مقدمة
تصل إطارات سيارات الركاب والشاحنات إلى خط إعادة تدوير الإطارات على هيئة مواد مركبة مرنة ومدعمة بالفولاذ، وتحتاج إلى التقطيع الخشن على مراحل قبل التحبيب. لذلك، يجب تقييم آلة التمزيق ثنائية المحور المستخدمة في المرحلة الأولى بناءً على قدرتها على قص الإطارات الكاملة، وكشف الأسلاك الفولاذية، وتوفير تدفق مستقر من الشرائط رغم الارتفاعات المتكررة في عزم الدوران.
غالبًا ما يسأل القائمون على إعادة تدوير الإطارات عن الإنتاجية أولًا، لكن السؤال الأهم هو ما إذا كانت آلة التمزيق تستطيع مواصلة القطع عند الانتقال من إطارات سيارات الركاب إلى إطارات الشاحنات. فالإطار ليس مطاطًا متجانسًا؛ بل يحتوي على أحزمة فولاذية وجوانب مرنة وحلقة كثيفة من أسلاك الفولاذ عند الحافة. وإذا دخل هذا الهيكل إلى آلة التحبيب مباشرة، فسوف ينثني المطاط بدلًا من أن يتكسر، وترتفع حرارة حواف القطع، وقد تلتف الأسلاك حول الأجزاء الدوارة. لذلك، يُعد التقطيع الخشن خطوة أولى ضرورية لتحويل الهيكل المرن المدعم بالفولاذ إلى شرائط مفتوحة يمكن فصل مكوناتها وطحنها لاحقًا.
صُمم الإطار لتحمل الانثناء والتآكل، وليس لتسهيل تقليل حجمه. يحتوي المداس على أحزمة فولاذية، وقد صُمم الجدار الجانبي للانثناء خلال ملايين الدورات، بينما تتكون منطقة الحافة من حلقة مدمجة من الأسلاك عالية الشد. وعندما تستقبل آلة التحبيب هذا الهيكل الكامل في مرحلة مبكرة جدًا، يمتص المطاط الصدمات، وترتفع حرارة حواف القواطع، وقد يتسبب الفولاذ المكشوف في تلف منطقة القطع.
تعمل آلة التحبيب بكفاءة أكبر مع جزيئات المطاط أو البلاستيك المتجانسة، وليس مع إطار دائري مدعم بالفولاذ. ولهذا السبب، تتضمن خطوط تحويل الإطارات إلى حبيبات مطاطية أو مسحوق مطاطي عادةً آلة تمزيق ثنائية المحور قبل آلة التحبيب. تقوم الآلة الثنائية المحور بفتح الإطار وتحويله إلى شرائط، وتحرير الأسلاك من المصفوفة المطاطية، وإنتاج قطع بأحجام مناسبة للمعدات اللاحقة.
كما تمثل مرحلة التقطيع الخشن خط الدفاع الأول لحماية الجدوى الاقتصادية لبقية الخط. فبعد كشف الأسلاك الفولاذية، يمكن للفاصل المغناطيسي إزالتها قبل وصول المطاط إلى آلة التحبيب. وبذلك، تعالج آلة التحبيب مادة أنظف وأكثر ليونة، مع حرارة أقل وتآكل أقل للشفرات وعدد أقل من حالات التوقف المرتبطة بالأسلاك.
أما محاولة تحويل الإطارات الكاملة مباشرة إلى حبيبات مطاطية دقيقة، فقد تؤدي سريعًا إلى تراكم المشكلات: يتدهور المطاط بفعل الحرارة، وتتآكل حواف الشفرات عند ملامسة الأسلاك، وتنسد المناخل بالألياف والأسلاك. لذا، فإن المعالجة على مراحل هي الطريقة التي تحافظ على موثوقية آلة التحبيب، وليست مجرد خطوة إضافية لمناولة المواد.
تفرض إطارات سيارات الركاب والشاحنات أحمالًا مختلفة على منطقة القطع. فإطار سيارة الركاب أصغر وأخف وأسهل في إمساكه بواسطة القواطع، ولذلك يميل تدفق الإطارات المخصص لسيارات الركاب إلى توليد عزم دوران مستمر وأكثر انتظامًا. أما إطار الشاحنة، فيتميز بمحيط أكبر وجدار جانبي أكثر صلابة وحزمة أسلاك أثقل عند الحافة، ما يؤدي إلى ارتفاع حاد في عزم الدوران عند دخوله حجرة التقطيع.
