу электродвижка и ротора в дробилке.
• Привод. В продаже представлены разные по мощности виды устройства. С электрическим движком агрегата можно работать в помещении и на улице.
• Труба или профиль из металла для осевой рамы и каркаса.
• Емкость подачи пластикового сырья, защитный кожух. Смастерить их своими руками можно из листовой оцинковки при помощи ножниц по металлу, тисков и молотка.

Рекомендации при самостоятельном конструировании

Основная задача создания дробилки своими руками – экономия относительно покупки готового измельчителя. Для экономии необходимо при сборке использовать подручные средства.

Использование новых не рекомендуется, потому что в случае ошибок конструирования или сборки эти элементы будут испорчены. После сборки необходимо проверить работоспособность устройства и устойчивость к вибрациям на холостом ходу. Самостоятельное изготовление дробилки для пластика подойдет только тем, кто умеет работать с инструментами и имеет базовые знания в сфере материаловедения и черчения.

Процесс изготовления

После того, как все материалы и инструменты для создания конструкции куплены, можно сделать дробилку для пластика своими руками.

Создание режущего блока

На металлическую опору установить дисковые резаки. Элементы должны совпадать по размеру, расстояние между самодельными ножами выдерживается минимальное. В этом помогут шайбы из металла. Зафиксировать пилы самодельной дробилки гайками по краям. Установить всё на шкив и воспользоваться двумя подшипниками. Так установка сможет крутиться.

Сварка опорного каркаса

Необходимо своими руками изготовить раму прямоугольной формы. Сделать это можно, взяв уголок из металла, трубу, профиль. Далее сварным аппаратом придать желаемый вид. К полученному элементу приварить ножки нужного размера.

Накрыть каркас металлическим листом и приварить к раме. На поверхности листа вырезать отверстие, идентичное по размеру режущему блоку. Прикрепить двигатель недалеко от ножей устройства.

Сборка

Теперь остается собрать устройство дробилки. Перед тем как надеть на резаки защитную оболочку, нужно убедиться, что в последней присутствует пространство для сцепления оси со шкивом. В верхней части прикрепить бункер под пластиковое сырьё. Соединить нарезающий блок дробилки с мотором специальным ремнем.