CN115354366A - 一种具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构，包括钢轴、钢筒、钛筒、密封端板、长铜筒和铜环；密封端板内侧设置铜支撑大平板且在之间设置第一长加强筋，第一短铜筒与长铜筒导电连接，在内侧钢轴上均布第二短铜筒与第一短铜筒导电连接，第二短铜筒上设置铜支撑筋板通过导电补强圆弧板与钢筒连接，在铜支撑筋板上设置第二长加强筋，钢筒上均布铜丝再过盈装配钛筒；铜支撑大平板为阴极辊面提供稳定电流增强阴极辊刚性，当其与长铜筒有连接隐患时，铜支撑筋板结合第二短铜筒和导电补强圆弧板可以提供补偿电流，且再次提供足够支撑保证阴极辊的电流稳定以及刚性。

Description

一种具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构

技术领域

本发明涉及电解铜箔制造领域，尤其涉及一种具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构。

背景技术

阴极辊是生产铜箔的关键设备，其结构主要是钢轴中间设置有钢筒，在钢筒上套设有钛筒，在钢筒两端设置有端板，在钢轴两端设置铜筒为端板导电，在铜筒上设置铜环。阴极辊幅宽的规格从1150mm、1380mm、1400mm、1420mm、1520mm等发展到2000mm；这样，对阴极辊的结构，尤其导电系统提出了新要求。

电解法生产铜箔实际上是一种高速电镀方法，首先得满足电镀工艺的基本要求：即遵守法拉第电解定律；根据法拉第电解定律，析出的物质量和通过的电量成正比；随着阴极辊幅宽不断变大，阴极辊导电系统的导电面积也得不断变大，这样才能使超大幅宽阴极辊辊面有足够充分的电流量。由于阴极辊是体积大，通过电流大的设备，它的导电性能要求非常高，导电性能不足，就会出现辊面局部发热、轴端发热、铜箔出现花斑等现象，严重影响铜箔质量，尤其对于超大幅宽阴极辊，体积大，通过的电流更大。这样，对辊面供电的导电系统要求更高。

根据公开号CN210796661U公开的一种用于阴极辊的新型内部导电装置，通过在阴极辊芯上增加铜套与导电铜侧板，并在其中增加铜线形成网状均布，使电流放散均布，但其中间铜线导电连接导电铜环，导电铜环连接两端铜套来导电，当两端铜套出现连接隐患时，会影响所有结构的供电，且该装置结构复杂，阴极辊的刚性也得不到保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导电性能好，导电装置均布，当两端长铜筒与钢轴出现连接隐患，其余导电装置可以提供二次补偿电流，且刚度好结构稳定的具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构，包括钢轴、钢筒、钛筒、密封端板、长铜筒和铜环，在所述钢轴与钢筒之间设置有用于支撑的铜支撑筋板，铜支撑筋板沿钢轴的圆周方向均匀设置，铜支撑筋板与钢轴和钢筒均导电连接，在铜支撑筋板上还设置有加强支撑的第二长加强筋。

优选地，在密封端板内侧的长铜筒上导电设置有铜支撑大平板，铜支撑大平板外周圆边与所述钢筒内表面导电连接。

优选地，所述铜支撑大平板与密封端板之间设置有第一长加强筋。

优选地，所述第一长加强筋与第二长加强筋均为一端梯形边另一边直边的薄板；第一长加强筋的梯形边与铜支撑大平板固定连接，第一长加强筋的直边与密封端板固定连接；所述第二长加强筋垂直于铜支撑筋板设置，第二长加强筋的直边与铜支撑筋板固定连接。

优选地，在两端的铜支撑大平板内侧的钢轴上分别设置有第一短铜筒，所述长铜筒朝内端设置有一圈凸台与第一短铜筒一个端面上设置的一圈凹槽相匹配并卡紧导电连接；第一短铜筒与钢轴导电固定连接。

