一种通用型的压辊装置、生箔机、分切机、工作方法、控制方法与流程

本发明涉及电解铜箔领域，更具体地说，尤其涉及一种通用型的压辊装置、生箔机、分切机、工作方法、控制方法。

背景技术：

申请人在先申请“2019113817808,一种假自重改变的压辊装置、生箔机、分切机、设计方法”，其技术方案在于：包括：收卷辊中心转轴、收卷辊、铜箔卷状层、压辊、压辊端部轴承、轨道；所述压辊包括：压辊中心轴以及套设在压辊中心轴中部位置上的外辊；所述压辊中心轴的两端设置有轴承；在压辊的两侧设置有轨道；轨道为u型截面，所述轴承置于轨道的u型截面凹槽内，能够沿着轨道的纵向移动；所述外辊与收卷辊表面的铜箔卷状层接触；所述轨道的纵向包括：第二曲线段，所述第二曲线段的向上倾斜的斜率逐渐增大。

特别的，在该方案中发现：第二曲线段采用圆弧时，压辊对铜箔的压紧力按照线性增长的规律变化。

但是，上述方案存在一个弊端，如第二曲线段要采用不同的半径的圆弧(适用于不同厚度的铜箔、以及不同重量、不同半径的压辊)，就需要制造设计多种的压辊轨道。

因此，寻找一种通用型的压辊轨道成为了一大问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种通用型的压辊装置、生箔机、分切机、工作方法、控制方法。

一种通用型的压辊装置，其包括：收卷辊中心转轴、收卷辊、铜箔卷状层、压辊、压辊端部轴承、转动导轨、动力伸缩装置；

其中，所述压辊包括：压辊中心轴以及套设在压辊中心轴中部位置上的橡胶辊；所述压辊中心轴的两端设置有压辊端部轴承；

其中，所述橡胶辊与收卷辊表面的铜箔卷状层接触；

其中，转动导轨包括：导轨左转动组件、导轨右转动组件、圆轴；导轨左转动组件与导轨右转动组件结构相同，平行设置；

导轨左转动组件包括：第一转动片、第二转动片、直线轨道板，第一转动片、第二转动片结构相同，平行设置；

所述第一转动片包括：前端的轴承端、下连接杆、上连接杆、尾端的构件；前端的轴承端的后部与下连接杆、上连接杆的前部连接，下连接杆、上连接杆的后部连接有尾端的构件；前端的轴承端套设于收卷辊中心转轴上；尾端的构件与前端的轴承端之间通过下连接杆、上连接杆连接固定；

在第一转动片、第二转动片的两个下连接杆连接设置直线轨道板；

所述压辊端部轴承支撑在直线轨道板上；

导轨左转动组件、导轨右转动组件的第一转动片第二转动片相互平行，在4个尾端的构件之间设置有圆轴；

动力伸缩装置包括：动力伸缩杆、固定设置的固定轴；所述固定轴的中心轴线与收卷辊中心转轴的中心轴线平行；

动力伸缩杆的上端与圆轴铰接、下端与固定轴铰接。

进一步，所述直线轨道板所在的平面与收卷辊中心转轴的中线轴向相垂直；收卷辊中心转轴的中心点与压辊中心轴的中心点的连线与所述直线轨道板所在的平面平行，也即收卷辊中心转轴的中心点与压辊中心轴的中心点的连线距离直线轨道板所在的平面的垂直距离，等于压辊端部轴承的半径。

