CN101209451B - 滚筒洗衣机内外筒分离切割设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械拆解设备，尤其涉及一种滚筒洗衣机内外筒分离切割设备。通过将待切割滚筒通过装卡在旋转卡盘上，再通过进给机构控制旋转卡盘及安装在所述旋转卡盘上的滚筒靠近所述切割刀具，所述切割刀具在切割驱动装置的驱动下高速转动，将待切割滚筒的外筒切割开，因此能够在定位滚筒的同时保证切割的深度，通过滚筒在旋转卡盘上的转动，能够快速地对外筒的圆周实现切割，本发明设备使得对洗衣机滚筒拆解的操作更为简单方便，分解时间大大减少，减低了工人的劳动强度，大大提高了拆卸的效率。此外，本发明通过在切割刀具上设置有防护罩，能够防止切割过程中火花飞溅，可以极大提高操作者工作时的安全性。

Description

滚筒洗衣机内外筒分离切割设备

技术领域

本发明涉及一种机械拆解设备，尤其涉及一种滚筒洗衣机内外筒分离切割设备。 

背景技术

2003年2月23日，欧盟议会及欧盟委员会在其《官方公报》上发布了《废旧电气电子指令》，其中规定：自2005年8月13日起，投放于欧盟市场的电子和电气设备的回收处理费用必须由生产者按所占市场份额的比例负担，伴随着这两个法令的实施，废旧家电回收处理日益受到重视。在中国废旧家电资源化事业是一个新兴领域，它包括了废旧家电的回收、处理、再利用等领域。而废旧家电拆解技术工艺是处理领域重要的组成部分，包括废旧电视机、冰箱、空调、洗衣机等的手工拆解和分检处理技术等。近期以来，我国居民首批购买的家用电器已陆续进入报废期，四种主要家电需要报废数量高达上亿台，数量巨大；废旧家电中含有大量的有害物质，如处理不当，这些废弃的旧家电可能对环境和社会造成各类危害，诸如普遍存在安全隐患，污染环境，加重我国的环境负担，老式的废旧家电能耗偏高，不符合我国当前可持续发展和循环经济的战略等，废旧家电的回收处理工作已迫在眉睫。 

与中国相比，国外尤其是欧洲和日本很早就开展了废旧家电领域的研究开发和推广，在废旧家电大型处理设备和关键的技术设备已经取得了突破性的进展，如大型的家电粉碎、分选、清洗设备等；而日本有些工厂部分利用人工加机械相结合的方式来处理废旧家电，但是拆解技术和工艺中的手工部分也不多，大部分人工拆解限于将比较贵重的部件拆下，或者将有害物质去除，减少环境危害。 

在我国，处理废旧家电的手段一般采用手工拆解和机械粉碎两种形式。机械拆解是通过大型机械将废旧家电拉断、碾碎，缺点是会将金属、玻璃和塑料等混合粉碎，粉碎后各种材料都聚集在一起，难于细分，材料再利用的范围受到限制；而手工拆解的过程中需要使用很多专用工具，经过实际的拆解试验发现，目前在家电生产和维修领域广泛使用的工具，在拆解过程中并 不很适用。 

以废旧滚筒洗衣机拆解为例，目前中国市场上主流的波轮和滚筒洗衣机，主要包括双桶、全自动波轮洗衣机和滚筒洗衣机，图1为洗衣机的滚筒结构示意图，是由一个圆筒型的外筒101和外筒中一个可旋转的内筒102组成，外筒101的作用是盛放洗涤液，内筒102壁上开有很多小孔并有凸起的筋。内筒102与连接轴103固定连接，安装有轴承的法兰(或轴承盖)104与外筒102固定并密封，其中所述法兰104是与所述内筒102固定连接的，将外筒101套在内筒102上，而外筒通过与所述连接轴103相配合的轴承与内筒102连接。在所述连接轴103上固定一个皮带轮105，皮带轮105通过皮带106与电机108的皮带轮107相连接，由电机108带动内筒旋转而洗涤衣物。由于内外筒之间有加强三脚架，采用铸造铝合金形式，而内外筒目前大多采用不锈铁，两者材料完全不同，为了回收有较高的再利用价值的材料，需要将内外筒进行分割才能将铝质加强三脚架取出。 

