蓄電池極板自動包片設備的自動供隔板紙裝置設計*

林黨養(yǎng)，王海霞

(福建電力職業(yè)技術學院機電工程系，福建泉州 3620000)

1 引言

目前我國電瓶車被廣泛使用，這使得蓄電池組裝企業(yè)得到快速發(fā)展。但是蓄電池組裝生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)工藝流程基本一致。即鉛片經(jīng)稱量后按照重量進行分組;每片鉛片中間隔一層玻璃纖維隔板;將同組的鉛片焊接在一起裝入塑料殼體內(nèi)，然后將殼體內(nèi)不同組的鉛片橋焊在一起封蓋，加入配制好的稀硫酸;最后進行充電、包裝。其中包片工序是將具有絕緣性能的隔板紙對折起來形成可供極板容納的凹腔，然后再將蓄電池極板放入此凹腔內(nèi)，這樣即可完成極板的包片工序［1-4］。

蓄電池包片工序作業(yè)步驟如下:①工人取確定重量范圍內(nèi)的正負極板各若干片，放在座位前右側工作臺面上，有序堆放成幾堆;②再取用于隔離正負極板的具有絕緣性能的隔板紙一包，放在座位前左側工作臺面指定位置，取捆扎用橡皮筋一包，同樣放在座位前左側工作臺面上;③清理工作臺面粉塵與異物，使工作臺面保持無雜物、無積塵;④右手從負板堆中取一片負板，放在正前方工作臺面上;⑤用左手的拇指、食指從隔板紙中取隔板紙，輕拿隔板紙的正、反二面，正面向下，反面向上，疊放在上一塊負極板的上表面，隔板紙的中心線應與極板的中心線重合;⑥右手從正板堆中取一片正板，放在隔板紙中央，隔板紙的中心線應與極板的中心線基本重合，然后用右手將隔板折彎，以包住正極板，再用左手拇指壓住;⑦右手從負板堆中取一片負板，放在包住正極板的隔板紙上，同樣隔板紙的中心線應與極板的中心線基本重合;⑧根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格、工藝要求反復進行⑤、⑥、⑦步驟，直到一個集群包合完成;然后取橡皮筋在極群上橫向捆扎二道，將裝配完成的極群放入集群箱中。

手工作業(yè)包片工序完成效率隨工人的工作復雜程度、疲勞程度、情緒、工作環(huán)境的變化而變化，生產(chǎn)效率較低。另外，由于工人反復接觸極板，極板表面掉落的鉛塵將對其健康造成影響。同時在包片過程中粘在工人手上的正負極粉會轉移到隔板紙上，使隔板紙上的正負極粉易與隔板紙內(nèi)極板上的正負極粉混合在一起，造成極板上的正極粉或負極粉與隔板紙上的負極粉或正極粉相導通而自行放電，影響產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性。

基于上述情況，自主開發(fā)了自動包片設備，其裝配簡圖如圖1所示，主要包括供極板機構2、供隔板紙機構3、包片疊加機構4以及輸送機構;實現(xiàn)自動供極板、自動送隔板紙、自動包片疊加組裝功能。其中供隔板紙機構實現(xiàn)了自動送隔板紙功能，筆者主要介紹供隔紙板機構。

圖1 設備總裝配圖

2 供隔板紙裝置的結構設計

供隔板紙機構3的放大圖如圖2、3所示，供隔板紙機構3包括設于機架1上的供隔板紙臺面板30用于支撐滾卷隔板紙的滾軸座31。供隔板紙臺面板30設有前擋板300、后擋板301、翻轉裝置以及切割裝置。其中翻轉裝置包括定位壓板以及帶動定位壓板以其側邊為軸邊進行左右翻轉的翻轉驅動機構302。前擋板300上設有一光電感應器305如圖2所示，后擋板301設有隔板紙開口。定位壓板由左定位壓板303和右定位壓板304組成。左定位壓板303、右定位壓板304、前擋板300以及后擋板301圍成一隔板紙放置區(qū)域，圍成的面積和隔板紙的面積相同。