进一步，第一转动片、第二转动片的上连接杆采用连接板连接在一起。

进一步，所述收卷辊中心转轴的中心点、所述压辊中心轴的中心点、所述圆轴的中心点共线；

进一步，直线轨道板的横向截面采用“一字型截面”或者“u型截面”。

进一步，所述橡胶辊的长度不小于收卷辊的长度。

一种生箔机，包括前述的通用型的压辊装置，用于收卷辊的铜箔压紧。

一种分切机，包括前述的通用型的压辊装置，用于收卷辊的铜箔压紧。

一种通用型的压辊装置的工作方法，包括以下步骤：

首先，通过调整动力伸缩杆的长度，进而能够调整直线轨道板的初始倾斜角度；

然后，随着收卷辊铜箔卷状层的增厚，调整动力伸缩杆的长度，即在收卷过程中，逐步调整压辊对铜箔卷状层的作用力与作用角度。

一种通用型的压辊装置的控制方法，包括以下步骤：

包括：控制器；控制器与动力伸缩杆连接，用于控制动力伸缩杆的长度；

收卷辊中心转轴的中心点与压辊中心轴的中心点的距离为l1、收卷辊中心转轴的中心点与圆轴的中心点的距离为l2；

收卷辊中心转轴的中心点与固定轴的中心点的竖向距离为h0；

收卷辊中心转轴的中心点与固定轴的中心点的水平距离为l3；

直线轨道板的倾斜角度为β；

铜箔的厚度为δ；

收卷辊的半径为r0；

阴极辊的半径为r；

阴极辊的转速为n，单位为：圈/s；

首先，控制器控制动力伸缩杆的长度x为x0，调整直线轨道板的初始倾斜角度β0：

其次，hx在0-hx1，倾斜角度不变；在hx在hx1至hx2，控制器控制动力伸缩杆的长度x，倾斜角度从β0逐渐调整为β1。

进一步，hx在hx1至hx2，倾斜角度从β0逐渐调整为β1，从收卷辊收卷铜箔起计时；

控制器控制动力伸缩杆的长度x的方法为：

首先，计算hx＝hx1、hx＝hx2，时对应的时刻为thx1、thx2；

其次，计算thx1～thx2,不同时刻t＝thx1、t1、t2、…tn、…、thx2时刻的hx1、hxt1、hxt2、hxt3……hxtn……hx2：

再次，将sinβ从sinβ0～sinβ1按照铜箔厚度增长而线性增长，可求得到不同时刻t＝t1、t2、t3……tn……下的sinβt1、sinβt2、sinβt3……sinβtn……；

进而得到不同时刻t＝t1、t2、t3……tn下的，βt1、βt2、βt3、βtn；

利用：

即，得到不同时刻t＝t1、t2、t3……tn下的，xt1、xt2、xt3……xtn；

进而，可以知晓：thx1、t1、t2、…tn、…、thx2时间段的动力伸缩杆的伸缩速率：

在thx1-t1时刻，该段时间内的速度(xt1-x0)/(t1-thx1)；

t1-t2时刻，即从xt1-xt2，均匀运动，即可求得该段时间内的速度(xt2-xt1)/(t2-t1)；

在t2-t3时刻，即从xt2-xt3均匀运动，即可求得该段时间内的速度(xt3-xt2)/(t3-t2)；

……

在tn-1-tn时刻，即从xtn-1-xtn均匀运动，即可求得该段时间内的速度(xtn-xtn-1)/(tn-tn-1)。

本申请的优点在于：

(1)本申请给出了五组独立权利要求。

(2)本申请的基础构思是：随着铜箔的厚度，增加压紧力；通过调整压辊后退轨道的倾斜角度来实现上述目的。

(3)采用调整压辊后退轨道的倾斜角度，也可以实现“2019113817808,一种假自重改变的压辊装置、生箔机、分切机、设计方法”的圆弧形轨道的效果，即hx-压紧力呈线性增长。而本申请通过控制电动伸缩杆的伸缩速率，可以实现不同半径的圆弧轨道的技术效果(半径不同，压紧力随着hx的增长斜率不同；本申请的伸缩速率不同，压紧力随着hx的增长斜率也不同；两者的效果等价)。

(4)本申请基于控制方法，能够实现不同半径压辊轨道的效果；因此，相比较而言，其通用型更佳。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。

图1是实施例1的压辊-收卷辊的横向设计示意图。

图2是实施例1的收卷辊-压辊的纵向设计示意图。

图3是实施例1的第一转动片的设计示意图。

图4是图2的a-a截面图。

图5是实施例1的转动导轨的横向设计图。

图6是实施例2的收卷辊-压辊的纵向设计示意图。

图7是l2、l3、h1参数解释图。

图8是实施例2的x-sinβ关系图。

图9是实施例3的x-sinβ关系图。

图10是实施例4的x-sinβ关系图。

图11是实施例5的t-x计算结果图。

图12是实施例5的hx-sinβ计算结果图。

图1-12的附图标记说明如下：

收卷辊中心转轴1，收卷辊2，铜箔卷状层3；

压辊4，压辊中心轴4-1，橡胶辊4-2；压辊端部轴承5；

转动导轨6，导轨左转动组件6-1，导轨右转动组件6-2，圆轴6-3，第一转动片6-1-1，第二转动片6-1-2，直线轨道板6-1-3，前端的轴承端6-1-1-1，尾端的构件6-1-1-2，下连接杆6-1-1-3，上连接杆6-1-1-4；

动力伸缩装置7，动力伸缩杆7-1，固定设置的固定轴7-2。

具体实施方式

实施例1，一种通用型的压辊装置，其包括：收卷辊中心转轴1、收卷辊2、铜箔卷状层3、压辊4、压辊端部轴承5(轴承的中心轴向与压辊的中心轴线共线)、转动导轨6、动力伸缩装置7；