一些滚筒洗衣机内外筒边缘采用两块铁皮包夹在一起的连接方式，即将外筒筒壁与覆盖内筒的圆形铁皮相互贴紧并将其卷起，两者结合较为严密，尤其年久结垢后，对包夹的卷边更不容易翻开。另外一些滚筒洗衣机外筒采用两个半外筒用胶水粘合并采用大量螺丝和铆钉或者点焊连接的方式，需要将多个绝大多数螺丝和铆钉一个个取下才能使内外筒分离。尤其是滚筒洗衣机的结构相对复杂，零部件结合牢靠，质量较大，拆卸更为困难。 

目前的废旧家电回收处理多数仍旧使用斧子、铁皮剪刀等工具，先使用管线钳的强大的剪切力将外筒壁减开一个口，然后继续使用铁剪子或者钳子一点点将其减开，效率非常低下，约10-15分钟左右将其减开，这种方式也耗费了人力，或者采用管线钳剪开一个缺口，在利用板斧将其一点点劈开，上述两种方式效率低下、容易造成安全隐患，而且需要至少两个工人完成，因此耗费大量的时间和人力；还有一些使用大锤、斧子暴力拆解，最终导致拆解后可以回用的零部件损坏，或者回收材料的价值降低。 

另有采用手工加机械的电动平台电锯将其切开，但是目前的电动切具都是直接利用其他的切割设备，其结构和使用用途等都不适合剪切滚筒洗衣机，如木工台锯，使用的立式刀具，需要将滚筒的圆周面放置在台面上，且机床台面平坦，不适合放置外形为圆柱的滚筒，无法实现滚筒的定位，将外筒置于机床上切割时，需要人工扶持待切割的滚筒，并且刀具伸出很长，如掌握不好切割深度，将会连内筒一起切开，因此使用效率仍旧比较低下，且对工人的危险性较大，容易引起安全问题。此外，所用刀具为齿边锯片，也不适用于切割铁质滚筒工件。即使有一些工具功能较全的设备，如数控机床和加工中心，其价格极其昂贵，不适合作为滚筒洗衣机的拆解工具。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种能够简便、高效地拆解洗衣机内外筒的滚筒洗衣机内外筒分离切割设备。 

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种滚筒洗衣机内外筒分离切割设备，包括切割刀具、切割驱动装置、旋转卡盘、卡盘进给机构，所述切割驱动装置驱动所述切割刀具转动，所述进给机构推动所述旋转卡盘向靠近或远离切割刀具的方向往复运动；所述设备还包括防护罩，所述防护罩覆盖在所述切割刀具的上方，所述切割刀具从防护罩一侧的伸出。 

所述旋转卡盘的轴线垂直与所述切割刀具所在平面，旋转卡盘的装卡位置距切割刀具所在平面1～10厘米。 

所述进给机构包括推进机构、连杆和垂直于所述切割刀具轴线方向的第一导轨，所述旋转卡盘安装在所述导轨上，所述连杆于所述旋转卡盘固定连接，所述推进机构通过推动所述连杆，使旋转卡盘沿所述导轨方向平行移动。 

