CN105299438B - 一种金属内衬复合环形气瓶的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属内衬复合环形气瓶的制造方法，所述复合环形气瓶包括：接管嘴、纤维层、金属内衬，所述纤维层缠绕在所述金属内衬上，所述制造方法包括：冲压形成环形的金属内衬；在环形的金属内衬上开设开口，在所述开口上焊接所述接管嘴；将所述纤维层缠绕在环形的金属内衬上，形成金属内衬复合环形气瓶；对金属内衬复合环形气瓶进行固化处理。本发明解决了现有技术金属内衬复合环形气瓶整体强度不高的技术问题，达到了提高金属内衬复合环形气瓶的整体强度的技术效果。

Description

一种金属内衬复合环形气瓶的制造方法

技术领域

本发明涉及金属制造技术领域，特别涉及一种金属内衬复合环形气瓶的制造方法。

背景技术

在航空航天及军事武器系统中，环形气瓶是非常重要的部件。环形气瓶在使用时，利用弹头结构空间，保证气瓶不会因容器内物质的减少而引起质心偏移，相对于传统的球形气瓶、柱形气瓶有较大的优势，因此环形气瓶得到了广泛的应用。航空航天军事系统中环形气瓶为高压气瓶，对质量轻、疲劳寿命和密封性能及可靠性能都有较高的要求；而金属环形气瓶普遍存在质量大、制造成本高、生产周期长、稳定性差等，更严重的是金属环形气瓶若爆破可能产生具有很大杀伤力的碎片。

金属内衬复合环形气瓶质量较轻及使用安全，克服了金属环形气瓶的缺点，但是由于环形气瓶结构的特殊性，金属内衬复合环形气瓶的接管嘴处强度低，纤维层易架空，环形内外侧强度相差较大，导致其整体强度不高。

发明内容

本发明提供一种金属内衬复合环形气瓶的制造方法，解决了现有技术金属内衬复合环形气瓶整体强度不高的技术问题，达到了提高金属内衬复合环形气瓶的整体强度的技术效果。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种金属内衬复合环形气瓶的制造方法，所述复合环形气瓶包括：接管嘴、纤维层、金属内衬，所述纤维层缠绕在所述金属内衬上，所述制造方法包括：冲压形成环形的金属内衬；在环形的金属内衬上开设开口，在所述开口上焊接所述接管嘴；将所述纤维层缠绕在环形的金属内衬上，形成金属内衬复合环形气瓶；对金属内衬复合环形气瓶进行固化处理。

优选的，将所述纤维层缠绕在环形的金属内衬上，具体为：所述纤维层在环形的金属内衬上的缠绕方式为螺旋缠绕，缠绕层数为8～14层，环向层数为0～4层。

优选的，在将所述纤维层缠绕在环形的金属内衬上中，还包括：对接管嘴进行补强；在复合材料上开设一通孔，所述接管嘴穿过所述通孔，使所述复合材料套设在所述接管嘴上并粘覆在所述开口的外侧，以一定的张力将单根纤维缠绕在所述复合材料上，以固定所述复合材料。

优选的，所述对接管嘴进行补强具体是在所述纤维层在所述金属内衬上的缠绕层数为奇数层时进行。

优选的，在将所述纤维层缠绕在环形的金属内衬上中，还包括：对架空部进行补强；取一段芳纶纤维，剪成补强片，将所述补强片顺着纤维层缠绕的方向贴覆在所述架空部上；其中，所述架空部为所述纤维层在所述开口周围缠绕在金属内衬时，为绕开所述接管嘴，在所述金属内衬上具有的未缠绕所述纤维层的位置。

优选的，所述对架空部进行补强具体是在所述纤维层在所述金属内衬上的缠绕层数为奇数层时进行。

优选的，在将所述纤维层缠绕在环形的金属内衬上中，还包括：对外圆周方向进行补强；在环形的金属内衬外圆周上沿着周向方向均匀缠绕芳纶纤维15±10圈，其中，对外圆周方向进行补强的宽度为在金属内衬外圆周上，沿所述金属内衬的轴向方向上取宽度20mm～50mm。

