【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電解銅箔設(shè)備制造領(lǐng)域，具體是一種電解銅箔生產(chǎn)用直徑大于3000mm的陰極輥。
技術(shù)介紹
1、電解銅箔作為電子工業(yè)的基礎(chǔ)材料之一，主要用于制造印刷線路板(pcb)，覆銅板(ccl)、鋰離子電池、儲能蓄電池等。電解銅箔通過電解法生成，在外加直流電場的作用下，生箔機(jī)陽極槽內(nèi)的電解液中的銅離子連續(xù)電沉積到勻速轉(zhuǎn)動的陰極輥表面，沉積到一定厚度，經(jīng)過剝離、表面處理、收卷，連續(xù)生產(chǎn)出電解銅箔。
2、陰極輥?zhàn)鳛殡娊忏~箔生成的載體，是兩端帶軸中間為圓柱的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，主要由內(nèi)部支撐強(qiáng)度的鋼材料、導(dǎo)電所用的銅材料及外部防腐和生箔的鈦材料組成，其直徑越大、幅寬越長，參與電解生箔的面積越多，生產(chǎn)效率越高。作為電解銅箔生產(chǎn)的核心設(shè)備，陰極輥規(guī)格尺寸、導(dǎo)電能力、晶粒大小，都涉及到銅箔的生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品質(zhì)量，一直以來都是銅箔企業(yè)關(guān)注的核心和焦點(diǎn)。經(jīng)過30多年的發(fā)展，陰極輥的直徑從1500mm提高到現(xiàn)在的3600mm，陰極輥的生箔效率大幅提升。但是隨著陰極輥的直徑越來越大，帶來陰極輥的重量翻倍增加，導(dǎo)致陰極輥在制造和使用過程中出現(xiàn)多種問題：陰極輥在制造時不同工序間的起吊、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)運(yùn)、運(yùn)輸?shù)入y度增加；陰極輥表面車削、拋磨時不能采用較高的轉(zhuǎn)速加工，影響表面加工質(zhì)量和加工效率，降低了所生產(chǎn)銅箔的光面品質(zhì)；陰極輥在電解生箔時需要采用更大功率的電機(jī)驅(qū)動，造成生箔機(jī)的陰極輥驅(qū)動系統(tǒng)占用太多空間，影響陰極輥的均勻轉(zhuǎn)動生箔，造成所生產(chǎn)銅箔的關(guān)鍵指標(biāo)面密度超差；對生箔機(jī)的陰極輥支撐結(jié)構(gòu)、地基、存放樓層承重提出了更嚴(yán)格要求，增加了不必要的銅箔生產(chǎn)成
3、在公告號為cn?101928978?b的專利技術(shù)專利中公開了一種電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒，包括外筒和內(nèi)筒，內(nèi)筒采用鋁合金制成，并在內(nèi)筒內(nèi)表面分布有網(wǎng)狀的導(dǎo)電板，實(shí)現(xiàn)大通電量下內(nèi)筒不過熱、抑制了熱點(diǎn)的產(chǎn)生，提高了電解用旋轉(zhuǎn)陰極輥滾筒的接觸正應(yīng)力、整體剛性和散熱性能。該專利主要利用鋁合金的熱膨脹率高、導(dǎo)電性良好特性，使內(nèi)外筒的接合部在工作時正壓力增大，抑制熱點(diǎn)的產(chǎn)生，未用于解決大直徑陰極輥輕量化問題，也沒有解決鋁合金陰極輥整體結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電滿足生箔要求的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決陰極輥的直徑越來越大而帶來的重量越重，使陰極輥在制造和電解生箔中的起吊、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)運(yùn)、運(yùn)輸過程中影響表面加工質(zhì)量和加工效率的不足，本專利技術(shù)提出了一種電解銅箔生產(chǎn)用輕量化大直徑陰極輥。