所述推进机构包括丝杠和与所述丝杠一端固定的手轮，所述丝杠的另一端与一个内螺纹管啮合，所述内螺纹管与所述连杆固定连接；或 

所述推进机构包括丝杠和与所述丝杠一端固定的手轮，所述丝杠的另一端与所述连杆转动连接，所述丝杠安装在一个与所述导轨位置相对固定的内螺纹孔中。 

所述切割驱动装置包括切割电机、传动机构和连接轴，所述切割电机的输出轴与所述传动机构连接，通过所述传动机构带动与所述切割刀具相连的连接轴转动。 

还包括一个遮挡在所述切割刀具上的防护罩，所述切割刀具从所述防护罩的一个侧面伸出。 

所述连接轴的另一端连接有一个与所述切割刀具位置相对固定的轴承，所述传动机构采用皮带传动机构或齿轮传动机构。 

所述防护罩的位置可调，能够向靠近或远离切割刀具轴线的方向移动。 

所述防护罩上设置有定位螺钉，所述定位螺钉能够与多个不同位置的固定定位孔固定连接；或 

所述防护罩上设置有定位件，所述定位件能够与固定的定位槽的不同位置固定连接。 

所述连杆的另一端连接有滑轮组，所述滑轮组安装在与所述第一导轨平行的第二导轨上。 

所述进给机构中还包括一个与所述旋转卡盘位置相固定的转动电机，所述转动电机的输出轴驱动所述旋转卡盘转动。 

所述切割刀具为以金刚石为磨料的砂轮锯片。 

与现有技术相比，本发明具有如下优点：待切割滚筒通过装卡在旋转卡盘上，再通过进给机构控制旋转卡盘及安装在所述旋转卡盘上的滚筒靠近所述切割刀具，所述切割刀具在切割驱动装置的驱动下高速转动，将待切割滚筒的外筒切割开，因此能够在定位滚筒的同时保证切割的深度，通过滚筒在旋转卡盘上的转动，能够快速地对外筒的圆周实现切割，本发明设备使得对洗衣机滚筒拆解的操作更为简单方便，可以采用连续不断流水线式的操作实现，分解时间大大减少，减低了工人的劳动强度，大大提高了拆卸的效率，而且在切割过程中对滚筒实现有效定位，提高了操作过程的安全性。而且本发明只需要切割刀具、切割驱动装置、旋转卡盘、卡盘进给机构，就能实现预期的切割拆解工作，且材料成本较低，工作效率高，适合于工厂大规模应用。此外，本发明充分考虑到工作人员的安全性，设计有防护罩，能够防止切割过程中火花飞溅，可以极大提高操作者工作时的安全性。 

附图说明

图1为待切割滚筒结构示意图； 

图2为本发明中实施例一的结构示意图； 

图3为实施例一的俯视图； 

图4为本发明中实施例二的结构示意图； 

图5为实施例二的俯视图。 

具体实施方式

本发明的一种优选实施例，如图1、2中所示，包括一个基台6，基台6中设置有一个切割电机15，所述切割电机15的输出轴13固定有一个主动皮带轮12。所述基台6中还设置有一个连接轴9，所述连接轴9的两端分别设置有切割刀具和轴承14，所述轴承14与所述基台6固定，将连接轴9竖直定位在所述基台6中，所述切割刀具为以金刚石为磨料的砂轮锯片8，锯盘的直径为200～300毫米，所述砂轮锯片8设置在基台6的台面上方，平行于所述基台6的台面，并距台面3毫米，所述砂轮锯片8和轴承14之间设置有一个从动皮带轮10，所述主动皮带轮12和从动皮带轮10上安装有11皮带。所述基台6的台面上还设置有防护罩7，所述防护罩7为具有四个面的盒体，并覆盖在所述砂轮锯片8的上方，所述砂轮锯片8从防护罩7一侧的伸出。 

所述基台6上设置有导轨17，一个旋转卡盘1设置在导轨17中，并能够在导轨17中平行滑动，所述旋转卡盘1的直径为0.6～4厘米，高度为0.5～6厘米。一个连杆4的一端与所述卡盘1相连，另一端连接有滑轮组18，所述基台6中设置有另一导轨5，所述导轨5与导轨17相平行，所述滑轮组18安装在所述导轨5中，通过所述导轨17和导轨5约束所述连杆4在水平方向上的自由滑动，防止所述卡盘1轴线的偏移，进而避免装卡在所述旋转卡盘1上的待切割滚筒产生晃动。其中，所述旋转卡盘1可采用常用套装有双轴承的三爪卡盘或者硬橡胶紧固套，所述连杆4则与所述旋转卡盘1的轴承固定连接。 

所述连杆4上固定有一个与所述连杆4相垂直的内螺纹管16，一个丝杠2的一端与所述内螺纹管16相啮合，另一端与设置在基台6侧壁上的手轮3相连，在转动所述手轮3的过程中，通过所述丝杠2与内螺纹管16的啮合，使丝杠2与内螺纹管16形成的杆体伸长或缩短，因此在手轮3位置不变的情 况下，推动所述连杆平行移动，进而控制卡盘的位置，在距离锯片圆心30厘米～45厘米之间可调。 

