1、废旧电池拆解机毕设说明书废旧电池拆解机毕设说明书(总30页)摘要电池作为一种常见的日用品深入到我们的生活。它的种类繁多，按照使用次数可以分为：一次性电池和充电电池。根据材料，可分为：锌锰电池、碱锰电池、锂电池、镍电池、燃料电池及太阳能电池等。根据用途可分为：一般电池、车载电池、手机电池等。本设计只针对7号电池.本设计为废旧电池拆解机，它可以一次性将7号电池的碳棒，内部物质，电池皮一次分开，它的工作流程简单，并是一次性对电池分解，每两秒钟分解一枚电池，效率较高，无污染，分解出的三种物质可以自动分开，并分别处理。然而7号电池作为一种结构较为复杂的东西，在没有人工的处理下，很难再将其进行更为细化的拆
2、分处理，本设计将电池也仅能拆分出三部分。这也是电池在拆分这个领域很难完成的一个技术难点。此次设计的重点在于效率的提高，和分解的成功率上。这两点的提高将能够很大程度上解决电池对环境的污染，和再回收利用。关键词：7号电池； 污染； 回收利用；AbstractBattery as a common commodity in-depth to our lives. Its a wide range, according to frequency of use can be divided into: single cells and rechargeable batteries. According
3、to materials, can be divided into: battery, alkaline manganese batteries, lithium battery, nickel battery, fuel cells and solar batteries. According to use can be divided into: general batteries, car batteries, cell phone batteries. This design is used batteries dismantling machine, it can be a one-
4、time battery to 7 carbon rod, the internal material, a separate battery skin, its work flow is simple and one-time battery decomposition, decomposition of a battery every two seconds, high efficiency, no pollution, decomposition of the three substances can be automatically separated and treated sepa
5、rately. However, the battery 7 as a more complex structure of things, in the absence of manual processing, it is difficult then a more detailed split of its processing, the design of the battery has only a three-part split. This is also the battery is difficult to split this field to complete a tech
6、nical difficulty. The design focuses on efficiency, and success rate of decomposition. These two points will be able to resolve much of the battery to improve the environmental pollution, and recycled. Key words: 7th battery; pollution; recycling;毕业设计（论文）任务书1摘要（中文）5（英文）6第一章 概述8电池拆解的意义8研究的现状及已有成果8针对现