2、本專利技術(shù)包括鋁合金軸、兩個鈦套、兩個鈦?zhàn)o(hù)套、兩個鈦板、兩個側(cè)導(dǎo)電鋁板、鋁合金制成的支撐筒和中心導(dǎo)電鋁板。其中，所述支撐筒套裝在該鋁合金軸上；所述兩個側(cè)導(dǎo)電鋁板分別套裝在鋁合金軸上；使各側(cè)導(dǎo)電鋁板的外圓周表面分別與所述支撐筒兩端的內(nèi)圓周表面貼合。兩個鈦套分別套裝在該鋁合金軸的表面，并分別位于所述兩個側(cè)導(dǎo)電鋁板的外側(cè)，使各側(cè)導(dǎo)電鋁板的端面分別與所在位置處的側(cè)導(dǎo)電鋁板的端面貼合。兩個鈦板分別套裝在所述鈦套的外圓周表面上并位于各側(cè)導(dǎo)電鋁板的外端面一側(cè)；通過鈦螺栓配重棒將各鈦板分別與所在位置處的側(cè)導(dǎo)電鋁板固連。兩個鈦?zhàn)o(hù)套分別套裝在鈦套的外圓周表面上，分處于鈦板的外側(cè)，并使該鈦?zhàn)o(hù)套的內(nèi)端面與所在位置的鈦板的外端面貼合。鈦?zhàn)o(hù)套外端與鈦套外圓面焊接，鈦?zhàn)o(hù)套和鈦套內(nèi)端分別與鈦板焊接。
3、所述中心導(dǎo)電鋁板位于所述支撐筒內(nèi)，套裝在該鋁合金軸1的外圓周表面上；該中心導(dǎo)電鋁板處于所述支撐筒軸向?qū)ΨQ面處。
4、所述支撐筒內(nèi)壁表面均布有導(dǎo)電路徑；該導(dǎo)電路徑由兩個側(cè)導(dǎo)電鋁板、一個中心導(dǎo)電鋁板、多個環(huán)形筋和多個軸向筋組成；所述各環(huán)形筋在該支撐筒的內(nèi)圓周表面沿軸向排布，并使各相鄰兩個環(huán)形筋之間的中心距為600mm；所述各軸向筋該支撐筒的內(nèi)圓周表面沿周向排布，并使各相鄰軸向筋之間的夾角為15°；通過所述環(huán)形筋與軸向筋之間的垂直相交形成導(dǎo)電路徑的網(wǎng)格；各軸向筋的兩端的分別與所在端的側(cè)導(dǎo)電鋁板5固連；
5、組成所述導(dǎo)電路徑的各鋁合金材料在溫度為20℃～70℃時，電導(dǎo)率＞40％iacs、電阻率＜0.04ω·mm2/m。
6、所述中心導(dǎo)電鋁板兩端表面分別有圓筒凸臺，以增大該中心導(dǎo)電鋁板的導(dǎo)電面積；該凸臺的軸向高度為10mm、凸臺外徑為1300mm；所述中心導(dǎo)電鋁板位于該支撐筒內(nèi)，并處于該中心導(dǎo)電鋁板軸向?qū)ΨQ面處；中心導(dǎo)電鋁板與位于該支撐筒兩端的側(cè)導(dǎo)電鋁板之間的距離均為600mm。中心導(dǎo)電鋁板內(nèi)圓周表面與鋁合金軸的圓周表面固連；該中心導(dǎo)電鋁板的外圓周表面與支撐筒內(nèi)表面固連。
7、所述鋁合金軸的小直徑段的截面積＞該鋁合金軸導(dǎo)電所需的最小截面積s1，通過(2)確定所述最小截面積s1
8、s1＝i/2(k1·j)???????????????????????????????(2)
9、式中：s1是鋁合金軸導(dǎo)電所需的最小導(dǎo)電截面積，單位為mm2；i是陰極輥的設(shè)計(jì)總電流，單位a；k1是截面導(dǎo)電修正系數(shù)，取值為1～1.5；j是鋁合金的電流密度，單位a/mm2。
10、所述設(shè)計(jì)總電流i通過公式(1)計(jì)算：
11、i＝1/2·k·s·j?????????????????????????????????????(1)
12、式中：i是陰極輥的設(shè)計(jì)總電流，單位a；k是陰極輥的設(shè)計(jì)總電流修正系數(shù)，取值為1～2；s是所設(shè)計(jì)的陰極輥鈦筒外圓面積，單位mm2；j是鈦筒材料的電流密度，單位a/mm2。
13、通過公式(3-1)確定所述側(cè)導(dǎo)電鋁板與支撐筒的最小接觸導(dǎo)電面積s′n：
14、s′n?＝i/[(n+m)·k2·j]??????????????????????????????????(3-1)
