CN113942862A - 极卷用转轴装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种极卷用转轴装置，包括卷轴主轴、非金属轴承、卷筒。卷轴主轴的外周面上设有沿卷轴主轴的轴向延伸的多个凹槽；每一凹槽中间隔开地安装有多个非金属轴承，每一非金属轴承的轴向与卷轴主轴的轴向垂直；卷轴主轴穿过卷筒，非金属轴承与卷筒的内壁接触以使非金属轴承支撑卷筒。本发明可以减少极卷上下料过程中产生的金属异物，从而降低因金属异物掉落粘附在极卷上而导致的锂电池性能失效及安全风险；由于产生的异物少，避免了非金属轴承发生卡死的情况，且非金属轴承与卷筒的内壁之间摩擦系数小，因此可以在极卷上下料过程中有效提升员工的劳动效率，降低安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及转轴装置技术领域，尤其是涉及一种极卷用转轴装置。
背景技术
锂离子电池具有高能量密度，循环寿命长，自放电率低等优点，近几年锂电池产业得到快速发展。根据锂电池结构不同，可分为圆柱、方形、软包三大类；这三类锂电池的加工过程，都包含匀浆、涂布、分切、碾压、烘烤等工序；
在匀浆工序中，通过将原材料进行搅拌，制成浆料；在涂布工序，把浆料涂覆在铜、铝箔上，形成极片；制成的极片收卷在金属制成的卷筒上进行转运，在后续的分切、碾压、极卷烘烤、分切工序都需要对极卷进行收卷及放卷；随着锂电池加工逐步趋于高度自动化，带极卷的卷筒需装在卷轴上，再进行极卷定位、极卷接带等动作；
在分切、碾压、极卷烘烤、分切等工序，员工需将极卷安装至转轴装置上；现有的极卷直径一般在300mm～650mm，重量为150kg～450kg；卷筒为金属材质，一般为A5056高镁合金；将极卷安装在现有技术的转轴装置上时，会出现两个问题；第一，卷轴在极卷高重量力作用下，卷轴与卷筒产生摩擦，卷轴及卷筒会产生金属异物，掉落在极卷上，而掉落粘附在极卷上的金属异物，会导致锂电池自放电大，使得锂电池低电压等性能失效，在锂电池使用过程中甚至会造成锂电池起火等安全风险；第二，摩擦产生的金属异物，会掉落在卷轴上，导致卷轴上的滚动钢珠卡死，使得高重量的极卷安装到卷轴上或从卷轴上取下时，员工的劳动负荷被增大，并且存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种极卷用转轴装置，可以减少在极卷上下料过程中产生的金属异物。
根据本发明实施例的极卷用转轴装置，包括：
卷轴主轴，所述卷轴主轴的外周面上设有沿所述卷轴主轴的轴向延伸的多个凹槽；
非金属轴承，每一所述凹槽中间隔开地安装有多个所述非金属轴承，每一所述非金属的轴向与所述卷轴主轴的轴向垂直；
卷筒，所述卷轴主轴穿过所述卷筒，所述非金属轴承与所述卷筒的内壁接触以使所述非金属轴承支撑所述卷筒。
本发明实施例的极卷用转轴装置，将非金属轴承安装在卷轴主轴的凹槽中，由非金属轴承承载卷筒的重量，通过非金属轴承的转动带动卷筒移动。在将绕卷有极卷的卷筒安装到卷轴主轴上或从卷轴主轴上取下的过程中，非金属轴承支撑在卷筒的内壁上，将卷筒与卷轴主轴隔离开来，一方面避免了卷轴主轴与卷筒发生直接接触，从根源上避免了出现卷轴主轴与卷筒摩擦产生的金属异物；另一方面非金属轴承与卷筒内壁的接触，从材质上避免了出现卷筒磨损产生的金属异物。此外，采用非金属轴承支撑卷筒，摩擦系数小，使得卷筒沿卷轴主轴轴向的移动更灵活，便于将卷筒安装到卷轴主轴上或从卷轴主轴上取下。综上，该极卷用转轴装置，可以减少极卷上下料过程中产生的金属异物，从而降低因金属异物掉落粘附在极卷上而导致的锂电池性能失效及安全风险；由于产生的异物少，避免了非金属轴承发生卡死的情况，且非金属轴承和卷筒的内壁之间摩擦系数小，因此可以在极卷上下料过程中有效提升员工的劳动效率，降低安全隐患。
根据本发明的一个实施例，所述非金属轴承为工程塑料轴承。
根据本发明进一步的实施例，还包括导向轴；所述导向轴位于所述凹槽中，所述导向轴的两端分别对应地固定在所述凹槽相对的两侧壁上，所述非金属轴承安装在所述导向轴上。
根据本发明再进一步的实施例，所述导向轴两端通过螺纹方式或焊接方式固定在所述凹槽相对的两侧壁上。