优选地，在两个第一短铜筒之间的钢轴上至少设置有至少一个第二短铜筒，第二短铜筒与钢轴，第一短铜筒分别导电连接。

优选地，所述第一短铜筒、第二短铜筒与钢轴通过销钉固定连接，并用铜焊接封堵销钉孔，第一短铜筒、第二短铜筒与钢轴贴合牢固后再进行焊接固定。

优选地，所述在第一短铜筒一圈凹槽另一端的外表面上，圆周方向设计有横向凹槽，所述第二短铜筒两端外表面上，圆周方向设计有横向凹槽，第一短铜筒与第二短铜筒、第二短铜筒相互之间设置有铜连接条，所述铜连接条安装固定在第一短铜筒与第二短铜筒的端部的横向凹槽中并导电连接。

优选地，所述铜支撑筋板为上部大圆弧边底部小圆弧边的直板，铜支撑筋板底部小圆弧边与第二短铜筒外圆周弧度相同，并与第二短铜筒导电固定连接。

优选地，所述铜支撑筋板与钢筒之间、铜支撑大平板与钢筒之间设置有导电补强圆弧板，导电补强圆弧板内表面与铜支撑筋板、铜支撑大平板外周圆弧边贴合导电固定连接。

优选地，所述钢筒与钛筒之间设置有铜丝,所述铜丝均匀紧密的缠绕在钢筒的表面，所述钛筒过盈热装配套设在铜丝上。

本发明具备以下有益效果：本发明通过在钢筒的两端设置铜支撑大平板，铜支撑大平板为一整张板料，增加导电面积同时，大幅度提高钢筒两端的刚性；钢筒两端的密封端板将钢筒连接成为一个整体，大幅度提升钢筒表面刚性；在钢轴上安装第一短铜筒和第二短铜筒，且在第一短铜筒和第二短铜筒、第二短铜筒之间安装铜连接条，在第二短铜筒上设置铜支撑筋板，均是为了增大导电性，当长铜筒与铜支撑大平板焊接处出现隐患，电量下降时，这些增大导电性的装置可以对阴极辊辊面的导电量进行二次补偿，使阴极辊辊面电量稳定均匀；在铜支撑大平板和铜支撑筋板上分别设置第一长加强筋和第二长加强筋是为了增强阴极辊的刚性，钢筒与钛筒之间均匀紧密缠绕的铜丝保证阴极辊面导电量充足稳定，提高加工出铜箔的质量。

附图说明

图1为本发明具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构总装图主视图。

图2为本发明具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构总装图右视图。

图3为本发明第一短铜筒示意图。

图4为本发明第二短铜筒示意图。

图5为本发明第一长加强筋与第二长加强筋示意图。

图6为本发明铜支撑筋板示意图。

其中：1、钢轴；2、长铜筒；3、铜环；4、密封端板；5、第一长加强筋；6、铜支撑大平板；7、导电补强圆弧板；8、钢筒；9、铜丝；10、钛筒；11、第二长加强筋；12、第一短铜筒；13、第二短铜筒；14、铜连接条；15、铜支撑筋板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构，包括钢轴1、钢筒8、钛筒10、密封端板4、铜支撑筋板15和第二长加强筋11；钢轴1为整体结构，一整根毛坯料一次性加工而成，钢轴1中心段外径较大，两端较细的结构形式，钢筒8套设在钢轴1上，在钢轴1与钢筒8之间固设有铜支撑筋板15，铜支撑筋板15上设置有加强支撑的第二长加强筋11，铜支撑筋板15与钢轴1和钢筒8均导电连接；密封端板4的中心穿过钢轴1，分别固设在钢筒8的两个端面，密封端板4将钢筒8内腔密封，使得钢筒8形成整体结构增加刚性导电性；钛筒10热装配在钢筒8外部且在钢筒8钛筒10之间设置有均匀紧密的铜丝9，保证辊面导电量充足稳定；钢轴1两端密封端板4位置，在钢轴1上过盈装配有长铜筒2；每端长铜筒2上均过渡装配有较厚的铜环3；在密封端板4内侧，长铜筒2上导电固设有铜支撑大平板6，在铜支撑大平板6与密封端板4之间固设有第一长加强筋5增加刚性；在两端的铜支撑大平板6内侧的钢轴1上设置有第一短铜筒12，在第一短铜筒12内侧的钢轴1上设置有第二短铜筒13，第二短铜筒13在钢轴1中间部分均匀设置有三个，第二短铜筒13与第一短铜筒12、第二短铜筒13之间设置有铜连接条14；在第二短铜筒13圆周面方向均匀设置有6片铜支撑筋板15，铜支撑筋板15底部与第二短铜筒13导电连接，上部与钢筒8之间设置有导电补强圆弧板7，在铜支撑筋板15的平面上设置有第二长加强筋11增加钢筒8刚性。

