CN114210738A - 一种基于挠曲自抵消弯辊装置的极片辊压机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于挠曲自抵消弯辊装置的极片辊压机，包括机架，机架内上辊压单元和下辊压单元；所述上辊压单元和下辊压单元的两端分别穿过机架连接有上弯辊座和下弯辊座；上弯辊座的下方具有上楔块，下弯辊座的上方固定有下楔块；所述上楔块连接有驱动上楔块沿上楔块和下楔块的接触斜面运动的驱动机构。两个楔块在辊压机未工作期间为上辊压单元和下辊压单元提供抵消机座变形量的预应力，在辊压期间可提供足以抵消轧辊挠曲的弯辊力，弯辊力大小可通过驱动机构改变上楔块的位置进行调节。

Description

一种基于挠曲自抵消弯辊装置的极片辊压机

技术领域

本发明涉及锂电池生产技术领域，具体而言为锂电池极片辊压机，尤其涉及一种基于挠曲自抵消弯辊装置的极片辊压机。

背景技术

目前锂电池作为新兴能源，已成为新能源汽车的主要动力源。其性能直接决定汽车续驶里程、使用寿命、安全性及成本等关键指标。新能源汽车市场快速扩大对电池的高安全性、高一致性、高合格率和低制造成本提出了更高要求，对锂电池制造设备和生产工艺提出新的升级要求。锂离子电池极片生产工艺主要包括浆料制备、浆料涂覆、极片辊压、极片分切、极片干燥五道工艺。极片辊压工序决定了极片的厚度一致性、剥离强度及电池的能量密度，是锂离子电池极片生产工艺最为重要的一环。

极片辊压成形厚度一致性是衡量锂电池性能优劣的重要指标之一，极片厚度一致性控制不好，导致电芯性能不一致，直接影响电池组性能发挥和循环寿命，甚至引发着火、爆炸等安全事故。

对于滚压过程极片横向厚度一致性的控制，目前使用最广泛的是液压弯辊方式，在轧辊轴承座外端的弯辊座上施加与辊压力相反方向的弯辊力，以抵抗轧辊挠曲变形。然而对于宽幅辊压机，由于轧辊辊身长度及辊压极片宽度的增加，轧辊挠曲量增大，抵抗轧辊挠曲变形所需弯辊力越大。弯辊缸尺寸的增大导致轧机各部件尺寸被迫增大，换辊更加困难，且液压弯辊设计回路较复杂，占据整体设备空间过大。不同工作状况对液压系统的需求不同，及其配套设计复杂和维护成本过高。为解决上述问题，急需一种具有可优化空间结构、提供可调控弯辊力、设计简单和维护成本低的弯辊装置的辊压机。

发明内容

根据上述技术问题，而提供一种基于挠曲自抵消弯辊装置的极片辊压机。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于挠曲自抵消弯辊装置的极片辊压机，包括机架，机架内设有上辊压单元和下辊压单元，上辊压单元的两端通过上轴承座与机架转动连接，下辊压单元的两端通过下轴承座与机架转动连接；下轴承座与机架活动连接；上轴承座与机架活动连接；

上辊压单元的上辊轴的两端分别穿过上轴承座，且通过轴承连接有上弯辊座；上弯辊座的下方具有上楔块，上楔块所在平面与上弯辊座所在平面平行；

下辊压单元的下辊轴的两端分别穿过下轴承座，且通过轴承连接有下弯辊座；下弯辊座的上方固定有与上楔块相配合的下楔块；

上楔块连接有驱动上楔块沿上楔块和下楔块的接触斜面运动的驱动机构。上楔块和下楔块采用铁质材料制备而成。

进一步地，驱动机构为驱动丝杠，驱动丝杠的丝杆的一端与上楔块的端面相抵，驱动丝杠的丝杆的另一端连接有驱动丝杆转动的转动机构，驱动丝杠的丝杠螺母相对于机架位置固定。

进一步地，下轴承座的底部通过液压缸与机架的底部连接。液压缸的液压供给系统通过大功率油泵和同步回路驱动两个液压缸，实现两个液压缸的同步工作。液压缸用于调节上辊压单元和下辊压单元之间的辊缝。

进一步地，液压缸的输出端通过下轴承座缓冲块与下轴承座的底部连接。

进一步地，机架与上轴承座之间具有固定在机架上的上轴承座缓冲块。

进一步地，机架包括两个竖直设置的机架板，且机架板内加工有安装窗口，上轴承座和下轴承座位于安装窗口内，两个机架板的底部通过机架连接块固定连接。机架连接块的数量为两个，机架连接块采用高刚度的金属材料制作而成。

使用状态下：液压缸工作，调节上辊压单元与下辊压单元之间辊缝的目的。调节完毕后，液压缸开始保压。下楔块在水平方向固定，通过转动驱动丝杠的丝杆，丝杆推动上楔块，两个楔块受到水平方向的力。力通过上下两个楔块的接触面使得上下两个楔块分别受到向上和向下的力。两楔块受到的力传递到上弯辊座和下弯辊座，在辊压机未工作期间为上辊压单元和下辊压单元提供抵消机座变形量的预应力，在辊压期间可提供足以抵消轧辊挠曲的弯辊力，弯辊力大小可通过驱动丝杠改变上楔块的位置进行调节。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、左右两个单独机架板通过两个高刚度机架连接块连接，直接提高辊压机整体结构的稳定性；两个液压缸同时上下运动调节辊缝大小，并且通过液压缸对下辊压单元起到稳定支撑的作用；