根据本发明再进一步的实施例，还包括轴环，所述轴环安装在所述导向轴上，所述非金属轴承安装在所述轴环上。
根据本发明的一个实施例，所述凹槽为四个，四个所述凹槽在沿所述卷轴主轴的环向上等间隔地分布。
根据本发明的一个实施例，所述凹槽为矩形凹槽。
根据本发明进一步的实施例，所述凹槽的宽度为12～15mm。
根据本发明的一个实施例，所述卷轴主轴采用高强度合金钢材料制成。
根据本发明的一个实施例，所述卷轴主轴的长度为400～500mm。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的极卷用转轴装置上安装有极卷时的三维示意图。
图2为本发明实施例的安装有非金属轴承的卷轴主轴的结构示意图。
图3为本发明实施例的非金属轴承在卷轴主轴上的安装部位的局部放大示意图。
附图标记：
极卷用转轴装置1000
主轴1 凹槽11
非金属轴承2
卷筒3
极卷4
导向轴5
轴环6
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合图1至图3来描述本发明实施例的极卷用转轴装置1000。
如图1至图3所示，根据本发明实施例的极卷用转轴装置1000，包括卷轴主轴1、非金属轴承2、卷筒3。卷轴主轴1的外周面上设有沿卷轴主轴1的轴向延伸的多个凹槽11；每一凹槽11中间隔开地安装有多个非金属轴承2，每一非金属轴承2的轴向与卷轴主轴1的轴向垂直；卷轴主轴1穿过卷筒3，非金属轴承2与卷筒3的内壁接触以使非金属轴承2支撑卷筒3。
具体地，卷轴主轴1的外周面上设有沿卷轴主轴1的轴向延伸的多个凹槽11，凹槽11可以为非金属轴承2的安装提供安装空间，方便非金属轴承2在卷轴主轴1上的安装；通过设置多个凹槽11，有利于通过多个凹槽11中的非金属轴承2共同支撑卷筒3的内壁，使得卷筒3的内壁与卷轴主轴1的外周面不接触。
每一凹槽11中间隔开地安装有多个非金属轴承2，每一非金属轴承2的轴向与卷轴主轴1的轴向垂直，可以理解的是，由于每一凹槽11中多个非金属轴承2沿卷轴主轴1的轴向间隔开地设置，可以避免每一凹槽11中相邻的两个非金属轴承2之间在转动过程中彼此干涉；由于每一非金属轴承2的轴向与卷轴主轴1的轴向垂直，可以方便地实现卷筒3沿卷轴主轴1轴向的移动，从而便于将卷筒主轴1穿过卷筒3。
卷轴主轴1穿过卷筒3，非金属轴承2与卷筒3的内壁接触以使非金属轴承2支撑卷筒3。可以理解的是，由于轴承摩擦系数小、每一非金属轴承2的轴向与卷轴主轴1的轴向垂直，因此通过非金属轴承2的转动，可以灵活地实现卷筒3沿卷轴主轴1轴向的移动，从而便于将绕卷有极卷4的卷筒3安装到卷轴主轴1上或从卷轴主轴1上取下。
根据本发明实施例的极卷用转轴装置1000，将非金属轴承2安装在卷轴主轴1的凹槽11中，由非金属轴承2承载卷筒3的重量，通过非金属轴承2的转动带动卷筒3沿卷轴主轴1的轴向移动。在将绕卷有极卷4的卷筒3安装到卷轴主轴1上或从卷轴主轴1上取下的过程中，非金属轴承2支撑在卷筒3的内壁上，将卷筒3与卷轴主轴1隔离开来，一方面避免了卷轴主轴1与卷筒3发生直接接触，从根源上避免了出现卷轴主轴1与卷筒3摩擦产生的金属异物；另一方面非金属轴承2与卷筒3内壁的接触，从材质上避免了出现卷筒3磨损产生的金属异物。此外，采用非金属轴承2支撑卷筒3，摩擦系数小，使得卷筒3沿卷轴主轴1轴向的移动更灵活，便于将卷筒3安装到卷轴主轴1上或从卷轴主轴1上取下。综上，该极卷用转轴装置1000，可以减少极卷4上下料过程中产生的金属异物，从而降低因金属异物掉落粘附在极卷4上而导致的锂电池性能失效及安全风险；由于产生的异物少，避免了非金属轴承2发生卡死的情况，且非金属轴承2与卷筒3的内壁之间摩擦系数小，因此可以在极卷4上下料过程中有效提升员工的劳动效率，降低安全隐患。
根据本发明的一个实施例，非金属轴承2为工程塑料轴承。具体地，非金属轴承2可以为P系列工程塑料轴承，由于P系列工程塑料轴承为高强度耐磨塑料材质，通过在高性能工程塑料中添加高强度纤维和固态润滑剂，使轴承具有高抗冲击及承受边缘载荷的能力；因此，非金属轴承2的强度高，承载性好，不易磨损，在将绕卷有极卷4的卷筒3安装到卷轴主轴1上或从卷轴主轴1上取出的过程中，非金属轴承2支撑在卷筒3的内壁上，一方面避免了卷轴主轴1与卷筒3发生直接接触，从根源上避免了出现卷轴主轴1及卷筒3磨损产生的金属异物；另一方面非金属轴承2与卷筒内壁的接触，从材质上避免了出现卷筒3磨损产生的金属异物。
