CN220055736U - 一种张力自平衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种张力自平衡装置，所述张力自平衡装置包括过辊、张力检测辊、摆辊和调节辊，所述调节辊包括安装固定座、调节导辊、左调节组件和右调节组件，所述左调节组件安装于所述安装固定座的一端并与所述调节导辊的一端连接，所述左调节组件用于驱动调节导辊沿一第一方向移动，所述右调节组件安装于所述安装固定座的另一端并与所述调节导辊的另一端连接，所述右调节组件用于驱动调节导辊沿一第二方向移动，所述第二方向垂直于第一方向。本实用新型通过摆辊与调节棍的结合，能够精确调节基材走带的整体张力及左右张力，从而使基材走带更加平顺，进而提高生产质量。

Description

一种张力自平衡装置

技术领域

本实用新型涉及锂电池生产加工设备领域，具体涉及一种张力自平衡装置。

背景技术

众所周知，在锂电池的生产过程中的基材加工的原料通常都是卷料，收放卷设备中会设置多个辊，利用辊的转动，带动基材移动，但是基材在牵引、收卷过程中会被拉紧，导致薄膜的表面产生张力。

而现在的基材的宽度越来越大(Max1400mm)，会使基材左右的张力不均，导致基材在走带过程中容易打皱，在辊压时容易断带，从而影响基材走带的平顺及生产质量的稳定性。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种张力自平衡装置，通过摆辊与调节棍的结合，能够精确调节基材走带的整体张力及左右张力，从而使基材走带更加平顺，进而提高生产质量。

本实用新型提供如下技术方案：

一种张力自平衡装置，包括：

过辊，用于支撑传输基材的走带；

张力检测辊，用于检测基材走带时的张力；

摆辊，用于初步调节基材走带时的张力；

调节辊，用于微调基材走带时的张力，所述调节辊包括安装固定座、调节导辊、左调节组件和右调节组件，所述左调节组件安装于所述安装固定座的一端并与所述调节导辊的一端连接，所述左调节组件用于驱动调节导辊沿一第一方向移动，所述右调节组件安装于所述安装固定座的另一端并与所述调节导辊的另一端连接，所述右调节组件用于驱动调节导辊沿一第二方向移动，所述第二方向垂直于第一方向。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调节导辊包括调节导辊辊筒、第一轴承和导辊安装通轴，所述调节导辊辊筒通过第一轴承转动连接在所述导辊安装通轴上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述左调节组件包括导辊轴套、调心轴承、导轨模组以及动力组件，所述导辊安装通轴的一端通过所述调心轴承与所述导辊轴套转动连接，所述导辊轴套通过所述导轨模组可沿第一方向滑动连接于所述安装固定座上，所述动力组件安装在所述安装固定座上并用于驱动所述导辊轴套移动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述右调节组件的结构以及与调节导辊的连接方式均与所述左调节组件相同，所述右调节组件安装于安装固定座上的方向与左调节组件安装于安装固定座上的方向垂直，即所述右调节组件中的动力组件驱动所述右调节组件中的导辊轴套沿第二方向移动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述导轨模组包括固定安装在所述安装固定座上的直线导轨以及设置在直线导轨上的滑块底板，所述导辊轴套固定连接在所述滑块底板上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述动力组件包括调节伺服电机和调节螺杆，所述调节伺服电机安装于所述安装固定座上，所述调节伺服电机的输出轴与调节螺杆同轴连接，所述导辊轴套上设置有螺孔，所述调节螺杆螺纹连接于所述螺孔中。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调节伺服电机通过一电机固定座安装于所述安装固定座上，所述电机固定座上开设有供所述调节螺杆穿过的避让孔，所述调节螺杆与避让孔之间设置有第二轴承。

作为上述技术方案的进一步改进，所述张力检测辊包括张力辊固定座、张力辊本体和张力检测传感器，所述张力辊本体滑动连接于所述张力辊固定座上，所述张力检测传感器安装在所述张力辊固定座上，所述张力辊本体受力时通过所述张力检测传感器检测张力的大小。

作为上述技术方案的进一步改进，所述摆辊包括摆辊固定座、旋转支架、摆辊本体和驱动件，所述摆辊本体通过旋转支架连接于摆辊固定座上，所述驱动件驱动所述旋转支架转动进而带动所述摆辊本体移动，所述摆辊本体移动时对张力的大小进行调节。