7、状进行改进8第二章 文献综述9使用电池的概况9当前电池回收状况9针对现状进行改进9第三章 废旧电池拆解机的用途、规格、主要技术性能10 废旧电池拆解设备的用途10目标、规格、主要技术性能10第四章 废旧电池拆解机的方案分析与设计11 设备的功能原理分析11废旧电池拆解机的总体方案设计11主要技术参数的确定及校核16尺寸参数的确定16运动参数的确定21动力参数的确定及校核22结束语22参考文献33第一章 概述由于资源紧张和治理环境的需要，世界各国都对废电池的回收利用予以高度的重视，废电池的管理刻不容缓，如何使废电池资源化和无害化已迫在眉睫。面对日益增加的废旧电池，一些专家指出我国废电池潜在危害不
8、容忽视，急待引起全社会的广泛重视和关注。我国是电池生产和消费大国，废电池污染已成为迫切需要解决的重大环境问题。但面对大量的废旧电池，它的电池回收处理正面临着非常困难的局面。专家指出，这种困难缘于国内废旧电池处理行业还没有建立一套产业化、规模化运作模式，以及缺乏政策扶持。如果不能尽快采取措施制止这一污染蔓延，其后果要比“白色污染”严重得多。电池拆解的意义另一方面，如果能对这些废弃电池中各种物质进行有效回收再利用，这些废弃物又可变成一种新的资源来源，即减少了环境的污染程度，又增加了可利用资源的数量和品种。研究的现状及已有成果中国专利申请文件公开了一种回收处理混合废旧电池的方法及其专用焙烧炉，该方法
9、包括：（1）废旧电池的去包装放电处理；（2）电池破碎并洗去电池中的电解液；（3）水洗粉碎物、球磨、焙烧分离有机物、汞、镉和锌；（4）用筛分的方法分离电池外壳、铁质和铜质集流体；（5）筛下物用碱浸除铝和锌，再经焙烧后酸溶解，在使用化学沉淀、溶剂萃取方法分离酸溶液中的稀土元素、杂质、镍和铅元素。据称该方法工艺经济合理，效果良好，不需对混合废旧电池进行预先分类分拣。但是该方法及其设备，采用火法冶金和湿法冶金工艺，对大量的混合回收的废旧电池仅仅作杂烩式、不加区分的处理很难适应电极材料和结构日益更新的发展趋势，二处理回收效率和二次污染残留也难以进一步改善。针对现状进行改进针对现有技术的上述缺点，本设计的
10、目的是要提供一种废弃电池拆分工艺及系统，其具有如下优点：能适应和结构日益发展的趋势、能对混合搜集的常用废弃带你吃进行多级高效分解，且自动化程度高，为提高废旧电池深度回收的效率、改善二次污染残留奠基基础。第二章 文献综述使用电池的概况我国是电池生产和消费大国，电池年产量在140亿150亿枚。电池作为一种常见的日用品深入到我们的生活。它的种类繁多，按照使用次数可以分为：一次性电池和充电电池。根据材料，可分为：锌锰电池、碱锰电池、锂电池、镍电池、燃料电池及太阳能电池等。根据用途可分为：一般电池、车载电池、手机电池等。然而废旧电池也是一种很厉害的污染物。据中国电池工业协会统计：2006年我国生产电池总
11、量（不含铅酸电池）322亿只，其中国内市场消费量146亿只，折合重量达30余万吨。2006年铅酸蓄电池产量8500万千伏安时，耗用金属铅约170 万吨，产生废旧铅酸蓄电池约260万吨。这些电池作废以后如果得不到良好的处理，将对环境产生极大地危害。含汞、含镉、含铅的这类电池有很多可以回收利用的金属元素，如果能加以利用不仅起到了环保的作用，还节省了资源。我国干电池生产年消耗锌，约为年锌总产量的15%左右。另外有资料显示废电池中有用的资源可占到90%以上.。如果能加以利用，其资源价值十分可观。当前电池回收状况法律法规方面：我国有关政府管理部门对废电池问题非常重视。国家环保总局等9部委于1997年出台
