铅酸蓄电池制造过程中的极板收板设备设计及应用研究

摘要

目前，新能源的研究在世界范围内处在一个高速发展的阶段。铅酸蓄电池凭借其高性价比、大容量等优势在新能源电池中占据着十分重要的地位。我国铅酸蓄电池生产设备相对落后，不能满足大规模生产的要求，因此对生产设备进行完善设计势在必行。本文针对铅酸蓄电池设备生产线中，存在的收板设备收板过程设计不当导致极板多次发生跌落的现象，提出了满足实际生产需求的解决方案。
　　1)通过对极板收板设备的设计准则和极板各种规格的参数分析了解，总结出生产输送过程中极板出现跌落问题的根本原因，并结合生产实践要求，提出了具有通用性的极板收板设备优化方案，阐述了优化方案的工作原理。
　　2)对极板设计样本进行建模，在SolidWorks中设置材料并与生产实践相结合得出极板质量，进而分析出收板设备的功率需求，为收板设备配备减速机。确定了收板设备的链传动结构及其相关参数，并对链传输中链条结构添加了支附板以满足其功能需求。针对收板设备因输送带选材不当引起的频繁停机换带问题，用同步带代替普通PU带，并对带传动进行了选型与布置。对物料平台进行了结构设计，并在安装平台上极板运动方向预留了调整槽。
　　3)基于模态分析理论，采用SolidWorks、ANSYS Workbench、Hypermesh联合仿真，在SolidWorks与Hypermesh中对收板设备工作台中影响不大的结构进行选择性删除和等比替换并进行高质量的网格划分;在Workbench中对收板设备工作台和主动轴进行模态分析，得到收板设备工作台的固有频率与振型图，确定了收板设备工作轴的可靠安装方式;并对主动轴进行模态分析得到了其固有频率与振型变化图，利用临界转速校核公式计算后，确保了主动轴在工作过程中不会产生共振。
　　4)针对同步带传动中存在的多边形效应，为了保证输送系统稳定性，使同步带结构更加紧凑。基于内点函数惩罚法理论，运用MATLAB软件对同步带的带中心距进行优化设计，确保收板设备最终设计结构的紧凑性和稳定性。将优化后的设计方案进行生产试验，验证优化设计的可行性及优化后收板设备的提升效果。

目录

声明

摘要

1引言

1．1课题背景和意义

1．2铅酸电池生产工艺简介

1．3课题研究现状

1．4研究内容

1．5技术路线

1．6本章小结

2极板收板设备整体方案设计

2．1原始结构改进

2．2平抛收板方案

2．3收板设备工作原理

2．4本章小结

3极板收板设备零部件设计与选型

3．1输送质量确定与减速机选择

3．1．1输送质量的确定

3．1．2减速机的选择

3．2链传动分析与设计

3．2．1链传动的多边形效应

3．2．2链传动设计

3．3输送系统布置方案设计

3．3．1同步带选型与布置

3．3．2同步带的最大初拉力与合宜初拉力的确定

3．4物料平台设计和布置

3．4．1物料平台的设计

3．4．2物料平台的布置

3．5本章小结

4极板收板设备工作台模态分析

4．1 ANSYS Workbench、Hypermesh联合仿真的理论基础

4．2模态分析理论

4．3三维模型简化和网格划分

4．4 Hypennesh与Workbench联合仿真

4．5本章小结

5极板收板设备输送系统优化与试验研究

5．1．2同步带传动的多边形效应

5．2同步带传动中心距优化设计

5．7．1优化设计理论基础

5．2．2中心距表达式的确定

5．2．3数学模型

5．2．4确立惩罚函数

5．2．5部分MATLAB主程序

5．2．6优化结果分析

5．3铅酸收板设备现场装机及试验验证

5．3．1现场装机

5．3．2现场试验与效果

5．4本章小结

6．1结论

6．2展望

参考文献

作者简历

致谢