CN203128677U - 阴极铝板剥锌主刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阴极铝板剥锌主刀，包括主剥离刀和电液控制系统，主剥离刀包括刀体，刀体的中部设有辊轮，刀体的下部设有刀刃，刀体的两侧设有伸出杆，刀体的上部设有驱动油缸、导向杆和导向杆支座。能实现完整剥锌，避免边角料的浪费，同时可以加大功率，在保护极板的前提下，提高机械剥离成功率和生产效率。

Description

阴极铝板剥锌主刀

技术领域

本实用新型涉及一种湿法冶金技术中阴极板沉积金属的主剥离装置，尤其涉及一种阴极铝板剥锌主刀。

背景技术

在湿法冶金电积过程中，在电流作用下电解槽中阴极板表面逐渐形成金属沉积（如锌、铜等），当金属沉积厚度达到要求时，将阴极板从电解槽取出，用人工方式或机械方式将沉积金属剥离，得到所需要的金属产品，然后将阴极板送回电解槽，开始新一轮金属沉积，如此循环，生产出高纯度的金属。沉积金属与阴极板的附着强度，即剥离的难易程度与电解工艺参数有关，也与杂质含量有关。

目前，阴极板锌片剥离装置的绝大多数单体式主剥离刀方案中，就其运行方式而言，一般包括板动刀不动，以及刀动板不动两种，而考虑到安装空间以及控制方案的复杂性，多采用单体式主刀形式，一般为加长刀刃来保证剥离面积，或是使用辅助剥离推杆的设计，同样是为了加大剥离面积。

刀刃加长的方案，由于刀体体积过大，且要求的剥离配合面误差较小，所以很难实现控制刀体的运行，一般采用板动刀不动的方案，而接触面积的增加也要求极板表面有更好的平整度，生产成本无形中加大了很多。刀刃加长本意是尽可能靠近极板左右边缘，保证锌皮被完整剥下，然而，过长的入刀面积势必要求刃口有一定的角度，这样整体式剥刀在行程最大值时必然会有一个角要落后于另一个角，即极板下边缘的锌皮剥离可能会不彻底，无法完全解决之前提到的生产问题。

刀体上焊接辅助剥离杆的方案，减短了刀刃长度，剥离力减小了很多，可以仅仅驱动刀体运行，设备功率较低，部件寿命更长，同时装配精度的要求也更低，便于维护。然而由于剥离过程中要求刀刃与极板接触良好，装配精度较高，而极板进入系统时又要求有足够的运动空间，所以刀体在极板进出前后的运动行程较大，不容易保证切口的对正。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能实现完整剥锌、剥离成功率高、生产效率高的阴极铝板剥锌主刀。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的阴极铝板剥锌主刀，包括主剥离刀和电液控制系统，所述主剥离刀包括刀体，所述刀体的中部设有辊轮，所述刀体的下部设有刀刃，所述刀体的两侧设有伸出杆，所述刀体的上部设有驱动油缸、导向杆和导向杆支座。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的阴极铝板剥锌主刀，由于主剥离刀包括刀体，刀体的中部设有辊轮，刀体的下部设有刀刃，刀体的两侧设有伸出杆，刀体的上部设有驱动油缸、导向杆和导向杆支座。能实现完整剥锌，避免边角料的浪费，同时可以加大功率，在保护极板的前提下，提高机械剥离成功率和生产效率。

附图说明

图1为本实用新型阴极铝板剥锌主刀的实施例中主剥离刀的整体结构示意；

图2为本实用新型阴极铝板剥锌主刀的实施例中电磁辅助压紧装置的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例中主剥离刀安装于剥锌机时的总体布置示意图；

图4为本实用新型的实施例的作业流程示意图；

图5a为本实用新型的实施例中刀体与刀刃合装后的侧面结构示意图；

图5b为图5a的A部放大示意图；

图6为本实用新型的实施例中伸出杆的伸出状态示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

本实用新型的阴极铝板剥锌主刀，其较佳的具体实施方式是：

包括主剥离刀和电液控制系统，所述主剥离刀包括刀体，所述刀体的中部设有辊轮，所述刀体的下部设有刀刃，所述刀体的两侧设有伸出杆，所述刀体的上部设有驱动油缸、导向杆和导向杆支座。