15、通過公式(3-2)確定所述側(cè)導(dǎo)電鋁板與鋁合金軸的最小接觸導(dǎo)電面積s″n：
16、s″n?＝i/[(n+m)·k2·j]???????????????????????????????????????(3-2)
17、式中：s′n是側(cè)導(dǎo)電鋁板與支撐筒的最小接觸導(dǎo)電面積，單位mm2；s″n是側(cè)導(dǎo)電鋁板與鋁合金軸的最小接觸導(dǎo)電面積，單位mm2；i是陰極輥的設(shè)計(jì)總電流，單位a；n是為陰極輥包含的側(cè)導(dǎo)電鋁板總數(shù)量；m是為陰極輥包含的中心導(dǎo)電鋁板總數(shù)量；k2是接觸導(dǎo)電修正系數(shù)，取值為0.5～1；j是鋁合金的電流密度，單位a/mm2。
18、通過公式(4)確定所述陰極輥包含的側(cè)導(dǎo)電鋁板的最小導(dǎo)電截面積sn：
19、sn＝i/[(n+m)·k1·j]???????????????????????????????????????????????(4)
20、式中：sn是側(cè)導(dǎo)電鋁板最小導(dǎo)電截面積，單位mm2；i是陰極輥的設(shè)計(jì)總電流，單位a；n是為陰極輥包含的側(cè)導(dǎo)電鋁板總數(shù)量；m是為陰極輥包含的中心導(dǎo)電鋁板總數(shù)量；k1是截面導(dǎo)電修正系數(shù)，截面導(dǎo)電取值為1～1.5；j是鋁合金的電流密度，單位a/mm2。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種電解銅箔生產(chǎn)用大直徑陰極輥，其特征在于，包括鋁合金軸(1)、兩個鈦套(2)、兩個鈦?zhàn)o(hù)套(3)、兩個鈦板(4)、兩個側(cè)導(dǎo)電鋁板(5)、鋁合金制成的支撐筒(9)和中心導(dǎo)電鋁板(10)；其中，所述支撐筒(9)套裝在該鋁合金軸(1)上；所述兩個側(cè)導(dǎo)電鋁板(5)分別套裝在鋁合金軸(1)上；使各側(cè)導(dǎo)電鋁板的外圓周表面分別與所述支撐筒(9)兩端的內(nèi)圓周表面貼合；兩個鈦套(2)分別套裝在該鋁合金軸(1)的表面，并分別位于所述兩個側(cè)導(dǎo)電鋁板(5)的外側(cè)，使各側(cè)導(dǎo)電鋁板的端面分別與所在位置處的側(cè)導(dǎo)電鋁板的端面貼合；兩個鈦板(4)分別套裝在所述鈦套的外圓周表面上并位于各側(cè)導(dǎo)電鋁板(5)的外端面一側(cè)；通過鈦螺栓配重棒7將各鈦板(4)分別與所在位置處的側(cè)導(dǎo)電鋁板(5)固連；兩個鈦?zhàn)o(hù)套(3)分別套裝在鈦套(2)的外圓周表面上，分處于鈦板(4)的外側(cè)，并使該鈦?zhàn)o(hù)套(3)的內(nèi)端面與所在位置的鈦板(4)的外端面貼合；鈦?zhàn)o(hù)套(3)外端與鈦套外圓面焊接，鈦?zhàn)o(hù)套和鈦套內(nèi)端分別與鈦板焊接；
2.如權(quán)利要求1所述電解銅箔生產(chǎn)用大直徑陰極輥，其特征在于，所述陰極輥的支撐筒內(nèi)壁表面均布有導(dǎo)電路徑；該導(dǎo)電路徑
3.如權(quán)利要求1所述電解銅箔生產(chǎn)用大直徑陰極輥，其特征在于，所述中心導(dǎo)電鋁板兩端表面分別有圓筒凸臺，以增大該中心導(dǎo)電鋁板的導(dǎo)電面積；該凸臺的軸向高度為10mm、凸臺外徑為1300mm；所述中心導(dǎo)電鋁板位于該支撐筒內(nèi)，并處于該中心導(dǎo)電鋁板軸向?qū)ΨQ面處；中心導(dǎo)電鋁板與位于該支撐筒兩端的側(cè)導(dǎo)電鋁板之間的距離均為600mm；中心導(dǎo)電鋁板內(nèi)圓周表面與鋁合金軸的圓周表面固連；該中心導(dǎo)電鋁板的外圓周表面與支撐筒內(nèi)表面固連。
4.如權(quán)利要求1所述電解銅箔生產(chǎn)用大直徑陰極輥，其特征在于，所述鋁合金軸的小直徑段的截面積＞該鋁合金軸導(dǎo)電所需的最小截面積S1，通過(2)確定所述最小截面積S1