本实施例的工作过程如下：首先将洗衣机滚筒的连接轴103竖直地定位在卡盘1上，然后启动所述切割电机15，电机输出轴13的驱动主皮带轮12转动，并进一步带动所述从皮带轮10转动，从而使所述砂轮锯片8以750～4000转/分钟的转速高速转动，同时，通过转动所述手轮3，使所述丝杠2和内螺纹管16啮合构成的杆体整体伸长，通过内螺纹管16的端部推动所述连杆4向右平移，进而使所述卡盘带动所述洗衣机滚筒向右平行移动，转动的砂轮锯片8对滚筒进行切割，由于所述旋转卡盘1可以转动，在切割的过程中，通过转动所述滚筒，实现对外筒101整个圆周的切割。其中，所述切割电机15为变速电机，操作这可以根据被切割外筒101的厚度、强度以及砂轮锯片8的强度，来控制所述切割电机15采用不同的转速转动。由于所述砂轮锯片8距离基台6的台面有3厘米的距离，在通过卡盘1装卡所述滚筒后，所述砂轮锯片8所在平面距离外筒101下底面约2厘米，即距离所述旋转卡盘1的装卡位置3厘米，外筒上的对应位置也即为切割位置。 

所述防护罩7不但能够防止误伤操作者，阻挡切割过程中进出的金属屑和火星，保护操作者的安全，还能够在控制所述砂轮锯片8的切割深度，防止切割时深度过大，引起安全隐患。所述旋转卡盘1和滚筒的进给运动中，当所述滚筒的外筒101抵触到所述防护罩的边缘时，受到所述防护罩7的阻挡无法再向前进给，因此就限定了砂轮锯片7对滚筒的切割深度，一般内外筒之间都存在间距，一般为2-3厘米，所述切割深度也即砂轮锯片从所述防护罩中伸出的距离，界于所述外筒和内筒之间，例如1厘米。在所述砂轮锯片8长期使用磨损后，直径变小，可能导致砂轮锯片8从防护罩7中伸出的距离边小，以至于滚筒无法与砂轮锯片8接触，为了充分利用工具，节省费用，所述防护罩7的位置是可调的，例如可以在所述防护罩7上设置有定位螺钉19，而在基台6的台面上对应地设置有多个定位孔20，通过将定位螺钉在靠近或原理砂轮锯片轴线的不同位置的定位孔中定位后，改变所述防护罩的位置，进而控制砂轮锯片的伸出距离，当需要增加切割深度、或砂轮锯片因长期使用导致切割深度不足时，则将所述防护罩7向右移动至下一对定位 孔后再定位。所述防护罩7的调节范围可分三级，每隔1厘米设一级，当所述砂轮锯片8磨损时，通过调节所述防护罩7的后退距离保证切割的深度。 

切割完成时，通过调节手轮3将所述卡盘1和滚筒调离工作位置，松开所述卡盘1，卸下被切割好的滚筒工件，添装新的待切割工件继续工作。全过程约1-2分钟左右。对比以前的拆解工具效率有了极大提高，并且安全性好，设备结构简单、造价便宜，适于大规模应用。 

在经过上述对外筒101的切割后，在进行精细化的手工分解，可以将不同材料加以分离，提高处理后材料的纯度，从而提高材料使用价值，进而提高材料的价值。另一方面，采用本发明设备的机械拆解结合精细化的手工分解，还可解决部分中国劳动力的就业问题，减少废旧家电工厂的设备成本，发展适合中国的废旧家电处理技术。 

实施例二的结构如图4、5中所示，作为实施例一的变种，与实施例一的区别在于： 

所述丝杠2的一端与手轮3固定连接，另一端直接与所述连杆4构成转动连接，所述基台6侧壁上设置有用于安装所述连杆4的内螺纹孔，在转动手轮3的过程中，通过所述基台侧壁上的内螺纹孔与丝杠2的啮合，使整个丝杠2向靠近切割机构方向移动，由于所述丝杠2端部与连杆4的转动连接，丝杠2对连杆4并不产生扭力，而是推动所述连杆4及与所述连杆4相连的卡盘，向所述砂轮锯片8的方向平移。这种进给机构结构简单，还可以在所述丝杠2上设置标示刻度，便于操作者控制进给的距离和速度。 

