永久阴极铜剥片机组关键技术的研究

摘要

永久阴极铜电解技术是使用刚度和韧性较好的不锈钢作阴极，粗铜作阳极进行电解精炼铜的一种电解工艺。它是目前世界上最先进的铜电解工艺，其工艺装备的完善程度直接决定着它的先进性。永久阴极铜剥片机组是专门针对这种铜电解工艺而研发的将不锈钢阴极极板与电解铜分离开来的一种成套大型自动化装备。在剥片机组中，挠曲装置和凿刀装置作为核心装置直接决定着该机组的生产效率和自动化的程度。受到外方关键技术的封锁，我国从引进剥片机组初至今，机组故障频频，系统常常出现问题。所以研究清楚这两个核心装置的技术问题就可以解决机组出现的故障，为我国完全自主制造永久阴极铜剥片机组奠定理论基础。本文以永久阴极铜剥片机组为研究对象，针对机组中挠曲装置和凿刀装置两个关键技术进行研究，在认真分析了各装置的工作原理，和机械部分存在的问题以及故障频出的根本原因的基础之上，从三个方面入手彻底解决了关键装置的技术瓶颈问题。首先，针对挠曲装置中挠曲力很难控制的问题，建立 SolidWorks三维挠曲模型，应用力学基础知识对其进行分析，最终求解出挠曲力及其最大挠度。并用ANSYS Workbench进行了挠曲过程的模拟。其次，针对凿刀刃倾角对剥离铜板的影响，建立凿刀剥离铜板的数学模型，应用弹性力学的知识，最终求解出合适的凿刀刃倾角和凿刀力。最后，基于挠曲力和凿刀力，建立了挠曲过程和凿刀过程的液压控制模型，实现了铜板和不锈钢极板的自动化分离。
　　在永久阴极铜剥片机组中挠曲装置和凿刀装置是其核心装置，解决了这两个关键装置的问题就意味着可以实现不锈钢极板和电解铜的剥离，就可以更好的应对机组随时出现的问题并对其加以维护和改进，也为以后我国完全自主制造成套机组提供有力的理论依据。

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附表索引

第1章 绪 论

1.1课题背景及意义

1.2 国内外现状

1.3 课题的主要内容

第2章 挠曲装置的研究与设计

2.1 挠曲装置的结构

2.2 挠曲装置三维模型建立

2.3挠曲力的计算

2.4 挠曲模型的仿真

2.5 不锈钢极板弯曲时的挠度

2.6 本章小结

第3章 凿刀装置的研究与设计

3.1凿刀装置介绍

3.2 凿刀装置结构及故障分析

3.3凿刀装置的三维模型的建立

3.4 本章小结

第4章 凿刀结构设计及其铜板变形的分析

4.1 引言

4.2 凿刀外形结构

4.3铜板剥离过程中的弯曲变形

4.4 本章小结

第5章 挠曲装置和凿刀装置液压控制系统的设计

5.2挠曲装置控制系统设计

5.3凿刀装置控制系统的设计

5.4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录