5.如權(quán)利要求4所述電解銅箔生產(chǎn)用大直徑陰極輥，其特征在于，所述設(shè)計(jì)總電流I通過公式(1)計(jì)算：
6.如權(quán)利要求1所述電解銅箔生產(chǎn)用大直徑陰極輥，其特征在于，通過公式(3-1)確定所述側(cè)導(dǎo)電鋁板與支撐筒的最小接觸導(dǎo)電面積S′n：
7.如權(quán)利要求1所述電解銅箔生產(chǎn)用大直徑陰極輥，其特征在于，通過公式(4)確定所述陰極輥包含的側(cè)導(dǎo)電鋁板的最小導(dǎo)電截面積Sn：
8.如權(quán)利要求1所述電解銅箔生產(chǎn)用大直徑陰極輥，其特征在于，通過公式(5)確定所述陰極輥包含的支撐筒最小導(dǎo)電截面積S2：
9.如權(quán)利要求1所述電解銅箔生產(chǎn)用大直徑陰極輥，其特征在于，通過公式(6-1)確定所述中心導(dǎo)電鋁板與支撐筒的最小接觸導(dǎo)電面積S′m：
10.如權(quán)利要求1所述電解銅箔生產(chǎn)用大直徑陰極輥，其特征在于，通過公式(7)確定陰極輥的中心導(dǎo)電鋁板的最小導(dǎo)電截面積Sm：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種電解銅箔生產(chǎn)用大直徑陰極輥，其特征在于，包括鋁合金軸(1)、兩個鈦套(2)、兩個鈦?zhàn)o(hù)套(3)、兩個鈦板(4)、兩個側(cè)導(dǎo)電鋁板(5)、鋁合金制成的支撐筒(9)和中心導(dǎo)電鋁板(10)；其中，所述支撐筒(9)套裝在該鋁合金軸(1)上；所述兩個側(cè)導(dǎo)電鋁板(5)分別套裝在鋁合金軸(1)上；使各側(cè)導(dǎo)電鋁板的外圓周表面分別與所述支撐筒(9)兩端的內(nèi)圓周表面貼合；兩個鈦套(2)分別套裝在該鋁合金軸(1)的表面，并分別位于所述兩個側(cè)導(dǎo)電鋁板(5)的外側(cè)，使各側(cè)導(dǎo)電鋁板的端面分別與所在位置處的側(cè)導(dǎo)電鋁板的端面貼合；兩個鈦板(4)分別套裝在所述鈦套的外圓周表面上并位于各側(cè)導(dǎo)電鋁板(5)的外端面一側(cè)；通過鈦螺栓配重棒7將各鈦板(4)分別與所在位置處的側(cè)導(dǎo)電鋁板(5)固連；兩個鈦?zhàn)o(hù)套(3)分別套裝在鈦套(2)的外圓周表面上，分處于鈦板(4)的外側(cè)，并使該鈦?zhàn)o(hù)套(3)的內(nèi)端面與所在位置的鈦板(4)的外端面貼合；鈦?zhàn)o(hù)套(3)外端與鈦套外圓面焊接，鈦?zhàn)o(hù)套和鈦套內(nèi)端分別與鈦板焊接；
2.如權(quán)利要求1所述電解銅箔生產(chǎn)用大直徑陰極輥，其特征在于，所述陰極輥的支撐筒內(nèi)壁表面均布有導(dǎo)電路徑；該導(dǎo)電路徑由兩個側(cè)導(dǎo)電鋁板(5)、一個中心導(dǎo)電鋁板(10)、多個環(huán)形筋(11)和多個軸向筋(14)組成；所述各環(huán)形筋在該支撐筒的內(nèi)圓周表面沿軸向排布，并使各相鄰兩個環(huán)形筋之間的中心距為600mm；所述各軸向筋該支撐筒的內(nèi)圓周表面沿周向排布，并使各相鄰軸向筋之間的夾角為15°；通過所述環(huán)形筋與軸向筋之間的垂直相交形成導(dǎo)電路徑的網(wǎng)格；各軸向筋的兩端的分別與所在端的側(cè)導(dǎo)電鋁板(5)固連；
3.如權(quán)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李學(xué)雷，蔡瑞，楊東海，王向明，田俍媛，劉秦蕊，韓學(xué)靈，路磊昌，張一博，
申請(專利權(quán))人：西安航天新能源裝備科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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