2、下轴承座与液压缸之间和上轴承座与机架之间安装下轴承座缓冲块和上轴承座缓冲块，在动力系统启动和材料刚要咬入的瞬间起到一定缓冲吸能的作用；

3、上楔块和下楔块产生弯辊力使轧辊产生附加弯曲，以补偿辊缝横向间距偏差，提高极片轧制厚度的一致性，上楔块和下楔块的驱动结构简单可靠，通过驱动丝杠使调节上楔块和下楔块受力，调节弯辊力大小；

4、上楔块和下楔块在未施加辊压力的情况下可施加预应力，抵消一部分机座变形量以提高辊压机的刚度，楔块尺寸小、刚度大、承载高，便于更换拆卸。驱动丝杠的驱动装置可选择性丰富。

5、本发明适用于宽幅锂电池极片辊压生产。改善电池极片厚度均匀性效果明显。

基于上述理由本发明可在锂电池生产等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式中一种基于挠曲自抵消弯辊装置的极片辊压机主视图。

图2为本发明具体实施方式中一种基于挠曲自抵消弯辊装置的极片辊压机侧视图。

图3为本发明具体实施方式中驱动丝杠结构示意图。

图中：1、机架板；2、液压缸；3、下辊压单元；4、上辊压单元；5、上轴承座；6、上弯辊座；7、下弯辊座；8、下轴承座；9、机架连接块；10、下轴承座缓冲块；11、驱动丝杠；12、丝杠螺母；13、上楔块；14、上轴承座缓冲块；15、下楔块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1～3所示，一种基于挠曲自抵消弯辊装置的极片辊压机，包括机架，机架包括两个竖直设置的机架板1，且机架板1内加工有安装窗口，两个机架板1的底部两个通过机架连接块9固定连接。机架连接块采用高刚度的金属材料制作而成。

机架内设有上辊压单元4和下辊压单元3，上辊压单元4的两端通过上轴承座5分别与机架板1转动连接，上轴承座5安装在机架板1的窗口内，上轴承座5与机架板1在竖直方向上活动连接，机架板1的窗口顶部固定有上轴承座缓冲块14。下辊压单元3的两端分别通过下轴承座8与机架板1转动连接；下轴承座8安装在机架板1的窗口内；下轴承座8的底部通过液压缸2和下轴承座缓冲块10与机架板1的窗口底部连接。液压缸2的液压供给系统通过大功率油泵和同步回路驱动两个液压缸2，实现两个液压缸2的同步工作。液压缸2用于调节上辊压单元4和下辊压单元3之间的辊缝大小。

上辊压单元4和下辊压单元均包括辊轴、与辊轴键连接的辊筒和驱动辊轴转动的辊压驱动单元。

上辊压单元4的上辊轴的两端分别穿过上轴承座5，且通过轴承连接有上弯辊座6；上弯辊座6的下方具有上楔块13，上楔块13所在平面与上弯辊座6所在平面平行；

下辊压单元3的下辊轴的两端分别穿过下轴承座8，且通过轴承连接有下弯辊座7；下弯辊座7的上方固定有与上楔块13相配合的下楔块15；

上楔块13连接有驱动上楔块13沿上楔块13和下楔块15的接触斜面运动的驱动机构。上楔块13和下楔块15采用铁质材料制备而成。驱动机构为驱动丝杠11，驱动丝杠11的丝杆的一端与上楔块13的端面相抵，驱动丝杠11的丝杆的另一端连接有驱动丝杆转动的转动机构，驱动丝杠11的丝杠螺母12相对于机架位置固定，转动机构可以为伺服电机，且伺服电机与其他机构滑动连接。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种基于挠曲自抵消弯辊装置的极片辊压机，其特征在于，包括机架，所述机架内设有上辊压单元和下辊压单元，所述上辊压单元的两端通过上轴承座与所述机架转动连接，所述下辊压单元的两端通过下轴承座与所述机架转动连接；所述下轴承座与所述机架活动连接；所述上轴承座与所述机架活动连接；

所述上辊压单元的上辊轴的两端分别穿过所述上轴承座，且通过轴承连接有上弯辊座；所述上弯辊座的下方具有上楔块，所述上楔块所在平面与所述上弯辊座所在平面平行；

所述下辊压单元的下辊轴的两端分别穿过所述下轴承座，且通过轴承连接有下弯辊座；所述下弯辊座的上方固定有与所述上楔块相配合的下楔块；

所述上楔块连接有驱动所述上楔块沿所述上楔块和所述下楔块的接触斜面运动的驱动机构。

2.根据权利要求1所述的一种基于挠曲自抵消弯辊装置的极片辊压机，其特征在于，所述驱动机构为驱动丝杠，所述驱动丝杠的丝杆的一端与所述上楔块的端面相抵，所述驱动丝杠的丝杆的另一端连接有驱动所述丝杆转动的转动机构，所述驱动丝杠的丝杠螺母相对于所述机架位置固定。

3.根据权利要求1所述的一种基于挠曲自抵消弯辊装置的极片辊压机，其特征在于，所述下轴承座的底部通过液压缸与所述机架的底部连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于挠曲自抵消弯辊装置的极片辊压机，其特征在于，所述液压缸的输出端通过下轴承座缓冲块与所述下轴承座的底部连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于挠曲自抵消弯辊装置的极片辊压机，其特征在于，所述机架与所述上轴承座之间具有固定在所述机架上的上轴承座缓冲块。

6.根据权利要求1所述的一种基于挠曲自抵消弯辊装置的极片辊压机，其特征在于，所述机架包括两个竖直设置的机架板，且所述机架板内加工有安装窗口，所述上轴承座和所述下轴承座位于所述安装窗口内，两个所述机架板的底部通过机架连接块固定连接。

Images