作为上述技术方案的进一步改进，所述张力自平衡装置还包括张力平衡控制系统，所述张力平衡控制系统包括：

人机界面模块，用于输入设定张力值以及显示张力检测辊检测的实际张力值；

PLC控制器，所述PLC控制器与所述张力检测辊中的张力检测传感器、摆辊中的驱动件以及调节辊中的动力组件连接，用于控制摆辊及调节辊的运行。

本实用新型的有益效果是：

1、基材走带的张力控制精度更高，张力波动范围可控制在±0.5N以内，产品生产合格率高。

2、可以适用于来料左右张力不均的基材，消除张力不均带来的打皱风险。

3、可以适用于宽幅基材涂布后极片左右张力不均，减少走带打皱的风险。

4、结构简单，稳定可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型张力自平衡装置应用到辊压设备的结构示意图；

图2是本实用新型中调节辊的结构示意图；

图3是本实用新型中调节辊的结构拆分图；

图4是本实用新型中调节辊的剖视图；

图5是本实用新型中调节辊的右调节组件的结构示意图；

图6是本实用新型中张力检测辊的结构示意图；

图7是本实用新型中摆辊的结构示意图；

图8是本实用新型中张力平衡控制系统的结构原理图。

附图标记：

1、放卷组件；2、基材；3、过辊；4、调节辊；5、张力检测辊；6、摆辊；7、辊压组件；8、收卷组件；

41、安装固定座；42、右调节组件；43、左调节组件；44、调节导辊；

421、调节伺服电机；422、电机固定座；423、联轴器；424、轴承压块；425、调节螺杆；426、轴用挡圈；427、第二轴承；428、导辊轴套；429、滑块底板；4210、直线导轨；4211、调心轴承；4212、轴承座挡圈；

441、导辊辊筒；442、导辊安装通轴；443、第一轴承；444、轴承卡口；

51、张力辊固定座；52、张力检测传感器；53、张力辊本体；

61、摆辊固定座；62、旋转支架；63、摆辊本体；64、驱动件；65、位移传感器。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1，本实用新型的实施例中提供一种张力自平衡装置，所述张力自平衡装置包括过辊3、摆辊6、张力检测辊5和调节辊4，所述过辊3具有多个，用于支撑传输基材2的走带，所述张力检测辊5用于检测基材2走带时的张力，参照图6，所述张力检测辊5包括张力辊固定座51、张力辊本体53和张力检测传感器52，所述张力辊本体53滑动连接于所述张力辊固定座51上，所述张力检测传感器52安装在所述张力辊固定座51上，所述张力辊本体53受力时通过所述张力检测传感器52检测张力的大小，具体的，所述张力监测传感器包括弹性件和压力传感器，所述张力检测传感器52中的弹性件提供一弹力使张力辊本体53受力时停留在原位置，弹性件可以选用弹簧等弹性构件，所述张力辊本体53受力时通过弹性件将受到的压力传递到压力感应器上，从而检测基材2走带时张力的大小。

进一步的，所述张力检测传感器52具有两个，且两个张力检测传感器52分别设置于张力辊本体53的左右两侧，从而检测基材2走带时的左右张力。

在本实施例中，参照图7，所述摆辊6包括摆辊固定座61、旋转支架62、摆辊本体63、驱动件64和位移传感器65，所述摆辊本体63通过旋转支架62和旋转轴承连接于所述摆辊固定座61上，所述驱动件64采用低摩擦气缸，所述低摩擦气缸安装于墙板上，且在低摩擦气缸的活塞杆伸缩时通过一连杆机构带动所述旋转支架62转动，从而带动所述摆辊本体63移动，所述摆辊本体63移动时对基材2走带的张力大小进行调节，所述位移传感器65实时检测所述摆辊本体63移动时的位置。

在本实施例中，参照图2和图3，所述调节辊4包括安装固定座41、调节导辊44、左调节组件43和右调节组件42，所述左调节组件43安装于所述安装固定座41的一端并与所述调节导辊44的一端连接，所述左调节组件43用于驱动调节导辊44沿一第一方向(前后方向)移动，所述右调节组件42安装于所述安装固定座41的另一端并与所述调节导辊44的另一端连接，所述右调节组件42用于驱动调节导辊44沿一第二方向(上下方向)移动，所述第二方向垂直于第一方向。通过上述设置，基材2走带中在其左右张力不均时，通过左调节组件43带动所述调节导辊44左端前后移动，再通过右调节组件42带动所述调节导辊44右端上下移动，从而调节基材2左右两侧的张力，并使二者变化为一致，进而使基材2的走带更加平顺稳定。

具体的，参照图3和图4，所述调节导辊44包括导辊辊筒441、第一轴承443和导辊安装通轴442，所述导辊辊筒441的两端均通过一个所述第一轴承443转动连接在所述导辊安装通轴442上，并通过一个轴承卡口444用于固定第一轴承443，这样基材2经过调节导辊44时通过导辊辊筒441的转动进行支撑传输。