所述刀刃与刀体通过单个螺栓铰接，且所述刀刃与刀体之间设有活动间隙。

所述伸出杆与所述刀体铰接，并在铰轴处设有驱动电磁铁，所述刀体上设有限位台阶。

所述辊轮采用软质材料制作。

多个所述主剥离刀通过主剥离刀支架安装于剥锌机机架上，所述主剥离刀支架与所述剥锌机机架之间设有电磁辅助压紧装置。

所述电磁辅助压紧装置包括铰接于所述主剥离刀支架上的导向永磁铁和铰接于所述剥锌机机架上的电磁铁套筒，所述导向永磁铁与所述电磁铁套筒插接。

多个所述主剥离刀的一侧设有冲击式预开口装置。

本实用新型的阴极铝板剥锌主刀，有助于实现全自动机械剥锌，解决现有技术中剥锌主刀运行过程中伤害极板或锌皮的问题，能实现完整剥锌，避免边角料的浪费，同时可以加大功率，在保护极板的前提下，提高机械剥离成功率和生产效率。

本实用新型采用分体式设计的剥锌主刀，一方面可以适应不同尺寸的阴极铝板的剥锌作业要求，另一方面减少刀刃长度有利于适应极板表面的微小变形，防止刀刃切到极板或锌皮之上，保护设备，同时刀具本身的分体多单元设计也有利于维护保养。主刀安装于驱动油缸的活塞杆上，由于针对大极板设计主刀剥离作业行程较长，但是为了提高设备的工作效率，又要求作业时间尽可能短，所以需要较大的工作速度，液压系统中需要设计有蓄能器以方便实现这种低压高流量的要求。

本实用新型的作业模式分为以下三个阶段：在阴极铝板顺利到达剥离位置并夹紧后，首先由电磁辅助夹紧装置发挥作用，使主刀油缸摆动合适角度，方便主刀刀刃切入前期产生的阴极铝板与锌皮之间的预开口，该阶段的特点是主刀刀刃需要尽量接近前期的预开口位置，同时油缸的活塞动作也需要比较稳定的导向力；接着主刀在油缸作用下竖直运动，直至切开锌皮，在此同时主刀上伸出杆在刀体没于锌皮上沿之下时弹出，帮助剥刀完成剥离作业，本阶段的特点是，剥离作用力不仅仅依靠主刀刀刃，还可以通过伸出杆将极板边缘的锌皮剥开，这样减少了对齐的要求，却增强了作业的效果；最后仍然由电磁夹紧装置反向通电保证剥刀远离极板表面，这样可以使收刀动作与极板退出剥离位置的动作同步进行，提高设备整体作业效率。

本实用新型在常规剥离刀具的基础上，综合考虑剥锌作业的主要形式和技术特点，结合类似作业系统的结构优点，完成了相关设计内容，本实用新型具有如下优点和效果：

分离式主剥离刀设计如前所述，将剥刀的几个主要单元通过可拆卸的方式组装到一起，虽然结构上变得复杂，但是可以在不同部位使用不同材料，适应不同的作业要求，使其工作效果更为出色，同时可以通过更换不同的零件实验设备的可靠性等其他工业参数，为实际生产活动进行优化。主剥离刀完成其功能的最主要单元除刀体之外，就是刀刃，本实用新型中刀刃可以有以下三种主要形式:平刀刃式，适用于一般剥离工况，主要特点是刀刃切口呈一水平线，工作时一并切入锌皮与极板之间，受力均匀，不会有额外磨损，寿命长久；圆刀刃，适用于一般剥离工况，特点是刀刃呈圆弧状，工作时刀刃中部率先接触工质，受力先集中后分散，便于破开锌皮，这样即使前期预开口出现问题，仍然可以较好的完成剥锌任务；斜刀刃，适用于靠近预开口剥离刀位置的主剥离刀，较尖刃口用于切入细小的预开口处，主刀也能顺势进行剥离作业。在实际使用中，由于锌板主要在下部边缘处出现难剥离情况，所以需要剥刀尽可能照顾到这些偏僻位置，而考虑到实际工作情况，可以合理选用不同的刀刃，以达到最优的作业效果。

