阀控式铅酸电池用全自动丝网印刷装备

2022-11-07沈旭培

电池 2022年4期

沈旭培，袁将，李丹

(天能电池集团股份有限公司，浙江湖州 313100)

铅酸电池的出厂标识主要有两种方式：一种是标贴方式，采用不干胶标贴贴于电池表面，多用于富液式起动用铅酸电池；另一种是丝网印刷(丝印)方式[1]，采用油墨[2]印刷于电池表面，多用于贫液式阀控式铅酸(VRLA)电池。从电池的自身特征考虑，贫液式VRLA电池的散热效果不如富液式电池，若采用标贴方式，使用时，会因外壳温度偏高，导致标贴边缘翘起、表面褪色等现象，影响产品的市场形象。丝印方式的电池，油墨在外壳表面的附着力强，不会因外壳温度偏高而影响产品的外观品质，在市场一直保持着良好的口碑。

本文作者设计一种全自动丝印生产线，用自动化丝印工艺取代传统的手工丝印工艺，可较好地提高生产效率，提升电池外观品质。

1 全自动丝印生产线

VRLA电池的丝印标识或位于电池的正面，或位于顶面，或同时位于正面和顶面。传统的手工丝印方式采用木框定位丝印内容，在长时间使用过程中，木框会发生偏斜和磨损，导致丝印内容发生偏斜，影响电池外观品质。当电池的正面或顶面均要求丝印时，定位问题更突出，又需要增加手工翻转电池的步骤，提高了劳动强度。

全自动丝印生产线由两台丝印装置和一台电池翻转装置组成。电池丝印装置由丝印框架、丝印模块和运行轨道等重要部件组成(见图1)[3]。丝印框架主要由木框和含有丝印内容的丝网组成，丝印模块主要由气缸和刮板组成，通过气缸的往复运行来控制刮板的升降[4]。丝印框架固定在设备上，当电池流入丝印框架正下方时，定位夹紧，通过轨道上气缸的往复运行来推动丝印模块，完成电池丝印。气缸的一次往复运行为一个周期，可完成两只电池的丝印。

电池翻转装置由滚筒线、交流电动机(380 V，1.5 kW，无锡产)[5]和翻转总成等重要部件组成(见图2)。

图1 电池丝印装置Fig.1 Battery screen printing device

图2 电池翻转装置及翻转过程Fig.2 Battery turnover device and turnover process

电池完成第一面的丝印后，流入滚筒线，通过翻转总成翻转90°[6]，进入第二面丝印，步骤同上。电池全自动丝印工艺流程见图3。

图3 电池全自动丝印工艺流程Fig.3 Battery fully automatic screen printing process flow

2 实际应用效果

2.1 生产效率

据统计，6-EVF-110Q型VRLA电池(额定电压12 V，额定容量110 Ah，湖州产，外形尺寸为：长330 mm ×宽170 mm ×高216 mm，参考质量34.0 kg)正面和顶面均要求丝印出货。采用手工丝印，每只电池每面丝印时间约5 s，手工翻转电池时间约5 s，总耗时约15 s。采用全自动丝印，每只电池每面丝印时间约3 s，自动翻转时间约2 s，总耗时约8 s。与手工丝印相比，全自动丝印的速度提高约1倍。同理，6-EVF-230H型VRLA电池(额定电压12 V，额定容量230 Ah，湖州产，外形尺寸为：长520 mm×宽240 mm×高225 mm，参考质量66.0 kg)若采用手工丝印，每只电池每面丝印时间约7 s，手工翻转时间约8 s，总耗时约22 s。采用全自动丝印，每只电池总耗时同样约8 s，与手工丝印相比，全自动丝印的速度提高约1.75倍。此外，丝印的标签，外观整齐划一，可提升产品的外观品质。

2.2 经济效益

采用手工丝印，丝印工序需要2名员工，电池翻转工序需要1名员工，共计3名员工。按每名员工工资6～7 万元/a计算，共计18～21 万元/a。

采用全自动丝印，生产线的成本为12.50万元，用电器具总功率为4.5 kW。按照10 h/d的工作时间来计算，用电量为45 kW·h/d，按工业用电峰时、平时和谷时的平均电费计算，约为0.86元/kW·h，计38.70元/d，每年按320个工作日计算，合计电费为1.24万元/a。此外，设备保养费约为0.06 万元/a。

与手工丝印相比，采用全自动丝印，第一年的总成本约为13.80万元，降低4.20～7.20万元；其余年份的成本仅为电费和设备保养费，合计为1.30万元/a，成本降低16.70～19.70万元/a。