所述切割电机15输出轴连接的传动机构可为齿轮传动机构，通过至少一组齿轮组的啮合，将所述切割电机15的输出通过所述齿轮传动机构传递给所述连接轴9，进而带动所述砂轮锯片8高速转动。例如在所述切割电机15的输出轴上设置有主动齿轮21，对应的所述连接轴9上设置有从动齿轮22，通过所述主动之论21和从动齿轮22的啮合实现传动，也可以根据实际需要，采用多个齿轮构成的齿轮组实现齿轮传动机构，所述齿轮传动机构能够提供给所述连接轴9提供足够的扭矩，不会发生皮带传动机构中的皮带打滑、脱落等问题，但是，齿轮传动机构产生的噪音相对较大，生产环境中的噪音污 染较为严重，可视具体的加工要求采用适合的传动机构。 

所述还包括一个与所述连杆4相对静止的转动电机23，所述滑轮组18连接有一个托架24，所述转动电机23设置在所述托架24上，使所述转动电机23能够和所述连杆4保持相对同步的移动，所述连杆4为空心杆体，所述转动电机23的输出轴连接有一个传动杆25，而所述传动杆25的另一端则与所述旋转卡盘1中的三爪卡盘或者硬橡胶紧固套固定连接，在所述传动电机转动过程中，通过所述传动杆25的传动，带动所述旋转卡盘1转动，进而使装卡在所述旋转卡盘1上的待切割滚筒也同步转动，实现对外筒101正个圆周的切割。进一步地，所述转动电机23与所述旋转卡盘1之间的传动，也可以采用很多中传动方式实现旋转的传递，例如蜗轮蜗杆传动、齿轮组配合传动杆等方式实现传动，通过采用电机驱动控制所述滚筒的转动过程，进一步节约了劳动力，提高加工效率。 

所述防护罩7的边缘设置有定位件26，而在基台6的台面上对应地设置有两条平行的定位槽27，所述防护罩通过定位件26通过固定连接在所述定位槽27的不同位置，改变所述防护罩的位置，进而控制砂轮锯片的伸出距离和切割深度。当需要增加切割深度、或砂轮锯片因长期使用导致切割深度不足时，则将所述防护罩7向右移动后至合适的位置后再定位。通过所述长条形的定位槽27调节所述防护罩7的位置，相对于实施例一中的安装孔定位方式的结构，加工过程相对稍微复杂，但能够对防护罩7在定位槽的方向上实现任意位置的调节，实现无级调节。所述定位件26可以通过成对配合的螺栓、螺母实现。 

此外，还可以在所述连接轴上安装有能够调节所述砂轮锯片高度的高度调节机构，来适应对不同高度尺寸的滚筒的切割。 

采用本发明设备与现有的拆解手段对洗衣机滚筒的拆卸过程中，几种参数对比如下表中所示： 

根据上面的对比可知，采用本发明设备实现对洗衣机滚筒内外筒的分解，和传统的手动工具和现有的木工电锯等设备拆解相比，可以在连续不断流水线式的拆解滚筒洗衣机，分解时间大大减少，平均每台拆解时间在半分钟～2分钟左右，对比手工拆解效率提升了10倍左右，较采用目前的木工台锯，效率提高3-5倍；而与那些采用先进的数控机床实现切割相比，可以只需要一台电机、一套传动机构和简单的电控系统，就能组装完成，并且电机等系统采用目前标准化的设备，不需专门设计，且材料成本较低，工作效率高，适合于工厂大规模应用；本发明在设计过程中充分考虑到工作人员的安全性，设计有防护罩7，能够防止切割过程中火花飞溅，拆解后推离切割刀具的导轨17等，都是针对拆解过程中可能出现的安全性问题而充分考虑到的，可以极大提高员工工作时的安全性。降低了拆解中存在的各种安全隐患；工作时操作简单，只需在装卡待切割工件后，按动控制对应电机的按钮，启动电机转动，就能实现切割拆解过程，减低了工人的劳动强度，促进了工作效率。 