在本实施例中，参照图4和图5，所述右调节组件42包括导辊轴套428、调心轴承4211、导轨模组以及动力组件，所述导辊安装通轴442的一端通过所述调心轴承4211与所述导辊轴套428转动连接，所述调心轴承4211的端部设置有轴承座挡圈4212，所述导辊轴套428通过所述导轨模组可沿第二方向滑动连接于所述安装固定座41上，具体的，所述导轨模组包括固定安装在所述安装固定座41上的直线导轨4210以及设置在直线导轨4210上的滑块底板429，所述导辊轴套428固定连接在所述滑块底板429上，所述动力组件安装在所述安装固定座41上并用于驱动所述导辊轴套428上下移动，所述导辊轴套428上下移动时带动调节导辊44的右端进行上下移动，通过所述调心轴心实现调节导辊44的右端上下移动的微调。

优选的，所述动力组件包括电机固定座422、调节伺服电机421、联轴器423和调节螺杆425，所述调节伺服电机421通过电机固定座422安装于所述安装固定座41上，所述调节伺服电机421的输出轴通过联轴器423与调节螺杆425同轴连接，所述电机固定座422上开设有供所述调节螺杆425穿过的避让孔，所述调节螺杆425与避让孔之间设置有第二轴承427，所述第二轴承427的端部设置有轴用挡圈426，从而限制第二轴承427的孔向运动，所述避让口处还设置有轴承压块424，用于将第二轴承427固定安装在避让口中，所述导辊轴套428上设置有螺孔，所述调节螺杆425螺纹连接于所述螺孔中，从而在调节伺服电机421带动调节螺杆425转动时，在调节螺杆425与螺孔的配合作用下，带动所述导辊轴套428上下移动，进而调节基材2右侧的张力。

在本实施例中，参照图3，所述左调节组件43的结构以及与调节导辊44的连接方式均与所述右调节组件42相同(参照上述右调节组件42的描述)，区别在于所述左调节组件43安装于安装固定座41上的方向与右调节组件42安装于安装固定座41上的方向垂直，即所述左调节组件43水平固定在安装固定座41上，所述左调节组件43中的动力组件驱动所述左调节组件43中的导辊轴套428沿第二方向移动，从而带动所述调节导辊44的左端前后移动，进而调节基材2左侧的张力。

优选的，参照图8，在本实施例中，所述张力自平衡装置还包括张力平衡控制系统，所述张力平衡控制系统包括人机界面模块和PLC控制器，所述人机界面模块于输入设定张力值以及显示张力检测辊5检测的实际张力值；所述PLC控制器与所述张力检测辊5中的张力检测传感器52、摆辊6中的驱动件64以及调节辊4中的动力组件连接，用于控制摆辊6及调节辊4的运行。

在本实施例中，所述PLC控制器存储有张力闭环控制算法程序，通过张力检测传感器52检测到的实际张力值与设定张力值的比较，判定是否需要通过PLC控制器输入指令，以控制摆辊6中驱动件64带动摆辊本体63移动，初步调节基材2的张力；然后根据张力检测传感器52检测基材2左右张力的实际值与设定张力值进行比较，判定是否需要通过PLC控制器输入指令，以控制调节辊4中左右调节组件42，使调节导辊44的两端分别沿第一方向、第二方向移动，将基材2的左右张力调整到张力设定值。

具体的，摆辊6的控制过程如下：检测到的实际张力值与设定张力值比较，经过张力闭环控制算法程序逻辑运行，判定是否需要通过PLC控制器输入指令，控制电气比例阀的进出气量，进而控制低摩擦气缸输出力的大小，最后带动摆辊6机构上下浮动，保证此段张力的稳定。另外，设备运行时，基材2走带的张力波动会带来摆辊6的上下浮动，浮动的位置信号通过位移传感器65检测位移传感器65输出位置信号输送到PLC控制器，经过PLC控制器中存储的速度闭环控制算法程序逻辑运行，判定摆辊6是否处于中间位置，从而让PLC控制器给放卷机构中的放卷伺服电机421输入指令，让放卷机构中的放卷伺服电机421运行加快或者减慢，使摆辊6始终处于中间位置，保证基材2走带的稳定。

张力检测辊5的控制过程如下：根据张力检测传感器52实时检测基材2左右张力的大小，将检测到的张力值反馈到PLC控制器，检测到的左右张力实时值的大小与设定张力值的大小进行比较，运用PLC控制器中存储的张力微调算法程序判定，给出判定结果并输出要求给到PLC控制器，PLC控制器输出指令，让调节辊4的右调节组件42及左调节组件43中的调节伺服电机421运行，对调节导辊44的左右两端进行上下调节或者前后调节，将极片的左右张力调整到张力设定值附近波动，通过上述控制方式，可以将极片的张力控制在设定值±0.5N的范围内波动，这样就极大的降低了极片走带打皱的风险，也减少了极片在进行辊压时发生断带的频次，提高了极片辊压生产的效率和产品的优率。

