Mechanical Engineering and Technology 机械工程与技术, 2013, 2, 65-68 http://dx.doi.org/10.12677/met.2013.22012 Published Online June 2013 (http://www.hanspub.org/journal/met.html) Study on Devices Automatically Wind White Edge of Adhesive Tapes While Coating Rong Rong, Junhua Sun, Rongjing Chen Jiangsu Chunlan Clean Energy Research Institute Co., Ltd., Taizhou Email: 1309359577@qq.com Received: May 2nd, 2013; revised: May 31st, 2013; accepted: Jun. 9th, 2013 Copyright © 2013 Rong Rong et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unre- stricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Abstract: After the paste production’s baking, the Nickel-hydrogen battery needs to remove tape which is sticking on the nickel belt. Due to the adhesiveness between tape and the nickel belt, in production, edge of tape is often artificially torn or forgotten which leads to the high scrap rates of subsequent production of pole piece. To solve this problem, researching an automatic tape coating production tool to make consistent speed of receiving the tape and paste production, and both sides of the nickel belt can simultaneously receive tape, besides, it can automatically put the tape on the tape stick and replace the tape roll at any time. Keywords: Ni-MH Battery; Foamed Nickel Plate; Adhesive Tape 涂布时能自动收白边胶带装置的研究 荣 蓉,孙军华,陈荣镜 江苏春兰清洁能源研究院有限公司,泰州 Email: 1309359577@qq.com 收稿日期:2013 年5月2日;修回日期:2013 年5月31 日;录用日期:2013 年6月9日 摘 要:镍氢电池极板在涂浆生产的烘烤后,需去除粘在镍带上的胶带,由于胶带与镍带间具有一定的粘连性, 在生产时,胶带边缘常被人为撕破和漏撕现象,导致后续生产极片的报废率较大,针对此问题,研究一种涂浆 生产中自动收胶带工装,使收胶带的速度与生产线涂浆速度一致,且镍带两侧均能同步收胶带,并能自动地将 胶带收到工装的胶带棍上,可随时卸下胶带卷更换。 关键词:镍氢电池;泡沫镍极板;胶带 1. 引言 电池的极片在涂浆生产过程中需经放卷、纠边、 包边、预压、上浆、刮浆、烘干、称重、收白边胶带、 收卷等工序,在收白边胶带的工艺中,因为涂浆生产 线上镍带的线速度不可能与收胶带的线速度同步,因 此一直采用人工撕胶带,影响后续点焊、滚焊工序的 产品质量,针对以上问题,研究了一种能自动将镍带 上的包白边胶带去除的工装,提高了工序能力,在生 产上有着非常重要的意义。 2. 设计思路 根据上述生产工艺中存在的问题,采用的设计思 路是:设计一种涂布时自动收白边胶带用的装置,在 规模化生产连续上浆时,将此装置放置在极板从烘箱 烘干后经过储料装置与取样装置之间[1]。在连续涂浆 生产过程中,通过调整调速电机的转速,使收胶带辊 Copyright © 2013 Hanspub 65 涂布时能自动收白边胶带装置的研究 的线速度和极板的前进速度同步,将极板边缘贴的胶 带顺着收胶带辊旋转方向固定在收胶带辊上,白边胶 带就会从极板边缘撕下并缠绕在收胶带辊上,从而使 极板边缘留下了具有一定宽度的整齐的白边,无须清 粉且既可单边收白边,也可双边收白边胶带[2]。 3. 结构介绍 涂布时自动收白边胶带用的装置的结构如下图 1 所示,放在涂浆生产线上烘干后的储料区后,它包括 下图的 7大组件:其中,2. 张紧轮组件上的旋纽组件 固定在侧板组件上,4. 减速轴组件用螺钉固定在顶板 组件上,调速器固定在外挡板组件上,在减速轴组件 的下端及调速电机轴的上端各固定了一个尼龙滚轮, 尼龙滚轮通过传动带相连,在张紧轮组件的前端装有 一个尼龙滚轮,尼龙滚轮上的凹槽包在传动带上,旋 转张紧轮组件上的旋纽,即可使张紧轮组件在 Y方向 前后移动,起到了调节传动带松紧的作用,在减速轴 组件上装上一个收胶带辊,工作时,调速电机通过传 动带带动减速轴组件转动,装在减速轴组件上的胶带 辊将极板边缘贴的胶带顺着收胶带辊旋转方向固定 在收胶带辊上,白边胶带就会从极板边缘撕下,实现 了自动化收白边,并缠绕在收胶带辊上,当胶带辊上 缠满胶带后可将其取下,更换另一个胶带辊。 1. 外挡板组件;2. 张紧轮组件;3调速器组件;4. 减速轴组件;5.顶板组件; 6. 侧板组件;7. 调速电机;8. 其它(底脚、传动带等) Figure 1. Device structure diagram of automatically winding white edge of the tape while Coating 图1. 涂布时自动收白边胶带用装置结构图 3.1. 外挡板组件 设计目的:配合顶板组件、侧板组件等使调速电 机、滚轮等罩盖住,防止灰尘浸入影响使用,同时还 有美观的作用。 