无缝整体气瓶旋压技术

1、无缝整体气瓶旋压技术无缝整体气瓶典冇4种类型：钢制无缝气瓶、铝令金气瓶、疑合材料钢内胆气瓶复合材料铝内胆气瓶主要应用于呼吸气）BLCNG气瓶.中大型高压气体运输气瓶等领域【列用旋压的方法生产无缝整体气瓶是近些年才发展起來的新工艺。传统的气瓶制谴方法为冲爪瓶眉和瓶底，冉号禅坯或者卷焊瓶体焊接而成（如图所示）*制造工序复杂.成本髙，产品密封性及承压能力不理想。采用旋爪工艺生产CNG气瓶是生产CNG气粗的较好方法，从根本上消除了传统气瓶生产中焊缝的不连续、强度降低、脆裂和拉应力集中等缺陷，使气瓶的气密牲和耐压性能冇了犬邮提髙。用旋压工艺生产的气瓶以苴独右旳整体无缝的特点C占有极广阔的市场，并有完全取

2、代传统工艺方法所生产的气瓶的趋势厲列。图1-2传统焊接气瓶Fig.l-2Traditionalweldingcylinders气瓶旋压按加工工艺可分为两种类也正向旋压(正旋)和反向旋压(反旋)。正旋指材料的流动方向与旋轮的进给方向一致，反旋指材料的流动方向与旋轮的进给方向相反卩刃。如果需要的气瓶形状为开口端直径很小，或者缩颈屋过人，或者将其封闭，则必须采用无芯模的缩径旋压方法进行加匸。缩径旋压，是一种用于成形薄壁空心冋转零件的金属压力加工方法，实际加匸过程为把一简形空心零件加热到金属强度眾低、塑件眾佳时的温度，通过旋轮的不断摆动使管端慢慢收缩，经过多道次旋压完成成形【2。如图13所示的气瓶收口

3、和封底成形，其过程是将管形毛坯放在空心主紬中,需成形的管端伸出,并由液压夹紧装置夹紧,使用可回转的旋轮架使旋轮作约四分Z関周的旋转。成形堆从工件端口开始，从笫一道旋爪起就使缩径收丨I区域成形为所盂形状。而且第一道从工件端部开始做往复摆动.毎摆动一次作轴向进给，由于不断旋转压缩，管坯I丨部虫径逐步减小。对于气瓶的收口，、勺颈部直径达到要求后，用旋轮作平行于工件轴线旳移动，使颈部延长和旋光(见图l-3(b),对于封底成形，则使旋轮摆动不在颈部停止(见图l-3(c)o图13无芯模的气瓶缩庭Fig1-3Compressiveflowfoniiingofagascylinderwithoutamandr

4、el国内外众多学针对气瓶旋压进行了匸艺研究：文献38巫点阐述了钢质气瓶、铝合金气瓶的旋压成形工艺特点及其成形工艺规范;文献39通过对钢质无缝气瓶成形丁艺进行分析，确定了钢竹旋爪法工艺方案，同时对旋压道次和旋压工艺参数的确定做了介绍：文献41对铝合金气瓶封口成形工艺进行了实骏研究。本文所研究的CNG气瓶封底、收口加工后示意图如图14所示。图1-4CNG气瓶收11封底后小总图Fig.1-4SchematicdiagramoftheCNGcylindersaftershellnosingandbackcover随着经济全球化的不断发展,特别是中国经济彳I.会的持续快速发展.国际国内市场的能源需求不断

5、增长。石油作为工业和民用M主要的能源,正面临着前所未有的危机,再加上全球石油价格的不断攀升，能源需求与能源紧缺的矛厉止H益加剧，作为淸洁环保的人然气能源必将引领新的能源发展空间。气体能源作为替代品是我国能源政第的一个捷径和方向。气瓶作为一种气体储存容器,已广泛应用于工业、矿业、军事、医药、潜水、汽车等领域。CNG气瓶向大型、趙大型方向发展是壯界气瓶发展的必然趋势。从口前国际市场看，气瓶生产业屈于朝阳工业。随着气体工业的发展，气瓶的需求就也越來越大，气瓶行业也将随Z迅速发展。据统计国民生产总值每增加1%.气瓶需求量就增加1.5%,而国际市场每年大约以5%的速度递增。如果把液化仃油气瓶等焊接瓶汁篦

6、在内，全球年需求气瓶总就可达到5000万支。如此大规模的需求必将刺激气瓶生产业的空前发展42-49O冃前，中国L1经有16个沽洁汽车示范城市和地区，推广燃气汽车20多万辆,建立加气站700多座，每年可替代石油130万吨。“以气代油”将拉动国内市场对大型、超大型高压气瓶需求的迅速上升，车用CNG气瓶如图15所示。图1-5乍用CNG气瓶Figi-5CNGcylinderforvehide我国对大尺寸整体气瓶的需求最正在逐渐增大,而目前我国的生产能力远远不能满足对大尺寸整体气瓶的盂求，所以研究和生产大尺寸整体气瓶是我国旋压工艺发展重耍方向之一。虽然气瓶需求在不断上升，但国内相应气瓶&用旋压机

7、的研究却没有跟上步伐。有关气瓶收口和封底工艺、相关参数确定、旋轮参数和轨迹的研究时常见诸报端,而关于气瓶专用旋压机的报道却卜分少见,尤其针对钢制气瓶热旋压的机床鲜见报逍。II前在国外市场，研究旋压机比较成熟的有德国PRESSTEC公司、徳国WF公司、徳国LEIFELD公司,如图1（所示：美国MJC公司；西班分DENN公诃：日本NIHONSPINDLE公诃等虽然这些公司生产的设备水平都处于国际先进水平，但由于价格昂贤，订货周期长，几后期维修闲难、零部件的互换性差，使国内企业对其望而却步。图1-6徳国Leifeld的气瓶专用旋压机Fig.1-6ThespeaalspinningmachmeforCNGcylinders国内研制比较成熟的旋压机主要有青海重型机床公司生产的数控气瓶收11旋爪机SXK-275,沈阳中复科金爪力容器仃限公nJ研发的铝介金小空气瓶收口成形机，新兴铸管股份有限公司研制的高1E无缝气瓶专用收口机,四川泰泉科技有限公司生产的622数控滚轮式气瓶旋压成形机等。综合国内备气瓶旋压机，泮遍具有的问题冇：迫气控制系统不稳定，£轴转速无法提高,动作速度慢,生产效率低,产品表而质量差,尺寸精度低,夹爪存在打滑、抱死、短料夹不紧等缺陷，且只局限于小直径、冷旋压或者是铝介金材料,大直径、钢质热旋压机床仍主要依靠进口。促进高水平气瓶热旋压机国产化，成为一个亟待