一种基于仿真的辊压机用弧形辊弓高计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于仿真的辊压机用弧形辊弓高计算方法，其涉及弧形辊技术领域，本方法首先建立仿真模型，然后运用CAE软件对仿真模型进行网格划分，再对仿真模型施加边界条件，所述边界条件包括约束条件以及载荷条件；所述约束条件包括将上轴承座设置为固定约束，所述载荷条件包括由下轴承座施加向上的主缸力、施加整体模型重力加速度载荷；通过CAE软件处理监测极片被上/下轧辊辊压的辊压区域中的极片的变化数值，得到极片不同部位的极片上表面位移量Ds和极片下表面位移量Dx；本发明专利技术一种基于仿真的辊压机用弧形辊弓高计算方法指导弧形辊的设计加工，节省时间的同时降低成本，并且可以通过该方法得到不同厚度极片加工时的最优弓高，使产品辊压质量最优。使产品辊压质量最优。使产品辊压质量最优。

【技术实现步骤摘要】
一种基于仿真的辊压机用弧形辊弓高计算方法


[0001]本专利技术涉及弧形辊
，更具体地说，它涉及一种基于仿真的辊压机用弧形辊弓高计算方法。

技术介绍

[0002]锂电池辊压机是制作锂电池极片的重要设备，用于将正、负极片辊压到工艺要求的厚度，加大极片的压实密度从而增大电池容量，但是，在辊压过程中，极片在宽度方向上表现为中间厚边缘薄，严重影响极片的质量，从而出现不良品，造成原材料的大量浪费。
[0003]目前，常见的轧辊结构较为单一，通常是表面均匀的圆柱体，称为平辊，辊压机使用平辊辊压极片，得到的极片在宽度方向上表现为中间厚边缘薄，极差较大，极差值一般在6－20um，难于满足生产质量。
[0004]当极片加工精度要求较高时，选用弧形辊进行加工，但轧辊制作成本、维护成本高，每次都制作新的弧形辊辊或者准备有若干弧形辊进行实验，耗时长且成本较高。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于仿真的辊压机用弧形辊弓高计算方法，该方法指导弧形辊的设计加工，使产品辊压质量较优，节省时间的同时降低成本。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于仿真的辊压机用弧形辊弓高计算方法，包括以下步骤：
[0007]S1、建立仿真模型并进行网格划分，所述仿真模型包括用于极片辊压的上轧辊和下轧辊，所述上轧辊和/或下轧辊为弧形辊，所述弧形辊弓高为原始弓高；
[0008]S2、对仿真模型施加约束条件和载荷条件；所述约束条件包括将上轧辊设置为径向固定约束；所述载荷条件包括驱动下轧辊向上轧辊靠近的压力载荷；
[0009]S3、通过仿真软件模拟上/下轧辊辊压极片过程，并监测辊压前后极片的表面位移量，得到极片不同部位的极片上表面位移量Ds和极片下表面位移量Dx；
[0010]S4、计算得到极片各部位辊压后的变形量δ＝Dx－Ds，以及极片各部位辊压后的厚度T1＝T0－δ，其中，T0为极片的初始厚度；
[0011]S5、通过T1绘制极片厚度曲线，判定曲线形状，当曲线呈凸状时，增大原始弓高；当曲线呈凹状时，减小原始弓高；代入调整后的弧形辊弓高，重复步骤S1－S5，直至曲线中部趋于水平，此时弧形辊弓高符合加工要求。
[0012]通过采用上述技术方案，弧形辊通过监测仿真模型的数值变化以及计算极片辊压后各部位的厚度，再通过绘制曲线判断弧形辊是否符合加工要求。
[0013]进一步地，所述仿真软件为CAE软件。
[0014]进一步地，步骤S4后，计算极片厚度极差值Tj＝Tmax－Tmin，其中，Tmax、Tmin分别为极片各部位辊压后厚度T的最大值和最小值；判断极差值Tj是否在限定范围内若是则弓
高合格；若否则弓高不合格，需调整弧形辊弓高后重复进行步骤S1－S5。
[0015]通过采用上述技术方案，再一次通过极差值判断弧形辊是否符合加工要求，进行精度要求比对，使产品质量更优。
[0016]进一步地，步骤S4的寻优原则为，极片厚度极差值Tj越小，弓高越合适，可通过得到最小极差值进而获得弧形辊最优加工弓高值。
[0017]进一步地，所述仿真模型还包括分别设于上/下轧辊两端的轴承座，上/下轧辊通过轴承与轴承座活动连接。
[0018]进一步地，所述压力载荷为施加于下轴承座上、并可驱动下轴承座向上轴承座靠近的压力。
[0019]进一步地，所述仿真模型还包括与下轴承座连接、用于驱动下轴承座移动的主缸，所述压力载荷为主缸力。
[0020]进一步地，所述压力载荷还包括对整体模型施加竖直向下的重力加速度载荷。
[0021]进一步地，所述步骤S5，在坐标系中，以极片幅宽为横坐标，极片辊压后对应部位的厚度T1为纵坐标，绘制极片厚度曲线。
[0022]进一步地，所述弧形辊弓高≤100μm。