具体的骤为：

首先在钢轴1安装第一短铜筒12、第二短铜筒13的位置上镀银，银层镀好后，依次套入第一短铜筒12和第二短铜筒13，第一短铜筒12为有贯穿通孔的筒状结构，第一短铜筒12与长铜筒2紧挨的端面设置有与长铜筒2端面一圈凸台相匹配的一圈凹槽，在第一短铜筒12一圈凹槽另一端的外表面上，圆周方向设计有横向凹槽，第二短铜筒13为有贯穿通孔的筒状结构，在第二短铜筒13两端外表面上，圆周方向设计有横向凹槽；用销钉固定第一短铜筒12和第二短铜筒13，第一短铜筒12和第二短铜筒13与钢轴1贴合牢固后，进行焊接，并用铜焊接封堵销钉孔；钢轴1中间均布设置三个第二短铜筒13，两端分别设置第一短铜筒12，起到支撑定位作用，同时增加了导电面积，提高导电量。

然后，在钢轴1两端分别套入长铜筒2，长铜筒2为圆柱状中空结构，长铜筒2朝内的端面设置有一圈凸台；长铜筒2与钢轴1为过盈热装配形式，这样保证长铜筒2与钢轴1紧密贴合，增大导电面积的同时，加强了钢轴1靠两端的刚性。长铜筒2朝内的一端设置有一圈凸台与第一短铜筒12的一圈凹槽相配合，将长铜筒2一圈凸台端深入到第一短铜筒12一圈凹槽内，使两端面平齐，使得长铜筒2定位紧固牢靠。

将一定尺寸的厚钢板卷圆成钢筒8，连续焊接组对边，焊接完成后，对钢筒8进行校形，校形后，机加工钢筒8内径。同时，切割铜支撑大平板6的边角料，材料为导电紫铜板，拼接焊成导电补强圆弧板7板料。按钢筒8内表面尺寸，卷圆拼接的板料成材料筒体，使筒体外径比钢筒8内径大2mm，并焊接。焊接完成后，对材料筒体校形，并机加工材料筒体外径与钢筒8内径相同，切割材料筒体，得到导电补强圆弧板7。在钢筒8内表面确定导电补强圆弧板7位置，组对点焊导电补强圆弧板7与钢筒8。在导电补强圆弧板7与第二短铜筒13之间，依次组对焊接铜支撑筋板15，铜支撑筋板15宽度方向的大圆弧边与导电补强圆弧板7内表面贴合。在铜支撑筋板15大平面上，组对焊接第二长加强筋11，这样，二次增大了导电面积，又加强了超大幅宽辊面刚性。

第二长加强筋11与铜支撑筋板15、第二短铜筒13焊接完成后，依次安装铜连接条14，在第一短铜筒12一端和第二短铜筒13两端的外表面上，圆周方向的横向凹槽中，将铜连接条14安装导电连接，增强第一短铜筒12与第二短铜筒13以及第二短铜筒13之间的导电性，连续焊接装配边；然后，将铜支撑大平板6套入到长铜筒2上并连接焊接，组对焊接铜支撑大平板6与第一短铜筒12、导电补强圆弧板7。由于铜支撑大平板6为整块板，增大导电面积同时，对于超大幅宽钢筒8两端大幅度加强支撑性，增强刚性。铜连接条14为导电紫铜板条，其作用是当铜支撑大平板6和长铜筒2连接焊缝处出现隐患，导电量下降时，及时补充阴极辊辊面的导电量，进行二次补偿，使阴极辊辊面电量稳定均匀。在铜支撑大平板6位置，依次装配焊接第一长加强筋5和密封端板4，第一长加强筋5设置在铜支撑大平板6与密封端板4之间，同时增加了铜支撑大平板6与密封端板4的刚性，且在钢筒8的端面设计密封端板4，与钢筒8焊接为一个整体，又大幅度提升钢筒8表面刚性。焊接完成后，对钢筒8表面机加工，保证钢筒8表面的直线度和圆度。然后，在钢筒8表面，通过特殊设备，将铜丝9均匀的紧密的缠绕在钢筒8表面，保证钢筒8表面导电铜层厚度的均匀性，使阴极辊面导电量充足稳定，可以提高加工出铜箔的质量。