وعادةً لا تكون المواد الواردة إلى المنشآت الصناعية متجانسة؛ فقد تعالج المنشأة إطارات سيارات الركاب صباحًا، وإطارات الشاحنات بعد الظهر، وشرائط الجدران الجانبية أو الإطارات المنزوعة الأسلاك عند الحافة بين الدفعات. لذلك، يجب اختيار حجم آلة التمزيق بناءً على أثقل إطار متوقع في المواد الواردة، وليس على متوسط الإنتاجية فقط.
يستجيب المطاط المدعم بالفولاذ للقص بصورة أكثر قابلية للتحكم مقارنةً بالصدمات أو السحق. ففي آلة التمزيق ثنائية المحور، يحمل عمودان يدوران في اتجاهين متعاكسين أقراص قواطع متداخلة. تمسك القواطع بالمادة وتسحبها إلى منطقة القطع، ثم تقصها مقابل القرص المجاور.
تمنح سرعة العمود المنخفضة الأسلاك الفولاذية وقتًا للتشوه والانفصال بدلًا من الالتفاف حول دوار عالي السرعة. وتُنفَّذ كل عملية قطع بصورة تدريجية ومتحكم بها، وهو أمر مهم لأن إطار الشاحنة لا يمكن تقطيعه بكفاءة بضربة واحدة؛ بل يجب قطع حزمة الحافة والأحزمة والجدار الجانبي على مراحل.
يتمثل الاختبار الميكانيكي الأصعب في حزمة أسلاك الحافة. فعندما تصل حافة إطار شاحنة كامل إلى القواطع، يرتفع عزم الدوران المنقول بصورة حادة. ويجب أن يكون اتصال العمود قادرًا على نقل هذه الذروة دون انزلاق أو تشقق. تنقل الأعمدة المسننة وفق معيار DIN 5480 عزم القيادة عبر عدة أسنان بدلًا من الاعتماد على مفتاح واحد، ولهذا يظهر هذا المعيار في آلات التمزيق الصناعية المستخدمة لمعالجة المواد المحتوية على الأسلاك الفولاذية.
وبوجه عام، يزداد إجهاد الالتواء في الأعمدة الدوارة مع زيادة عزم الدوران المنقول؛ ولذلك يُعد قطر اتصال العمود وشكله من العوامل الأساسية لضمان الموثوقية عند تمزيق الإطارات.
كما تجعل الأسلاك العملية أكثر كشطًا. فكل قطعة فولاذ تمر عبر الآلة تتسبب في تآكل حواف الشفرات وبطانة حجرة التقطيع. ويوفر فولاذ السبائك CrMoV المقسّى بالتفريغ بنية صلبة ومقاومة للتآكل عند ملامسة الأسلاك بصورة متكررة، بينما تحمي ألواح فولاذ HARDOX المقاوم للتآكل حجرة التقطيع من الاحتكاك نفسه.
ويُعد سمك أقراص القواطع قرارًا مرتبطًا بالعملية: فالأقراص الأكثر سمكًا تنتج شرائط أعرض، بينما تنتج الأقراص الأقل سمكًا مواد تغذية أضيق لآلات التحبيب التي لا تستطيع استقبال القطع الكبيرة.
وتناسب عملية التفريغ دون منخل التقطيع المسبق للإطارات أكثر من التفريغ المعتمد على المناخل. فالشرائط المطاطية المكشوفة الأسلاك لا تمر عبر المناخل بسهولة، وقد تحبس فتحات المنخل الأسلاك وتبطئ دورة القطع. وفي آلة التمزيق ثنائية المحور دون منخل، تتحكم القواطع في عرض الشرائط، ثم تسقط المادة بفعل الجاذبية.