切割裝置包括可上下動作的切割刀、切割座以及將滾軸座31上的滾卷隔板紙引入到隔板紙放置區(qū)域內(nèi)的入口座32。切割刀位于入口座32和后擋板301之間。切割座包括用于安裝切割刀的橫桿330、分別固定連接在橫桿330兩端的兩導桿331、332、連接在兩導桿331、332之間的固定桿333以及固定于包片臺面板30上的兩導套334。兩導桿331、332分別套設于兩導套334中。固定桿333連接有帶動橫桿330做上下切割動作的切割氣缸335如圖1所示。

如圖2、3，入口座32包括相隔的兩立柱320、321設于兩立柱320、321之間的上下滾輪322、323。上滾輪322和下滾輪323之間形成隔板紙入口，下滾輪323固定套設于滾軸324上，滾軸324與一滾軸電機325傳動連接。下滾輪323包括相隔布置的左滾輪和右滾輪，左滾輪和右滾輪之間形成一滾輪溝槽326。上滾輪322位于滾輪溝槽326的正上方，并且上滾輪322的寬度和滾輪溝槽326的槽寬大體相同。上滾輪322位于滾輪溝槽326的正上方，使隔板紙進入隔板紙入口時，上滾輪322可抵觸于隔板紙中部，防止隔板紙左、右偏移，隔板紙更加平穩(wěn)地穿過入口座32進入隔板紙放置區(qū)域。

圖2 供隔板紙板機構

圖3 供紙板機構的另一個角度

3 供隔板紙裝置的工作原理

該裝置通過集成電路控制，實現(xiàn)自動切割隔板紙和自動送紙功能。具體原理如下。

(1)滾軸電機325帶動滾軸324轉動，隔板紙通過隔板紙入口進入隔板紙放置區(qū)域，當隔板紙覆蓋隔板紙放置區(qū)域后，即設于前擋板300上的光電感應器305感應到隔板紙時，滾軸電機325停止轉動，切割氣缸(圖1中335)帶動橫桿330做向下切割動作，切割動作完成后，翻轉驅動機構302動作，左定位壓板303和右定位壓板304相向翻轉，直到壓住隔板紙后，翻轉驅動機構302停止動作，即切割隔板紙完成。

(2)由圖1～3，吸盤器支撐座51沿水平導桿50向左滑動，停于隔板紙放置區(qū)域正上方，這時翻轉驅動機構302動作，左定位壓板303和右定位壓板304相反翻轉，直到打開隔板紙后，翻轉驅動機構302停止動作，吸盤器52下降，吸盤器上的吸盤頭520吸取隔板紙，然后吸盤器52回位，吸盤器支撐座51沿水平導桿50向右滑動，停于包片開口正上方，吸盤器52下降，把隔板紙放于極群放置板上，然后吸盤器52回位，即隔板紙放置完成。

4 結語

自動供隔板紙裝置備實現(xiàn)了自動切割隔板紙和自動送隔板紙，整個操作過程通過自動化集成控制實現(xiàn)，提高了包片效率，自動化程度高。操作工人接觸隔板紙機會少，克服了因工人頻繁接觸隔板紙所導致的，隔板紙上的正負極粉易與隔板紙內(nèi)極板上的正負極粉混合在一起導通并自行放電，影響產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性的問題。

［1］ 金玫華，劉 弢，張 鵬，等.湖州市蓄電池組裝企業(yè)職業(yè)性鉛危害現(xiàn)狀研究［J］.中國農(nóng)村衛(wèi)生事業(yè)管理，2011，31(10):1067-1069.

［2］ 陳自強，唐琴芳，潘 志，等.職業(yè)性鉛接觸者血鉛劑量-反應關系［J］.中華勞動衛(wèi)生職業(yè)病雜志，1996(4):27-27.

［3］ 盛紅艷.2004～2008年某蓄電池生產(chǎn)企業(yè)鉛職業(yè)危害調(diào)查［J］.職業(yè)衛(wèi)生與病傷，2009，24(3):178-180.

［4］ 劉 璐，孫寶林.職業(yè)鉛中毒調(diào)查分析［J］.中國安全生產(chǎn)科學技術，2008，4(4):157-160.