在主剥离刀刀体中部布置有软性材质的辊轮。由于剥锌作业时，刀体会被电磁辅助压紧装置压附于极板表面，若是使用传统设计必然会损伤极板表面，同时过大的摩擦力也会要求驱动装置提供较大功率，不利于对设备的保护。表面覆盖有软性材质的辊轮，一方面将滑动摩擦力减小至滚动形式，另一方面可以在压紧动作时提供缓冲，同时保护了设备和极板两方面。

主刀体上加装伸出杆，主要是为了增大剥离面积。当主刀向下运动实施剥离作业时，其过程为刀刃破口，刀体扯开，这就说明当切口已被打开时，不必仅仅依靠刀刃承受剥离力，完全可以通过别的装置延长受力点，以使剥离作用覆盖到锌皮边缘处，这样设计弹开式伸出杆，既不会在开始剥离阶段干扰刀刃的动作，又可以在将要结束剥离时帮助锌皮离开极板。

电磁辅助压紧装置主要有两个作用：当主剥离刀接触极板之后，该装置产生相斥的电磁作用力，帮助主刀紧贴在极板上，方便刀刃切入锌皮与极板之间；当主剥离刀完成工作，锌皮被剥离之后，压紧装置产生反向的电磁力，吸引油缸远离极板，方便收刀的同时，移除极板，提高作业效率。使用电磁力实现双向控制，一方面由于电传动要快捷有效得多，同时电线布置较为简单，另一方面非接触式力允许一定的缓冲，对保护设备也有好处，而且在现场复杂的作业环境中，电磁铁耐污性更好，可靠性更高。

具体实施例：

阴极铝板剥锌主刀的整体视图如图1所示，电磁辅助压紧装置示意图如图2所示，外观布置图如图3所示，作业流程图如图4所示。

剥锌机主要由待剥离的阴极板10、剥锌机机架11、冲击式预开口装置12、主剥离刀13等部分组成。主剥离刀13有多套，一般为偶数装配，方便对称布置于阴极板两侧，主刀用于阴极板在预开口之后完成剩余剥离工作。

主剥离刀的驱动油缸5的缸筒通过销轴与机架11上的安装座相铰接，主剥离刀13与油缸活塞杆相连，其上固定有导向杆6，保证刀体工作时的稳定性。

主剥离刀13包括刀体1、刀刃2、伸出杆3、辊轮4，驱动油缸5，导向杆6，以及导向杆支座7等，刀体1作为主剥离刀的基本单元，其上设计有刀刃2、伸出杆3以及辊轮4的安装位置。

刀刃2与刀体1半固连设计，整体承受剥离动作的主要载荷。

如图5a、图5b所示，刀刃2通过螺栓与刀体1相连，由于连接点仅有1处，形成铰接结构，而刀刃2与刀体1的最近位置并不是紧密接触，所以当主剥离刀13向下进行剥离作业时，刀体1在驱动油缸5和导向杆6的限制下以固定方式运动，而刀刃2可以围绕仅有的螺栓小幅转动，这种半固连设计能够让刀刃2在运行过程中拥有更好的适应性。同时由于采用螺栓连接，操作人员可以根据实际生产需要以及剥刀位置适时更换不同规格的刀刃，提高生产效率。

伸出杆3弹性设计，只有当主刀向下运动时才弹出刀体。结合图1与图6所示，伸出杆3通过唯一轴与刀体1相连，伸出杆3位于刀体内测的部分设计为电磁模式，当通电时由于反向电磁力的作用，伸出杆3的工作部分被弹出刀体范围之外，直接作用于将被剥离的锌皮，而在锌皮的反作用下，伸出杆3继续绕轴向外翻出（图6虚线部分），直至接触到刀体1台阶面处，此时锌皮施加的反作用力将有刀体承担，减缓伸出杆轴的疲劳和损耗。当剥刀收回时，伸出杆3断电，在重力作用下，自行回落，收回刀体1范围内。

辊轮4采用较软、耐腐蚀材质制作，以保护阴极铝板16表面。主刀运动时应仅有辊轮4接触极板，刀体1与极板板面间没有摩擦，刀刃2与板面应略有间距，同时入刀角度随载荷变化略有调整。