所述压辊4包括：压辊中心轴4-1以及套设在压辊中心轴4-1中部位置上的橡胶辊4-2；所述压辊中心轴4-1的两端设置有压辊端部轴承5；

转动导轨6包括：导轨左转动组件6-1、导轨右转动组件6-2、圆轴6-3；导轨左转动组件6-1与导轨右转动组件6-2结构相同，平行设置；

导轨左转动组件6-1包括：第一转动片6-1-1、第二转动片6-1-2、直线轨道板6-1-3，第一转动片6-1-1、第二转动片6-1-2结构相同，平行设置；

所述第一转动片包括：前端的轴承端6-1-1-1、下连接杆6-1-1-3、上连接杆6-1-1-4、尾端的构件6-1-1-2；前端的轴承端6-1-1-1的后部与下连接杆6-1-1-3、上连接杆6-1-1-4的前部连接，下连接杆6-1-1-3、上连接杆6-1-1-4的后部连接有尾端的构件6-1-1-2；

前端的轴承端6-1-1-1套设于收卷辊中心转轴1上；尾端的构件6-1-1-2与前端的轴承端6-1-1-1之间通过下连接杆6-1-1-3、上连接杆6-1-1-4连接固定；

在第一转动片6-1-1、第二转动片6-1-2的两个下连接杆6-1-1-3连接设置直线轨道板6-1-3；

所述直线轨道板6-1-3所在的平面与收卷辊中心转轴1的中线轴向相垂直；

收卷辊中心转轴1的中心点与压辊中心轴4-1的中心点的连线与所述直线轨道板6-1-3所在的平面平行，也即收卷辊中心转轴1的中心点与压辊中心轴4-1的中心点的连线距离直线轨道板6-1-3所在的平面的垂直距离，等于压辊端部轴承5的半径；

第一转动片6-1-1、第二转动片6-1-2的上连接杆6-1-1-4采用连接板连接在一起；

导轨左转动组件6-1、导轨右转动组件6-2的第一转动片6-1-1、第二转动片6-1-2相互平行，在4个尾端的构件6-1-1-2之间设置有圆轴6-3；

所述收卷辊中心转轴1的中心点、所述压辊中心轴4-1的中心点、所述圆轴6-3的中心点共线；

直线轨道板6-1-3的横向截面采用“一字型截面”或者“u型截面”，所述压辊端部轴承5置于直线轨道板6-1-3，可以沿着直线轨道板6-1-3的纵向移动；

所述橡胶辊4-2的长度不小于收卷辊2的长度；

所述橡胶辊4-2与收卷辊2表面的铜箔卷状层3接触。

动力伸缩装置7包括：动力伸缩杆7-1、固定设置的固定轴7-2；所述固定轴7-2的中心轴线与收卷辊中心转轴1的中心轴线平行；

动力伸缩杆7-1的上端与圆轴6-3铰接、下端与固定轴7-2铰接。

动力伸缩杆采用电动伸缩杆(又称电动推杆)。

上述的一种通用型的压辊装置工作时：

首先，通过调整动力伸缩杆的长度，进而能够调整直线轨道板6-1-3的初始倾斜角度；

然后，随着收卷辊铜箔卷状层的增厚，调整动力伸缩杆的长度，即在收卷过程中，逐步调整压辊对铜箔卷状层3的作用力与作用角度。

实施例1的设计为：

初始条件下，收卷辊中心转轴1、压辊中心轴4-1、圆轴6-3三者的圆心处于水平直线时，动力伸缩杆7-1保持竖向状态。

实施例2：

更一般的情况，如图6所示，收卷辊中心转轴1、压辊中心轴4-1、圆轴6-3三者的圆心处于水平直线时，动力伸缩杆7-1并不一定是竖向状态。

收卷辊中心转轴的中心点与压辊中心轴的中心点的距离为l1、收卷辊中心转轴的中心点与圆轴6-3的中心点的距离为l2；

收卷辊中心转轴的中心点与固定轴7-2的中心点的竖向距离为h0(固定轴7-2的中心点的高程小于收卷辊中心转轴的中心点的高程)；

收卷辊中心转轴的中心点与固定轴7-2的中心点的水平距离为l3；

直线轨道板6-1-3的倾斜角度为β；

动力伸缩杆7-1的长度(即固定轴7-2的中心点距离圆轴的中心点的距离)x为；

上式进行变换后，得到：

按照静力学分析，压辊对卷状铜箔的压紧力f为：

f＝g·sinβ

图8的计算参数如下：

l2-1m，l3＝0.8m，h0＝0.5m，在β＝0°时，x＝0.538516m；收卷辊半径r0＝0.1m，铜箔厚度δ＝0.000006m，n＝0.278圈/秒。