根据本发明进一步的实施例，还包括导向轴5；导向轴5位于凹槽11中，导向轴5的两端分别对应地固定在凹槽22相对的两侧壁上，非金属轴承2安装在导向轴5上。可以理解的是，导向轴5对非金属轴承2起到支撑的作用，且避免了非金属轴承2与凹槽22相对的两侧壁发生摩擦。
根据本发明再进一步的实施例，导向轴5两端通过螺纹方式或焊接方式固定在凹槽11相对的两侧壁上。可以理解的是，螺纹方式或焊接方式，操作简单，可以使得导向轴5在凹槽11相对的两侧壁上固定牢固。
根据本发明再进一步的实施例，还包括轴环6，轴环6安装在导向轴5上，非金属轴承2安装在轴环5上。由此，使得非金属轴承2的转动更加灵活，可以有效避免非金属轴承2在转动过程中发生卡死。
根据本发明的一个实施例，凹槽11为四个，四个凹槽11在沿卷轴主轴1的环向上等间隔地分布。由此，使得安装在凹槽11中的非金属轴承2在极卷4上下料过程中能受力更均匀，且保证了卷轴主轴1的结构强度，从而使得卷轴主轴1能有效地承载高重量的极卷4。
根据本发明的一个实施例，凹槽11为矩形凹槽。这样，加工方便，便于非金属轴承2的安装。
根据本发明进一步的实施例，凹槽11的宽度为12～15mm。可以理解的是，凹槽11的宽度为12～15mm时，可以保证非金属轴承2能顺利安装在凹槽11中，且保证非金属轴承2能在凹槽11中顺利转动，还可以避免非金属轴承2的两侧与凹槽11相对的两侧壁发生摩擦。
根据本发明的一个实施例，卷轴主轴1采用高强度合金钢材料制成。这样，卷轴主轴1的强度高，可以有效承载高重量的极卷4。
根据本发明的一个实施例，卷轴主轴1的长度为400～500mm。可以理解的是，卷轴主轴1的长度为为400～500mm时，可以便于将绕卷有极卷4的卷筒3安装到卷轴主轴1上或者从卷轴主轴1上取下。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种极卷用转轴装置，其特征在于，包括：
卷轴主轴，所述卷轴主轴的外周面上设有沿所述卷轴主轴的轴向延伸的多个凹槽；
非金属轴承，每一所述凹槽中间隔开地安装有多个所述非金属轴承，每一所述非金属的轴向与所述卷轴主轴的轴向垂直；
卷筒，所述卷轴主轴穿过所述卷筒，所述非金属轴承与所述卷筒的内壁接触以使所述非金属轴承支撑所述卷筒。
2.根据权利要求1所述的极卷用卷轴装置，其特征在于，所述非金属轴承为工程塑料轴承。
3.根据权利要求2所述的极卷用卷轴装置，其特征在于，还包括导向轴；所述导向轴位于所述凹槽中，所述导向轴的两端分别对应地固定在所述凹槽相对的两侧壁上，所述非金属轴承安装在所述导向轴上。
4.根据权利要求3所述的极卷用卷轴装置，其特征在于，所述导向轴两端通过螺纹方式或焊接方式固定在所述凹槽相对的两侧壁上。
5.根据权利要求3所述的极卷用卷轴装置，其特征在于，还包括轴环，所述轴环安装在所述导向轴上，所述非金属轴承安装在所述轴环上。
6.根据权利要求1所述的极卷用转轴装置，其特征在于，所述凹槽为四个，四个所述凹槽在沿所述卷轴主轴的环向上等间隔地分布。
7.根据权利要求1所述的极卷用卷轴装置，其特征在于，所述凹槽为矩形凹槽。
8.根据权利要求7所述的极卷用卷轴装置，其特征在于，所述凹槽的宽度为12～15mm。
9.根据权利要求1所述的极卷用卷轴装置，其特征在于，所述卷轴主轴采用高强度合金钢材料制成。
10.根据权利要求1所述的极卷用卷轴装置，其特征在于，所述卷轴主轴的长度为400～500mm。
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- 2020-07-17 CN CN202010690639.2A patent/CN113942862A/zh active Pending
Cited By (2)
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