第十届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛
选题推荐表
图1.2.1 鞋底材料市场占比
对于废旧鞋料的处理，各地主要采取焚烧、填埋等办法。废旧鞋类如果燃烧，会放出大量含苯的有毒气体，对环境造成很大的污染；如果填埋，数十年后仍不会腐化，由于废旧鞋料不易腐蚀，经过雨水浸泡会产生有毒物质，严重污染土壤和地下水。可见，目前对旧鞋的处理方法老旧且严重污染环境。
国内外对于旧鞋回收的相关技术比较匮乏，目前全世界仅有德国的“汉诺威旧鞋回收公司”和美国的鞋类制造公司耐克从事着旧鞋的回收计划，其中耐克公司的旧鞋回收计划仅限于运动鞋的回收利用，对于人口基数上十亿的我国，每年生产消费鞋类产品在36亿双以上，却没有一家公司从事旧鞋的回收，因此，如何处理废旧的，数量庞大的鞋硷品是一个亟待解决的问题。
1.5项目研究意义重大
旧鞋拆解及其有用材料回收综合处理系统，着眼于解决目前旧鞋储量大，处置困难，以往对旧鞋的填埋焚烧处理严重污染环境的问题，通过这一套系统能够将旧鞋粉碎处理，将旧鞋上的有用材料如橡胶、布料等进行粉粹，然后进行回收，回收后的材料将被运往各个所需要该种材料的生产线，然后重新利用，从而达到减排的效果。该套系统，不仅解决了旧鞋回收难的问题，减少了因焚烧、填埋等不当处置带来的污染，而且提高了鞋类产品“全生命周期”，将有用 材料进行回收再利用，符合当今节能减排的理念。
图1.5.1 旧鞋垃圾
2 作品简介
基于以上背景与废鞋处理无相关技术的现状，本项目组设计了一套旧鞋拆解及其材料回收综合处理系 统。旧鞋拆解及其材料回收综合处理系统体积约为2立方米，占地1平方米，小型，功能集中，集粉碎和分离为一体，处理量大约为每分钟10双鞋左右，所以可以适用于中小型回收厂，橡胶厂等。该系统由粗粉碎模块，细粉碎模块，筛选模块三个部分组成，能够有效的实现废鞋的粉碎，筛选和分类回收，达到重复利用，减少污染的效果，且该机构整体设计简单，成本较低，效率较高，符合当今社会的“节能减排”的理念。
图2.1.1 系统虚拟机建模正视图（左）、左视图（右）
3 创新点
3.1旧鞋综合处理系统，回收旧鞋全国首创
本项目组设计的旧鞋拆解及其有用材料回收系统为全国首创，国内并无相关设计和方法处理旧鞋拆解和回收的难题，该系统能够有效的解决旧鞋拆解难、回收难的问题，设计具有创新创造性。
3.2三级粉碎结构，拆解彻底稳定高效
为充分粉碎旧鞋，系统设计采用三级粉碎技术，即粗粉碎的锯片粉碎，细粉碎的四滚筒双级粉碎，能够将鞋逐级粉碎，增强了机械的可靠性和稳定性，有利于机械运作的持续，从而增大了机械的加工量，提高了生产效率。
3.3基于可调间距齿轮组的辊筒差速咬合设计，满足更多生产需求
细粉碎模块为实现辊筒间距的可调性，我们精心设计了一组齿轮来搭配使
用。辊筒的差速咬合，增强了机械的粉碎效果，辊筒可调间距，不仅增加了机械的处理条件，同时让机械的生产条件进一步提升。
3.4气动分离技术
筛选模块采用气动分离，即风从下往上吹，从而将不同质量的物料分到不同的高度，再从侧面鼓风，将处在不同高度的物料收集。这项技术能够实现比较精细的物料分离，分离速率快，能耗小。
图3.4.1气动分离装置
拟研究
的内容
1 设计思路
在发现了目前旧鞋储量大，处置困难的问题，然后了解了有关旧鞋回收利用的国内外发展现状之后，本项目组决定针对废鞋的拆解及回收设计一套完整的处理系统。该系统面向的对象为所有种类的废鞋，根据处理结果设计了三个步骤，即粉碎、分离、筛选回收。
首先粉碎步骤需将废鞋粉碎成特定的形状的大小尺寸，项目组采用了三级粉碎结构，通过一级粗粉碎和两级细粉碎达到要求，粗粉碎机构为多组错开锯片，锯片高速旋转将废鞋进行初步粉碎，然后通过漏斗将鞋料输送至细粉碎结构，该结构由两组辊筒组成，一组辊筒均为槽辊，另一组由槽辊和光棍组成，进行两次细粉碎，使得鞋料大小和形状满足指定要求，然后筛选机构要将已经粉碎的鞋料进行筛选分离，该机构项目组根据气动分离装置设计而成，由鼓风机、分离管等组成，根据风力和鞋料重力的关系达到分离的效果，通过分离管将物料分层，然后吹风口将物料吹离分离管，达到筛选回收的效果。
同时，考虑到鞋料大小尺寸的实际要求和机械的加工等工作，项目组将细
粉碎结构两组辊筒间距设计为可调，极大的满足了需求和一定程度上减少机器
的损伤。此外，在筛选模块出料口同样设计了可调装置，能够实现不同层次的筛选，调高系统适应性。
图1.1.1系统设计技术路线
2 设计内容
2.1整体系统的设计
整体系统设计三大步骤，粉碎、筛选、分离，废鞋经过三个步骤的系统处理，得到以分离的特定大小
和形状的不同鞋料，实现废鞋回收利用的效果。
2.2具体模块的设计
旧鞋拆解及其有用材料回收综合处理系统由粗粉碎模块，细粉碎模块，筛选模块三个部分组成。
粗粉碎模块：由10块梯平齿板材齐边锯锯片组成，每5块锯片均等分布在刀片轴上，共2个锯片轴。锯片相互错开，两相邻的锯片形成3cm的间隙，从而控制整鞋经粗粉碎后被处理成宽度为3cm的条状物。
粗粉碎模块工作为将整只鞋用高速旋转的锯片锯断，宽度为3cm的条状物料，便于下面的细粉碎模块粉碎，其中锯片转速为3000转/分钟。