[0023]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0024]1、弧形辊通过监测仿真模型的数值变化以及计算极片辊压后各部位的厚度，再通过绘制极片各部位厚度曲线图判断弧形辊是否符合加工要求。
[0025]2、上平辊下弧辊便于拆卸维护，成本低；将上轧辊设置为径向固定约束，弧形辊无需弯缸力的作用，仅在主缸力的作用下，就能获得较好的极片质量。
[0026]3、CAE软件借助计算机分析计算，确保产品设计的合理性，减少设计成本；虚拟样机作用能预测产品在整个生命周期内的可靠性；采用优化设计，找出产品设计最佳方案，降低材料的消耗或成本；在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题；模拟各种试验方案，减少试验时间和经费。
[0027]4、弧形辊再通过计算极片辊压后的最大厚度与最小厚度之间的极差值判断弧形辊是否符合加工要求，并进行精度要求比对，使产品质量良率更高。
[0028]本专利技术指导弧形辊的设计加工，节省时间的同时降低成本，并且可以通过该方法得到不同厚度极片加工时的合格弓高和最优弓高，使产品辊压质量符合要求。
附图说明
[0029]图1为本专利技术仿真模型结构示意图；
[0030]图2为弧形辊截面图弓高示意图；
[0031]图3为弧形辊辊面仿形放大示意图；
[0032]图4为平辊辊压机应力云图；
[0033]图5为弧形辊辊压机应力云图；
[0034]图6为平辊与极片接触区域应力云图；
[0035]图7为弧形辊与极片接触区域应力云图；
[0036]图8为极片经平辊辊压后的厚度监测曲线图；
[0037]图9为极片经弓高为42um的上弧辊下平辊辊压后的厚度监测曲线图；
[0038]图10为极片经弓高为60um的上弧辊下平辊辊压后的厚度监测曲线图；
[0039]图11为极片经弓高为75um的上弧辊下平辊辊压后的厚度监测曲线图；
[0040]图12为极片经弓高为80um的上弧辊下平辊辊压后的厚度监测曲线图；
[0041]图13为极片经弓高为75um的上平辊下弧辊辊压后的厚度监测曲线图；
[0042]图14为极片经弓高为37.5um的上弧辊下弧辊辊压后的厚度监测曲线图；
[0043]图15为极片在不同轧辊辊压后的平均厚度与极差值统计表；
[0044]图16为极片辊压后厚度曲线凸状比对图；
[0045]图17为极片辊压后厚度曲线凹状比对图；
[0046]图18为极片辊压后厚度曲线水平直线比对图；
[0047]图19为极片监测数据表；
[0048]图中：1、上轴承座，2、下轴承座，3、上平辊，4、下弧辊，5，轴承，6、极片。
具体实施方式
[0049]以下结合附图1－18对本专利技术作进一步详细说明。
[0050]本专利技术提供了一种基于仿真的辊压机用弧形辊弓高计算方法，包括以下步骤：
[0051]S1、建立仿真模型并进行网格划分，所述仿真模型包括用于极片辊压的上轧辊和下轧辊，所述上轧辊和/或下轧辊为弧形辊，所述弧形辊弓高为原始弓高；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于仿真的辊压机用弧形辊弓高计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立仿真模型并进行网格划分，所述仿真模型包括用于极片辊压的上轧辊和下轧辊，所述上轧辊和/或下轧辊为弧形辊，所述弧形辊弓高为原始弓高；S2、对仿真模型施加约束条件和载荷条件；所述约束条件包括将上轧辊设置为径向固定约束；所述载荷条件包括驱动下轧辊向上轧辊靠近的压力载荷；S3、通过仿真软件模拟上/下轧辊辊压极片过程，并监测辊压前后极片的表面位移量，得到极片不同部位的极片上表面位移量Ds和极片下表面位移量Dx；S4、计算得到极片各部位辊压后的变形量δ＝Dx－Ds，以及极片各部位辊压后的厚度T1＝T0－δ，其中，T0为极片的初始厚度；S5、通过T1绘制极片厚度曲线，判定曲线形状，当曲线呈凸状时，增大原始弓高；当曲线呈凹状时，减小原始弓高；代入调整后的弧形辊弓高，重复步骤S1－S5，直至曲线中部趋于水平，此时弧形辊弓高符合加工要求。2.根据权利要求1所述的基于仿真的辊压机用弧形辊弓高计算方法，其特征在于，所述仿真软件为CAE软件。3.根据权利要求1所述的基于仿真的辊压机用弧形辊弓高计算方法，其特征在于，步骤S4后，计算极片厚度极差值Tj＝Tmax－Tmin，其中，Tmax、Tmin分别为极片各部位辊压后厚度T的最大值和最小值；判断极差...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹胜，刘文可，陈建平，卓世高，施乙伟，
申请(专利权)人：惠州市赢合科技有限公司，
类型：发明
国别省市：