参照图1，本实用新型的实施例中包括一种辊压设备，所述传输设备包括放卷组件1、辊压组件7、收卷组件8以及两个上述实施例中所述的张力自平衡装置，基材2经放卷组件1牵引之后依次经过其中一个张力自平衡装置中的摆辊6、张力检测辊5、调节辊4后通过辊压组件7中的两个轧辊进行辊压(轧辊由驱动伺服电机驱动其转动)，在辊压时会使基材2产生张力隔断，基材2在辊压之后依次经过另一个张力自平衡装置中的调节辊4、张力检测辊5、摆辊6后通过收卷组件8进行收卷，从而完成基材2的收放卷工作，其中，基材2在走带时通过多个过辊3进行支撑传输。另外，两个所述张力自平衡装置、放卷组件1及收卷组件8通过所述张力平衡控制系统进行控制，本实用新型通辊压组件7压隔断张力前后两个张力自平衡装置，能够精确调节基材2走带的整体张力及左右张力，从而使基材2走带更加平顺，进而提高生产质量。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种张力自平衡装置，其特征在于，包括：

过辊，用于支撑传输基材的走带；

张力检测辊，用于检测基材走带时的张力；

摆辊，用于初步调节基材走带时的张力；

调节辊，用于微调基材走带时的张力，所述调节辊包括安装固定座、调节导辊、左调节组件和右调节组件，所述左调节组件安装于所述安装固定座的一端并与所述调节导辊的一端连接，所述左调节组件用于驱动调节导辊沿一第一方向移动，所述右调节组件安装于所述安装固定座的另一端并与所述调节导辊的另一端连接，所述右调节组件用于驱动调节导辊沿一第二方向移动，所述第二方向垂直于第一方向。

2.根据权利要求1所述的一种张力自平衡装置，其特征在于，所述调节导辊包括调节导辊辊筒、第一轴承和导辊安装通轴，所述调节导辊辊筒通过第一轴承转动连接在所述导辊安装通轴上。

3.根据权利要求2所述的一种张力自平衡装置，其特征在于，所述左调节组件包括导辊轴套、调心轴承、导轨模组以及动力组件，所述导辊安装通轴的一端通过所述调心轴承与所述导辊轴套转动连接，所述导辊轴套通过所述导轨模组可沿第一方向滑动连接于所述安装固定座上，所述动力组件安装在所述安装固定座上并用于驱动所述导辊轴套移动。

4.根据权利要求3所述的一种张力自平衡装置，其特征在于，所述右调节组件的结构以及与调节导辊的连接方式均与所述左调节组件相同，所述右调节组件安装于安装固定座上的方向与左调节组件安装于安装固定座上的方向垂直，即所述右调节组件中的动力组件驱动所述右调节组件中的导辊轴套沿第二方向移动。

5.根据权利要求4所述的一种张力自平衡装置，其特征在于，所述导轨模组包括固定安装在所述安装固定座上的直线导轨以及设置在直线导轨上的滑块底板，所述导辊轴套固定连接在所述滑块底板上。

6.根据权利要求5所述的一种张力自平衡装置，其特征在于，所述动力组件包括调节伺服电机和调节螺杆，所述调节伺服电机安装于所述安装固定座上，所述调节伺服电机的输出轴与调节螺杆同轴连接，所述导辊轴套上设置有螺孔，所述调节螺杆螺纹连接于所述螺孔中。

7.根据权利要求6所述的一种张力自平衡装置，其特征在于，所述调节伺服电机通过一电机固定座安装于所述安装固定座上，所述电机固定座上开设有供所述调节螺杆穿过的避让孔，所述调节螺杆与避让孔之间设置有第二轴承。

8.根据权利要求1所述的一种张力自平衡装置，其特征在于，所述张力检测辊包括张力辊固定座、张力辊本体和张力检测传感器，所述张力辊本体滑动连接于所述张力辊固定座上，所述张力检测传感器安装在所述张力辊固定座上，所述张力辊本体受力时通过所述张力检测传感器检测张力的大小。

9.根据权利要求1所述的一种张力自平衡装置，其特征在于，所述摆辊包括摆辊固定座、旋转支架、摆辊本体和驱动件，所述摆辊本体通过旋转支架连接于摆辊固定座上，所述驱动件驱动所述旋转支架转动进而带动所述摆辊本体移动，所述摆辊本体移动时对张力的大小进行调节。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种张力自平衡装置，其特征在于，还包括张力平衡控制系统，所述张力平衡控制系统包括：

人机界面模块，用于输入设定张力值以及显示张力检测辊检测的实际张力值；

PLC控制器，所述PLC控制器与所述张力检测辊中的张力检测传感器、摆辊中的驱动件以及调节辊中的动力组件连接，用于控制摆辊及调节辊的运行。