如图2所示，电磁辅助压紧装置应该由两部分组成：位于主剥离刀支架14处的导向永磁铁8，以及铰接于剥锌机机架11上的电磁铁套筒9。当设备进行剥离作业时，电磁铁套筒9通电，主剥离刀支架14在相斥磁力的作用下向锌板方向移动，由辊轮4首先接触锌板10，由于辊轮4表面附着有软性材料，所以设计时主剥离刀刀刃2与辊轮4并不在同一竖直面上，这样就避免了刀刃2直接撞击锌板10，保护了设备。同时，当锌板表面存在凹凸不平的情况时，由于电磁辅助压紧装置属于柔性作用方式，主剥离刀可以自由活动以适应各种锌板表面的作业条件。

另外，工作时应保证主剥离刀支架与预开口剥刀支架分离式设计，防止调节主剥离刀的过程中影响到预剥离刀具的动作，同时，由于电磁压紧装置直接作用于主剥离刀刀架，所以可以保证所有主剥离刀都能拥有合适的切口角度，简化控制难度，提高作业效率。

作为产品主要工作对象，电解锌工艺所用阴极板通常采用如图2设计，即在极板靠近边缘的位置镶嵌塑料绝缘板，以方便控制边缘积锌形状，减小后期剥离工作的难度。

本实用新型中主剥离刀的作业步骤基本如下：

首先，当未剥离阴极板10准确到达工作位置后并完成预剥离作业后，电磁辅助压紧装置8、9作用，使主剥离刀13上的辊轮4贴紧极板表面；

然后分体式主剥离刀13依次由靠近预剥离刀具12的位置逐件伸出。由于阴极板10电积锌时是前后两面对称作业，所以一般剥锌机设计时，各刀具的摆放位置也是对称安置。另一方面，为适应不同尺寸极板的实际工作条件，主剥离刀数量、间距可以略有调整，具体数据可以实验得知，因此带来的各主剥离刀实际工作时间节点的决定也要由实验得出，其最终目的是顺利完成剥离作业，并尽可能减少作业时间，提高效率；

接下来，每把主剥离刀13在动作过程中，当刀体1完全没入极板10所附锌皮上边缘之下时，剥刀上安置的伸出杆3及时弹出，以帮助提高有效剥离面积，变相扩大刀刃2的横向宽度。此处需要注意的是，伸出杆的弹出时机不需要额外的传感器提供信号，而是通过计算主剥离刀驱动油缸5的输入流量来得出，其他相关参数主要是由剥锌机的刀架布置尺寸决定，在设备运转过程中，这些参数相当于常量，进而减小计算和控制难度；

最后，当每把主剥离刀13到达极板底部时，辅助压紧装置8、9反向工作，即抬起剥刀，这样一方面提供了辅助的剥离锌皮的作用力，另一方面便于主剥离刀的快速收刀动作，而由于设备上设计有额外的导向杆6，所以主刀回收过程中可能收到的来自锌皮的阻力并不会由驱动油缸的活塞杆承受，这样可以有效保护机器中的较脆弱零部件。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种阴极铝板剥锌主刀，其特征在于，包括主剥离刀和电液控制系统，所述主剥离刀包括刀体，所述刀体的中部设有辊轮，所述刀体的下部设有刀刃，所述刀体的两侧设有伸出杆，所述刀体的上部设有驱动油缸、导向杆和导向杆支座。

2.根据权利要求1所述的阴极铝板剥锌主刀，其特征在于，所述刀刃与刀体通过单个螺栓铰接，且所述刀刃与刀体之间设有活动间隙。

3.根据权利要求1所述的阴极铝板剥锌主刀，其特征在于，所述伸出杆与所述刀体铰接，并在铰轴处设有驱动电磁铁，所述刀体上设有限位台阶。

4.根据权利要求1所述的阴极铝板剥锌主刀，其特征在于，所述辊轮采用软质材料制作。

5.根据权利要求1至4任一项所述的阴极铝板剥锌主刀，其特征在于，多个所述主剥离刀通过主剥离刀支架安装于剥锌机机架上，所述主剥离刀支架与所述剥锌机机架之间设有电磁辅助压紧装置。

6.根据权利要求5所述的阴极铝板剥锌主刀，其特征在于，所述电磁辅助压紧装置包括铰接于所述主剥离刀支架上的导向永磁铁和铰接于所述剥锌机机架上的电磁铁套筒，所述导向永磁铁与所述电磁铁套筒插接。

7.根据权利要求5所述的阴极铝板剥锌主刀，其特征在于，多个所述主剥离刀的一侧设有冲击式预开口装置。

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