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本课题针对国内外锂电行业形势和发展的弊端及需求,开发适合我国国情的锂离子电池全自动卷绕机的核心机构。该机无论在生产规模上,生产率,还是在卷出的产品质量上都会达到国内先进水平。将在未来的3~5年内占据中国电池卷绕设备市场的主导。 机构具有三工位,两个卷绕头的特殊结构。卷绕工位完成电芯的基本卷绕成型;收尾工位负责将切断后的隔膜贴胶带后,剩余的部分卷进电芯;抽针卸料工位是通过两个气缸驱动机构抽针,利用气爪将卷绕成型的电芯取下,放到传送带上。后卷绕头采用行星带轮传动,以实现卷针轴高速运转,保证运动的可靠性,降低机器噪音。每换位一次,便生产出一个电芯,生产效率可以达到2~3s/p,这在国产设备中是处于领先水平。三根空心轴套合,节省了空间,减少了质量。采用错位抽针,避免了抽针时隔膜带出的情况,使产品的一致性得到保证。 设计机构构型并在SOLIDWORKS中建立整机的3D模型,观察各部分协调运动的情况,是否有干涉现象。将模型导入ADAMS中仿真,简化模型,添加约束和力,测量分析仿真得到的参数数据。对齿轮传动进行多目标模糊可靠性优化,将由齿轮齿面间的摩擦考虑到齿面接触强度和齿根弯曲强度计算中,作为优化的约束条件。利用ANSYS有限元分析软件建立支座和卷针的有限元模型,并且根据实际的工作情况,分析他们的强度和刚度。