12、的关于限制电池中含汞量的规定中要求：自2001年1月1日起，禁止在国内生产汞含量大于电池总重量%的电池；自2001年1月1日起，凡进入国内市场销售的国内、外电池产品（含与用电器配套的电池），在单体电池上均需标注汞含量（例如：“低汞”或“无汞”）字样，未标注汞含量的电池不准进入市场销售。自2002年起，禁止在国内经销汞含量大于%的电池。自2005年1月1日起，禁止在国内生产汞含量大于电池总重量%（1ppM）的碱锰电池；自2006年1月1日起，禁止在国内经销汞含量大于%的碱锰电池。 2003年国家环保总局等五部委颁布的废电池污染防治技术政策中要求：各级人民政府应制定鼓励性经济政策等措施，加快符合环
13、境保护要求的废电池分类收集、贮存、资源再生及处理处置体系和设施建设，推动废电池污染防治工作。同时规定：废一次电池的回收,应由回收责任单位审慎地开展。目前,在缺乏有效回收的技术经济条件下，不鼓励集中收集已达到国家低汞或无汞要求的废一次电池。目前电池处理的方法1.运往专门的有毒、有害垃圾填埋场这种做法不仅花费太大，而且还造成浪费。2.高温高压分解瑞士有两家专门加工利用旧电池的工厂，采取的方法是将旧电池磨碎，然后送往炉内加热，这时可提取挥发出的汞，温度更高时锌也蒸发，它同样是贵重金属。不过，热处理的方法花费较高，瑞士还规定向每位电池购买者收取少量废电池加工专用费3.人工拆解：我国有些地区采用人工拆解
14、来得到电池中的有用物质。这种方法对工人的健康又很大影响，所以不应提倡。 4.磁性低温分解 将废旧干电池放进一台体积为2立方米的机器内，利用地球磁场和低温，经过一天的时间可将电池完全分解成为灰渣，这台机器就是锅炉厂近日发明制造的废旧电池及废弃有机固化物分解装置。但此装置只能对电池进行无污染的销毁，并没有回收利用第三章 废旧电池拆解机的用途、规格、主要技术性能 废旧电池拆解设备的用途我所设计的电池拆解设备只针对7号电池的拆分A)将尺寸相同的电池上载到相同的传送带上。B)采用电池无损检测器，对传送带上的电池内部结构作实施测定。C)排列整齐后从各料仓出口输出。D)将从各料仓出口输出地排好的电池输出到废
15、弃电池破壳机，进行自动破壳。E)将破壳后得到的课题与电池的正极、负极、隔膜进行分离，归入相应的储槽。F)将各储槽中电极分贝进行处理。 图1 拆解装置流程图目标、规格、主要技术性能平均每两秒钟完成一次对一枚7号电池的拆解。将碳棒，电解质，电池皮基本分开，每天的总量在500kg上下。第四章 废旧电池拆解机的方案分析与设计 设备的功能原理分析根据7号电池结构的特性 如图所示图1在切除了电池的正极或负极之后，电池为中通的结构，如此结构可用冲压的方式推动电池轴向撞击分解装置，从而一次性将电池的碳棒，电解质，电池皮分离开来。但在电池撞击分解装置之前，首先接触分解装置的那一极（正极或负极均可）必须先被切开才
16、可，所以在冲压机构在推动电池的过程当中必须在中途有一次停顿，然后由切削机构将电池首先接触分解装置的那一极切开，即可以顺利分解。废旧电池拆解机的总体方案设计现在我们需要一个可以做间歇运动的曲柄滑块机构，以此带动冲压一般来说，传动方案的选择有如下原则(1) 综合利用各种类型的传动方式 通常，电气传动用作动力机的驱动和控制系统；机械传动是传动装置中支撑性的部件，用于传动比确定和精度要求较高的场合；液压传动不仅担负传动功能同时也用于实现工作机部分的执行机构；气动传动多用于辅助性的传动；磁力传动多用于有阻隔要求的场合。 (2) 功率是方案选择的重要因素 对于一些功率传动装置，在满足工作性能的前提下应选用
17、结构简单，初始费用低廉的方案；对于大功率传动系统，为了节能和降低成本，在选择方案时要着重考虑传动效率。 (3) 工作机的变速要求 若动力机本身的调速性能能够适应工作机的要求，可选直联方式或固定传动比的传动装置；若动力机调速特性不能满足要求，除非工作机要求无级变速，否则应优先采用有级变速传动；要求工作机与动力机同步时，应采用无滑动的传动装置。 (4) 标准化 应尽量选用专业厂家生产的标准部件或组件，同时应考虑所设计的产品在制造时的技术水平。 (5) 固定传动比传动 对于固定传动比的传动应优先采用机械式传动装置。 1) 采用尽量短的传动链。 2) 合理安传动机构顺序。连杆机构、凸轮机构等通常设置在