وإذا تسببت قطعة صعبة في تحميل زائد على الأعمدة، يكتشف نظام التحكم Siemens PLC ارتفاع عزم الدوران، ويعكس اتجاه دوران الأعمدة لتحرير المادة، ثم يستأنف القطع الطبيعي. وتُعد خاصية عكس الاتجاه التلقائي عند الحمل الزائد ضرورية عندما يستقبل الخط إطارات كاملة بأحجام ومحتويات فولاذية مختلفة.
ينبغي اختيار نظام القيادة وفق نمط التغذية. يمكن معالجة تدفق الإطارات المنتظم خلال وردية عمل مدتها ثماني ساعات بكفاءة باستخدام محرك كهربائي. أما التدفق الذي يصل على شكل دفعات قصيرة وثقيلة، مثل إطارات الشاحنات الكاملة التي تُحمّل بصورة غير منتظمة، فقد يستفيد من نظام قيادة هيدروليكي للخدمة الشاقة قادر على التعامل مع ذروات عزم الدوران.
توفر SOYU كلا التكوينين في آلات التمزيق ثنائية المحور، مع نطاق إنتاجية عام يتراوح بين 1 و30 طنًا في الساعة، وملاءمة لمعالجة مطاط إطارات سيارات الركاب والشاحنات وإطارات الطرق الوعرة OTR. وتعتمد الإنتاجية الفعلية على حالة الإطارات وعرض الشرائط المطلوب، لذا ينبغي التحقق من هذه المعايير لكل منشأة.
ونظرًا إلى أن الأسلاك والمطاط الثقيل يسببان إجهادات متقطعة على مختلف المكونات، فإن ملاءمة المعدات ومتطلبات الصيانة يجب أن تكونا جزءًا من عملية الاختيار أيضًا، بما يتماشى مع إرشادات سلامة معدات العمل، مثل لوائح توفير واستخدام معدات العمل البريطانية الصادرة عن هيئة الصحة والسلامة المهنية البريطانية HSE.
يجب أن يحدد طلب عرض السعر المفيد خصائص المواد الواردة الفعلية، وليس إجمالي الإنتاجية فقط. فلا يستطيع المورد مطابقة عزم القص وسمك الشفرات ونوع القيادة والتحكم في الحمل الزائد بدقة إلا إذا كانت الظروف التالية واضحة.
حدد ما إذا كانت الإطارات الواردة إطارات سيارات ركاب أو شاحنات أو مزيجًا منهما، واذكر ما إذا كانت أسلاك الحافة لا تزال موجودة. تفرض الإطارات الكاملة ذات حزم الأسلاك الأصلية عند الحافة أعلى أحمال عزم الدوران، لأن منطقة الحافة عبارة عن هيكل فولاذي كثيف. أما شرائط الجدران الجانبية أو الإطارات المنزوعة أسلاك الحافة فتقلل الحمل الميكانيكي. وإذا كان من الممكن أن تدخل إطارات شاحنات كاملة ضمن دفعة إطارات سيارات الركاب، فيجب تصميم آلة التمزيق لاستيعاب أثقل إطار، وليس الإطار المعتاد.
حدد ما إذا كان الخط يعمل بصورة مستمرة لمدة 8–10 ساعات أو يتعامل مع أحمال ذروة متقطعة. تساعد التغذية المنتظمة علبة التروس ونظام القيادة ونظام التحكم PLC على العمل ضمن دورة تشغيل أكثر قابلية للتوقع، بينما يظل عكس الاتجاه التلقائي عند الحمل الزائد ضروريًا لاستمرار الإنتاج دون انقطاع. أما الدفعات القصيرة والثقيلة من الإطارات الكاملة فتسبب ارتفاعات متكررة في عزم الدوران، ما يرجح اختيار نظام قيادة هيدروليكي. وينبغي أن يميز طلب عرض السعر بين متوسط الأطنان في الساعة وظروف التغذية القصوى.
أكد عرض الشرائط الذي تستطيع آلة التحبيب أو الفاصل المغناطيسي في المرحلة التالية استقباله. يحدد هذا المتطلب سمك شفرات القواطع، لأن العرض يتحكم فيه أساسًا التباعد بين أقراص القواطع، بينما يظل الطول غير منتظم عند استخدام التفريغ دون منخل. اذكر أيضًا ما إذا كان يوجد فاصل مغناطيسي بين آلة التمزيق وآلة التحبيب. فإزالة الفولاذ في مرحلة مبكرة تقلل التلوث والتآكل الكاشط في بقية الخط.