图8给出了x从0.538516m到1.128516m，β从0°增长到38.92°的示意图，从图8可知，x-sinβ基本符合线性变化的规律。

阴极辊的半径为r，转速为n，自收卷辊收卷t时间内，阴极辊生产的铜箔厚度hx精确计算公式如下：

[a]表示对a取整数部分，如[10.6]＝10。

为了简便，可化简为：

实施例3：

一种通用型的压辊装置工作时：

首先，通过调整动力伸缩杆的长度，进而能够调整直线轨道板6-1-3的初始倾斜角度；具体的，初始倾斜角度为15°，即将x＝0.777m；

然后，在hx在0—5cm之间，动力伸缩杆的长度不变，倾斜角度为15°，在5-10cm之间逐渐调整为33.8°，动力伸缩杆的长度采用匀速伸长，其变形速率为：0.1667m/s(https://wenku.baidu.com/view/feb90060af1ffc4ffe47ac89.html中记载的dg系列电动推杆的运行速度范围在0.1mm/s-1000mm/s)。

其hx-sinβ为图9所示的结果；从图可知，在5-10cm之间，hx-sinβ大致呈一条直线。

实施例4：对于实施例3的设计而言，采用以下的方法：

首先，通过调整动力伸缩杆的长度，进而能够调整直线轨道板6-1-3的初始倾斜角度；具体的，初始倾斜角度为15°，即将x调整为0.777m；

然后，在hx在0-10cm之间逐渐调整为33.8°，动力伸缩杆的长度采用匀速伸长，其变形速率为：0.1167m/s(https://wenku.baidu.com/view/feb90060af1ffc4ffe47ac89.html中记载的dg系列电动推杆的运行速度范围在0.1mm/s-1000mm/s)。

其hx-sinβ为图10所示的结果；从图可知，在0-10cm之间，hx-sinβ并非一条直线。

实施例5：对于实施例4中的问题，采用以下的方式：

首先，通过调整动力伸缩杆的长度，进而能够调整直线轨道板6-1-3的初始倾斜角度；具体的，初始倾斜角度为15°，即将x调整为0.777m；

然后，在hx在0-10cm之间逐渐从15°调整为33.8°，计算不同时刻t＝t1、t2、t3……tn时刻的hxt1、hxt2、hxt3……hxtn；

具体而言，是0、60、120、……2400s对应的铜箔厚度，0.01m、0.016m、0.0216m、……0.10m；

sinβ从sin15°～sin33.8°按照铜箔厚度增长而线性增长；

从而得到不同时刻t＝t1、t2、t3……tn下的，sinβt1、sinβt2、sinβt3……sinβtn；

进而得到不同时刻t＝t1、t2、t3……tn下的，βt1、βt2、βt3、βtn；

利用上式：

即，

得到不同时刻t＝t1、t2、t3……tn下的，xt1、xt2、xt3……xtn；

在t1-t2时刻，即从xt1-xt2，均匀运动；

在t2-t3时刻，即从xt2-xt3均匀运动；

……

在tn-1-tn时刻，即从xtn-1-xtn均匀运动；

图11为t-x计算结果图，图12为hx-sinβ计算结果图。

从图12可知，采用实施例5的控制方式，也能实现“2019113817808,一种假自重改变的压辊装置、生箔机、分切机、设计方法”的设计效果。

实施例5的方式，可表述为：

hx在0-hx1范围内，也即在0-thx1内，x不变(即动力伸缩杆不动)，其中，thx1采用下式求得：

hx在hx1至hx2，倾斜角度从β0逐渐调整为β1，从收卷辊收卷铜箔起计时；

控制器控制动力伸缩杆的长度x的方法为：

在thx1～thx2的时刻内，任意取t1、t2、t3……tn……时刻(简单的，可以等分成多份，例如实施例5中的，thx1＝0s，thx2＝2400s，t1＝60s，t2＝120s……tn＝60ns；)；

其中，

在thx1～t1时刻内，控制动力伸缩杆均速运动，其速度为：(xt1-x0)/(t1-thx1)；

在t1～t2时刻内，控制动力伸缩杆均速运动，其速度为：(xt2-xt1)/(t2-t1)；

在t2-t3时刻，即从xt2-xt3均匀运动，即可求得该段时间内的速度(xt3-xt2)/(t3-t2)；

……

在tn-1-tn时刻，即从xtn-1-xtn均匀运动，即可求得该段时间内的速度(xtn-xtn-1)/(tn-tn-1)。

其种，xtn的求解如下：

首先计算tn时刻的hxtn：

再次，计算tn时刻下的βtn；

进而得到xtn：

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。