3.2. 张紧轮组件 3.2.1. 设计目的 设计目的:调节传动带松紧的作用,使减速轴组 件的转速不因胶带传动的打滑而影响传动速度。 3.2.2. 设计[3] 张紧轮组件的组成结构如图2所示。 主要由 1) 限位螺钉、2) 档圈、3) 轴承、4) 定 位轴、5) 滚轮、6) 螺母、7) 滑板、8) 推杆、9) 旋 转手柄构成。旋转手柄通过螺纹固定在侧板组件上; 轴承、滚轮装在定位轴上,定位轴装在滑板的滑道中, 推杆与滑道采用间隙配合,当需要调整传动带的松紧 时,转动旋转手柄,旋转手柄上的推杆带动滚轮前、 后移动,起到了调节传动带的松紧的作用[4]。 3.3. 调速器组件 在电池涂浆生产线上,涂浆线速度在(0.6~1) m/min 间调节,根据涂浆线速度的大小,可通过电机 调速器控制电机转速,从而使胶带棍的线速度与涂浆 线速同步。 3.4. 减速轴组件 3.4.1. 设计目的 通过减速轴组件(3)上的滚轮直径:电机滚轮直径 为2:1 来降低减速轴组件的转速,同时当胶带辊上缠 1. 限位螺钉 2. 档圈 3. 轴承 4. 定位轴 5. 滚轮 6. 螺母 7. 滑板 8. 推杆 9.旋转手柄构成 Figure 2. Schematic diagram of the structure of tensioning wheel 图2. 张紧轮组件结构示意图 Copyright © 2013 Hanspub 66 涂布时能自动收白边胶带装置的研究 Copyright © 2013 Hanspub 67 满胶带后可将其取下[5],更换另一个胶带辊。 白边后的胶带进行收边,不合格率从 1.67%降为 0.02%,工序能力得到提高。 3.4.2. 设计 5. 结论 减速轴组件组成如图 3所示,主要由:1. 螺母、 2. 固定销、3. 滚轮、4. 轴承固定支架、5. 轴承、6. 档 圈、7. 下托板、8. 胶带辊、9. 轴、10. 上压紧板构 成。减速轴组件通过轴承固定支架与顶板组件连接, 滚轮通过定位销与轴连接[6],当调速电机通过传动带 带动滚轮转动时,此时轴也同步转动,由于胶带辊被 压在下托板与上压紧板间,随着胶带辊的转动,白边 胶带就会从极板边缘撕下并缠绕在收胶带辊上,当胶 带卷绕到一定量时,可将上压板取下,将收胶带辊卸 下后,更换另一个胶带辊。当调速电机速度快于极 板前进速度,胶带的张力过大时,尼龙滚轮会自动 打滑,解决了两者因速度不同步而导致胶带被撕断 的问题[7]。 本文设计的自动收边工装,已在镍氢电池生产线 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1螺母、2固定销、3滚轮、4轴承固定支架、5轴承、6档圈、7下托 板、8胶带辊、9轴、10 上压紧板。 Figure 3. Schematic diagram of the structure of reduction axle 图3. 减速轴组件结构示意图 -1.00% -0.50% 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50% 12345 生产批次 不合格率 手动撕边(改进 前) 工装自动收边(改 进后) 3.5. 顶板组件 用于固定减速轴组件,同时可起到档尘、美观的 作用。 3.6. 侧板组件 用于固定张紧轮组件上的旋转手柄。 4. 改进前后的极片报废率情况对比 Figure 4. Comparison of scrap rates in the production of pole pieces using spot welding, seam welding 图4. 点焊、滚焊工序极片报废率对比图 从图 4和表 1可以看出,通过使用收边工装对贴 Table 1. Comparison of scrap rates in the production of pole pieces using spot welding, seam welding 表1. 点焊、滚焊工序极片报废率对比表 不合格品数量(只) 生产批号 生产总数量(只) 合格品数量(只) 白边缺料 白边处胶带不完 全去除导致炸火 不合格率% 备注 P201109 8058 7938 102 18 1.5% P201110 4032 3940 87 5 2.3% P201111 10,850 10,677 163 10 1.6% P201112 15,500 15,237 250 13 1.7% P201113 18,000 17,708 280 12 1.6% 手工撕边 P201114 12,350 12,347 3 0 0.025% P201115 5847 5847 0 0 0 % P201201 23,583 23,578 5 0 0.02% P201202 8505 8504 1 0 0.012% P201203 12530 12528 2 0 0.015% 自动收边 (采用工装) 涂布时能自动收白边胶带装置的研究 得到应用,降低了极片报废率、提高了生产效率、节 约了生产成本。同时解决了收白边胶带工序存在三大 难点问题:1) 调速电机速度快于极板前进速度,胶带 的张力过大,胶带被撕断的问题;2) 实现了收胶带工 装的线速度可调,能与涂浆生产的线速度同步;3) 此 工装既可满足单边收胶带,也可满足双边同时收胶 带。 参考文献 (References) [1] H.-S. Yan. A methodology for creative mechanism design. Mechanism and Machine Theory, 1992, 27(3): 235-242. [2] S. S. Rao. Engineering optimization—Theory and practice. New York: John Wiley, 1996. [3] 机械设计手册编委会, 编制. 机械设计手册[M]. 北京: 机械 工业出版社, 2004. [4] 张鄂. 机械工程优化设计[M]. 北京: 科学出版社, 2008. [5] 胡文绩, 主编, 简明工程力学[M]. 成都: 西南交通大学出版 社, 2009. [6] 王宏, 主编. 工程力学[M]. 北京: 清华大学出版社, 2009. [7] 郑树琴, 主编. 机械设计基础[M]. 北京: 国防工业出版社, 2008. Copyright © 2013 Hanspub 68 |