18、靠近工作机即低速的一端，摩擦传动、圆锥齿轮副等安排在高速端。 3) 合理分配传动比。单级传动比一般不要超过规定值级传动的各级传动比不要超过规定值；各级传动比的差值亦不要过大，最好是对传动比分配进行优化设计。 (6) 有级变速传动 变速比较频繁而且精度要求较高时宜采用直齿圆柱齿轮变速装置，如机床主轴箱、进给箱等；变速不频繁的可采用变换齿轮的变速装置，但变速须在停车时操作，难以自动控制功率的简单传动可用柔性传动带(链) 和塔轮装置实现，如自行车、台钻等机械力传动中用变极电动机可直接得到多级输出转速，输出特性是刚度较大；液压传动中可使用有级变速液压马达扩大传动系统的调速比。 (7) 无级变速传动 机
19、械、电力和流体传动等都可实现无级调速。 1) 机械式无级调速传动。应用广泛，有标准化或系列化的无级变速器，适合中功率传动，恒功率特性好。 2) 电力无级调速传动。功率范围大而且容易实现自动控制和遥控，响应速度很高，但恒功率特性差。 3) 液压无级调速传动。与电力调速相比，其尺寸、质量、转动惯量等都比较小，响应速度更高，但受管路长度的影响较大，另外，可能会有油液泄漏和噪声发生。 4) 气压无级调速传动。多用于小功率和防燃、防爆的场合。 (8) 按能量流动方向选择 1) 单流传动 结构相对简单、故应用广泛。但能量经过每个传动组件，所以各组件都要设计成较高的效率和较大的尺寸。 2) 分流传动 工作机
20、的执行组件较多且功率不大时，可采用一个动力机的分流传动，加普通车床。其中最大功率流的传动效率应设法尽量提高。 3) 汇流传动 工作机速度低而功率大时，可采用多动力机的汇流传动，以便减少产品的整体尺寸和质量。 4) 混流传动 可以获得良好的输出特性(效率，变矩系数，调速比等) 。混流传动以双流传动的应用较多。如轿车采用的液力-机械、机械-机械的双混流传动。 (9) 考虑特殊的传动要求 1) 起动 如起动时有负载，而负载转矩超过动力机起动转矩，那么必须在动力机与传动装置之间设置离合器(或液力偶合器) 。 2) 制动 要求急速停车或大转动惯量的机器应设置制动装置，通常安置在传动部分或工作机部分，有时
21、也需要在动力机部分制动。 3) 逆向 优先考虑利用动力机本身的反转功能，其次考虑在传动装置中设置反向机构。 4) 过载 载荷变化频繁、幅度较大，容易产生过载而工作机部分又无过载保护时，传动系统中应设过载保护装置。其安装位置应以能保护多数重要零部件不受损坏为原则。 5) 空档与空载 如果动力机不能适应工作机的起动、停车、变速等要求时，应在变速装置中设置空档；对于可能因空载而导致动力机升速甚至“飞车”的系统，应在动力机部分设置极限调速装置。所以我选取了由槽轮机构驱动曲柄滑块机构，便可实现间歇运动的冲压机构如图所示图2冲压机构推动电池间歇向前运动，在间歇期间由切削机构将电池的正极或负极切断。因此切削
22、机构也需要做间歇切削运动，并且和冲压机构基本形成交替间歇运动（冲压机构运动时切削机构停止且反之）。所以我选择用槽轮带动曲柄导杆机构，并且此槽轮主动轮与冲压机构中的槽轮主动轮为同轴同步运动，选择使用同轴是用来避免两套机构的运动误差随着时间愈来愈大。如图图3若如此做，切刀也需要做出简单的调整设计，因为在切刀向下切削后，由于冲压头的阻挡切刀无法正常返回原位来进行下一次的切削，故添加一个由拉力弹簧驱动复位的转动副，这样便可以使切刀在弯曲后回到初始位置，并在拉力弹簧作用下回复直立。如图图4然后是分解装置，切刀将电池的正或负极切除后，冲压头继续推动电池向前移动，便会接触到分解装置，分解装置是我设计的分解头
23、，结构图如下图5图中1中心通孔，2分离孔，3弧形刀刃。由图可知电池从左侧接触分解头后，碳棒由中心通孔走出，电池内部物质由分离孔流出，而电池皮经过弧形刀刃后被撑开并由弧形刀刃外侧脱落。这样电池的碳棒，内部物质，电池皮由此分开，被分别装在不同箱体内。而在所有这些之前，还需要很关键的一步，因为电池需要一枚一枚的被拆解，所以我们需要将集中在一起的电池（一箱杂乱放置的电池）分离开来，将电池一枚一枚的传送到冲压装置的电池冲压腔内，并且还要保持电池传送频率与冲压频率相吻合，为了让两者的时序配合误差不随时间的变化而增大，还要保持恒定，我们要将电池传送装置和冲压装置的槽轮同轴（即两者由同一台电动机驱动）。电池传