عند تحديد هذه المعايير، يستطيع المصنع اختيار اتصال العمود المسنن وشكل الشفرات وبطانة الحجرة ونظام القيادة وإعدادات التحكم بما يتناسب مع أسوأ ظروف الإطارات المتوقعة فعليًا.
يمكن للمنشآت التي تعالج إطارات سيارات الركاب فقط استخدام مواصفات أخف، لكن منشآت معالجة الإطارات المختلطة قد تفقد الإنتاج كلما تسبب إطار شاحنة في إيقاف آلة أصغر من المطلوب. لذلك، ينبغي أن يتضمن أول طلب عرض سعر وصفًا متكاملًا لنوع الإطارات وحالة أسلاك الحافة والإنتاجية المخططة ومدة الوردية وعرض المخرجات المطلوب.
تعمل إعادة تدوير الإطارات بكفاءة أكبر عند تنفيذها على مراحل، لأن الإطارات الكاملة تجمع بين مرونة المطاط والتدعيم الفولاذي الذي يقاوم التحبيب الدقيق في خطوة واحدة. وتُعد آلة التمزيق ثنائية المحور هي المعدات الأمامية التي تفتح الإطار وتكشف الفولاذ وتوفر تدفقًا منتظمًا من الشرائط إلى الفصل المغناطيسي والتحبيب.
عند مقارنة المعدات، ركز على المكونات التي تتحمل الأحمال المتكررة الناتجة عن الإطارات: الأعمدة المسننة وفق DIN 5480، ومواد الشفرات CrMoV، وبطانة الحماية HARDOX، والتفريغ دون منخل، وعكس الاتجاه عند الحمل الزائد بواسطة PLC، ونوع القيادة وسمك القواطع.
بعد ذلك، زوّد المورد بالمعلومات الأساسية عن المواد الواردة: نسبة إطارات سيارات الركاب إلى إطارات الشاحنات، وحالة أسلاك الحافة، والأطنان في الساعة، ومدة الوردية، وعرض المخرجات المطلوب في المرحلة التالية. وتحدد SOYU في مواصفات آلة التمزيق ثنائية المحور مطاط إطارات سيارات الركاب والشاحنات وإطارات OTR ضمن المواد المستهدفة، مع إتاحة خيارات القيادة الكهربائية والهيدروليكية للخدمة الشاقة؛ لذا فإن طلب عرض سعر خاص بالتطبيق هو الخطوة التالية المنطقية لمشروع إعادة تدوير الإطارات.
ج: يجب تحديد ما إذا كانت المواد الواردة إطارات سيارات ركاب فقط أو إطارات شاحنات فقط أو مزيجًا منهما، وبيان ما إذا كانت الإطارات كاملة أم أزيلت منها أسلاك الحافة، وتحديد الإنتاجية المطلوبة بالأطنان في الساعة أو الأطنان لكل وردية. تفرض إطارات الشاحنات الكاملة ذات حزم الأسلاك الأصلية عند الحافة أعلى متطلبات عزم الدوران، بينما تقلل شرائط الجدران الجانبية أو الإطارات المنزوعة أسلاك الحافة الحمل الميكانيكي.
ج: يقطع التقطيع الخشن ثنائي المحور الإطارات الكاملة إلى شرائط، ويكشف الأحزمة الفولاذية، ويقلل حجم القطع قبل بدء التحبيب. ولا تستطيع آلة التحبيب معالجة إطار دائري مرن ومدعم بالفولاذ بكفاءة، لأن المطاط ينثني، وترتفع حرارة حواف القطع، وقد تلتف الأسلاك حول المناخل أو الدوارات.
ج: تحتاج إطارات الشاحنات المدعمة بالأحزمة الفولاذية إلى أقراص قواطع ذات سمك كافٍ لتحمل الملامسة المتكررة لحزمة أسلاك الحافة، وإلى اتصال عمود قادر على نقل عزم دوران مرتفع دون انزلاق. وتلبي الأعمدة المسننة وفق معيار DIN 5480 هذا المتطلب.