在钛筒10内表面镀银后，在钢筒8导电铜层的外表面，将钛筒10与钢筒8过盈热装配。然后，焊接钢筒8圆周边与钛筒10内表面。焊接完成后，进行钛筒10表面加工。再在长铜筒2和铜环3安装表面镀银，镀银后，将铜环3过渡装配到长铜筒2上，铜环3为较厚的铜环3，在每端的长铜筒2上设置有有两个，使得长铜筒2与钢轴1镀银面更加紧密贴合，大幅度增加了导电面积，提高了导电量。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构，包括钢轴、钢筒、钛筒、密封端板、长铜筒和铜环，其特征在于，在所述钢轴与钢筒之间设置有用于支撑的铜支撑筋板，铜支撑筋板沿钢轴的圆周方向均匀设置，铜支撑筋板与钢轴和钢筒均导电连接，在铜支撑筋板上还设置有加强支撑的第二长加强筋。

2.根据权利要求1所述的具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构，其特征在于，在密封端板内侧的长铜筒上导电设置有铜支撑大平板，铜支撑大平板外周圆边与所述钢筒内表面导电连接。

3.根据权利要求2所述的具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构，其特征在于，所述铜支撑大平板与密封端板之间设置有第一长加强筋。

4.根据权利要求3所述的具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构，其特征在于，所述第一长加强筋与第二长加强筋均为一端梯形边另一边直边的薄板；第一长加强筋的梯形边与铜支撑大平板固定连接，第一长加强筋的直边与密封端板固定连接；所述第二长加强筋垂直于铜支撑筋板设置，第二长加强筋的直边与铜支撑筋板固定连接。

5.根据权利要求2所述的具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构，其特征在于，在两端的铜支撑大平板内侧的钢轴上分别设置有第一短铜筒，所述长铜筒朝内端设置有一圈凸台与第一短铜筒一个端面上设置的一圈凹槽相匹配并卡紧导电连接；第一短铜筒与钢轴导电固定连接。

6.根据权利要求5所述的具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构，其特征在于，在两个第一短铜筒之间的钢轴上至少设置有至少一个第二短铜筒，第二短铜筒与钢轴，第一短铜筒分别导电连接。

7.根据权利要求6所述的具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构，其特征在于，所述第一短铜筒、第二短铜筒与钢轴通过销钉固定连接，并用铜焊接封堵销钉孔，第一短铜筒、第二短铜筒与钢轴贴合牢固后再进行焊接固定。

8.根据权利要求6所述的具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构，其特征在于，所述在第一短铜筒一圈凹槽另一端的外表面上，圆周方向设计有横向凹槽，所述第二短铜筒两端外表面上，圆周方向设计有横向凹槽，第一短铜筒与第二短铜筒、第二短铜筒相互之间设置有铜连接条，所述铜连接条安装固定在第一短铜筒与第二短铜筒的端部的横向凹槽中并导电连接。

9.根据权利要求8所述的具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构，其特征在于，所述铜支撑筋板为上部大圆弧边底部小圆弧边的直板，铜支撑筋板底部小圆弧边与第二短铜筒外圆周弧度相同，并与第二短铜筒导电固定连接。

10.根据权利要求9所述的具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构，其特征在于，所述铜支撑筋板与钢筒之间、铜支撑大平板与钢筒之间设置有导电补强圆弧板，导电补强圆弧板内表面与铜支撑筋板、铜支撑大平板外周圆弧边贴合导电固定连接。

11.根据权利要求1所述的具有高导电性能的超大幅宽阴极辊结构，其特征在于，所述钢筒与钛筒之间设置有铜丝,所述铜丝均匀紧密的缠绕在钢筒的表面，所述钛筒过盈热装配套设在铜丝上。

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