24、送装置简图如下图6图中电池槽与传送带相连接且同步运动，第一枚电池从传送带掉落到跷跷板上然后滚到跷跷板左侧，待第二枚电池掉落到翘翘板上时，将第一枚电池翘起，翘起后进入到前行腔轨道，最后进入到冲压腔内。如此往复，形成频率基本稳定的电池传送系统。优点在于电池槽，跷跷板，前行腔轨道，可以保持电池方向不变，且只进行滚动不发生滑动，最后以正确的状态进入冲压行腔。 驱动及减速部分是由电动机-小带轮-V带-大带轮-减速器顺序来完成。布局方案的确定结构及布局的方案确定有以下机电注意事项(1) 注意机械结构和功能结构的对应关系； (2) 防止遗漏那些实现局部功能的结构设计； (3) 实现结构设计的优化； (4)
25、掌握循序渐进和反复修改的关系； (5) 比前几个设计阶段更加重视工艺性； (6) 结构草图的繁简程度和取舍内容应以能够进行比较和评价为原则。整体布局方案图7 工作原理的三维建模图形主要技术参数的确定尺寸参数的确定连杆类机构尺寸确定7号电池的尺寸：高度h=44mm，正负极直径r=10mm。冲压行腔的腔内直径d=11mm。这样能够保持7号电池径向的固定作用。设计冲压头的行程s=200mm，所以可知曲柄的长度L1=s/2=100mm。连杆的长度设计为L2=240mm。如图所示图8此曲柄滑块机构由槽轮机构去动做间歇运动。 切削机构采用曲柄导杆机构。导杆的终端摆动弧度（rad）设计在30度。摆动弧长为
26、20。则导杆总长度为370mm。转动副在导杆的2/3处。如图所示图9此曲柄导杆机构由上述槽轮与其同轴转动的另一个槽轮驱动，做间歇回转运动。传送带部分尺寸确定传送带的传送方向与地面呈45度角。经测量传送带两卷筒的中心距为280mm，且传送带的带宽应稍长于7号电池的高度，带宽取长50mm。而卷筒直径r=40mm.规定每天处理电池的量=500kg，根据7号电池的平均重量，可得出处理一枚电池需要2秒钟时间。因此我设计卷筒的转速也为2秒钟一转。故在传送带上安装的每个电池槽的距离应为卷筒的直径长度，即s=80mm。V带部分尺寸确定传动功率取q=主动轴转速n1取1440r/min从动轴转速n2取360 r/
27、min传动比为i=4设计功率Pd=KAP 取KA=则Pd=则小带轮的基准直径为dd1=63mm大带轮的基准直径为dd2=idd1（1-）取=（）dd2=选取标准值dd2=250mm初定轴间距通过计算的方法确定（dd1+ dd2）a02（dd1+ dd2）219a0626取a0=450mmLd0=选取基准长度Ld0=1400mm实际轴间距a444mm单根V带传递的额定功率P1=传动比i1的额定功率增量P1=计算公式带速小带轮包角V带的根数确定参数小带轮包角修正系数K=带长修正系数KL=计算结果V=s=z=1单根V带的预紧力作用在轴上的力确定参数V带每米的长质量m=m计算结果= =则实际传动比为i
28、=则输出速度为n=min。卷筒尺寸的确定总卷绕圈数n总= H m/D0+n安+n固H扬程，11m；m滑轮倍率，6；D0卷筒直径，;n安安全圈数，； n固钢丝绳固定所需要的圈数，3则n总=116/(+322圈取节距t=29mm则L0=2229=38mm取L1=43 mm，L2=100 mm，L光=64 mm则L=2 L0+ L1+ L2+ L光=143mm卷筒壁厚的确定+10=126+10=8mm，取=10 mm如图所示图10滚筒轴的设计尺寸二级减速器齿轮部分尺寸的确定布置与结构结构形式 ConS=闭式齿轮1布置形式 ConS1=对称布置齿轮2布置形式 ConS2=对称布置齿轮3布置形式 ConS3=对称布置齿轮4布置形式 ConS4=对称布置减速器的总传动比 i=6，则设计分配到两组齿轮i1=i2=。齿轮精度齿轮1第组精度 JD11=7齿轮1第组精度 JD12=7齿轮1第组精度 JD13=7齿轮1齿厚上偏差 JDU1=F齿轮1齿厚下偏差 JDD1=L齿轮2第组精度 JD21=7