因此，本发明与现有技术在实际应用中的各项性能比较如下表中所示： 

工具	经济性	实用性	安全性	综合性能
					手工   工具	差  手工工具造价虽然便   宜，但是耗费人工过  大，经济性差。	差  需要大量拆解时间，拆解   效率极其低下。	一般  由于使用手工工具时，   操作较为困难，可能会  伤害到人。	差
现有   电锯   设备	一般   简单电动设备造价一   般。对比他的拆解效   率经济性较差。	一般   虽然比手工拆解效率提   高，但是不明显，且其他   问题严重。	差   现有设备由于不是专   用，使用不方便，有很   大的安全隐患。	差
					本发  明设  备	优良  虽然他的造价和现有  设备类似，但是拆解  效率高，同比下经济  性优良。	优良  本工具拆解效率较高，且  其他问题较少，同比实用  性好。	好  本工具在设计时充分考  虑到拆解时的情况，采  取了各种手段保证安  全。	优  适合大规模  应用

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。 

Claims (11)

1.一种滚筒洗衣机内外筒分离切割设备，其特征在于：包括切割刀具、切割驱动装置、旋转卡盘、卡盘进给机构，所述切割驱动装置驱动所述切割刀具高速转动，所述进给机构推动所述旋转卡盘向靠近或远离切割刀具的方向往复运动；所述设备还包括防护罩，所述防护罩覆盖在所述切割刀具的上方，所述切割刀具从防护罩一侧的伸出。

2.如权利要求1所述的滚筒洗衣机内外筒分离切割设备，其特征在于：所述旋转卡盘的轴线垂直于所述切割刀具所在平面。

3.如权利要求1所述的滚筒洗衣机内外筒分离切割设备，其特征在于：所述防护罩的位置可调，能够向靠近或远离切割刀具轴线的方向移动。

4.如权利要求1或2或3中所述的滚筒洗衣机内外筒分离切割设备，其特征在于：所述进给机构包括推进机构、连杆和垂直于所述切割刀具轴线方向的第一导轨，所述旋转卡盘安装在所述导轨上，所述连杆于所述旋转卡盘固定连接，所述推进机构通过推动所述连杆，使旋转卡盘沿所述导轨方向平行移动。

5.如权利要求4所述的滚筒洗衣机内外筒分离切割设备，其特征在于：所述推进机构包括丝杠和与所述丝杠一端固定的手轮，所述丝杠的另一端与一个内螺纹管啮合，所述内螺纹管与所述连杆固定连接；或

所述推进机构包括丝杠和与所述丝杠一端固定的手轮，所述丝杠的另一端与所述连杆转动连接，所述丝杠安装在一个与所述导轨位置相对固定的内螺纹孔中。

6.如权利要求1或2或3所述的滚筒洗衣机内外筒分离切割设备，其特征在于：所述切割驱动装置包括切割电机、传动机构和连接轴，所述切割电机的输出轴与所述传动机构连接，通过所述传动机构带动与所述切割刀具相连的连接轴转动。

7.如权利要求3所述的滚筒洗衣机内外筒分离切割设备，其特征在于：所述防护罩上设置有定位螺钉，所述定位螺钉能够与多个不同位置的固定定位孔固定连接；或

所述防护罩上设置有定位件，所述定位件能够与固定的定位槽的不同位置固定连接。

8.如权利要求6所述的滚筒洗衣机内外筒分离切割设备，其特征在于：所述连接轴的另一端连接有一个与所述切割刀具位置相对固定的轴承，所述传动机构采用皮带传动机构或齿轮传动机构。

9.如权利要求4所述的滚筒洗衣机内外筒分离切割设备，其特征在于：所述进给机构中，连杆的另一端连接有滑轮组，所述滑轮组安装在与所述第一导轨平行的第二导轨上。

10.如权利要求4所述的滚筒洗衣机内外筒分离切割设备，其特征在于：所述进给机构中还包括一个与所述旋转卡盘位置相固定的转动电机，所述转动电机的输出轴驱动所述旋转卡盘转动。

11.如权利要求1或2或3所述的滚筒洗衣机内外筒分离切割设备，其特征在于：所述切割刀具为以金刚石为磨料的砂轮锯片。

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