优选的，所述对外圆周方向进行补强具体是在所述纤维层在所述金属内衬上的缠绕层数为奇数层时进行。

优选的，在将所述纤维层缠绕在环形的金属内衬上中，还包括：对环向进行补强，在环形的金属内衬环形方向上均匀缠绕芳纶纤维2～6层，缠绕进给量为1～4mm。

优选的，所述对环向进行补强具体是在所述纤维层在所述金属内衬上的缠绕层数为奇数层时进行。

本申请有益效果如下：

本发明提供的一种金属内衬复合环形气瓶，通过对所述金属内衬复合环形气瓶的补强，均在所述纤维层在所述金属内衬上的缠绕层数为奇数层时进行，纤维层缠绕与补强层均匀交错，提高了所述金属内衬复合环形气瓶的疲劳次数大于500次、爆破压力大于90Mpa。本发明解决了现有技术金属内衬复合环形气瓶整体强度不高的技术问题，达到了提高金属内衬复合环形气瓶的整体强度的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本申请一较佳实施方式金属内衬复合环形气瓶的制造方法的流程图；

图2为本申请实施例中金属内衬复合环形气瓶的结构示意图；

图3为本申请实施例中金属内衬复合环形气瓶的剖视图；

1-金属内衬，11-开口，12-架空部，2-接管嘴，3-纤维层。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种金属内衬复合环形气瓶的制造方法，解决了现有技术金属内衬复合环形气瓶整体强度不高的技术问题，达到了提高金属内衬复合环形气瓶的整体强度的技术效果。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

本申请提供的一种金属内衬复合环形气瓶的的制造方法，所述复合环形气瓶包括：接管嘴、纤维层、金属内衬，所述纤维层缠绕在所述金属内衬上，请参阅图1，具体步骤包括:

步骤100，冲压形成环形的金属内衬。

其中，所述步骤100中，冲压形成环形的金属内衬具体为将金属板冲压形成两个金属半环，并将所述两个金属半环焊接形成封闭的环形金属内衬。

步骤200，在环形的金属内衬上开设开口，在所述开口上焊接所述接管嘴。

其中，所述步骤200中在环形的金属内衬上开设开口，在所述开口上焊接所述接管嘴，以供进气或出气。

步骤300，将所述纤维层缠绕在环形的金属内衬上，形成金属内衬复合环形气瓶。

其中，步骤300中具体为所述纤维层在环形的金属内衬上的缠绕方式为螺旋缠绕，缠绕层数为8～14层，环向层数为0～4层。所述螺旋缠绕的交点包括4交点、5交点、6交点、7交点、8交点；其中缠绕的单数交点层与双数交点层交替缠绕，并均匀分布。

在所述步骤300中还包括对接管嘴进行补强；所述对接管嘴进行补强具体为在复合材料上开设一通孔，所述接管嘴穿过所述通孔，使所述复合材料套设在所述接管嘴上并粘覆在所述开口的外侧，以一定的张力将单根纤维缠绕在所述复合材料上，以固定所述复合材料。在本实施方式中，所述复合材料具体为无纬布。在对接管嘴进行补强过程中一定的张力将单根纤维缠绕在所述复合材料上，保证了复合材料粘覆在所述金属内衬上的可靠性，避免所述复合材料受力时发生滑移。接管嘴区域为强度薄弱区，对接管嘴进行补强增强了接管嘴区域的强度。所述对接管嘴进行补强具体是在所述纤维层在所述金属内衬上的缠绕层数为奇数层时进行。

在所述步骤300中还包括对架空部进行补强；所述对架空部进行补强具体为取一段芳纶纤维，剪成补强片，将所述补强片顺着纤维层缠绕的方向贴覆在所述架空部上；其中，所述架空部为所述纤维层在所述开口周围缠绕在金属内衬时，为绕开所述接管嘴，在所述金属内衬上具有的未缠绕所述纤维层的位置。所述对架空部进行补强具体是在所述纤维层在所述金属内衬上的缠绕层数为奇数层时进行。在本实施方式中，所述芳纶纤维用量为1g～5g，所述补强片的长度为50mm～200mm。所述补强片顺着纤维层缠绕的方向贴覆在所述架空部上，有效的填补了所述架空部架空缺陷的位置，使所述架空部充实，保证了所述金属内衬复合环形气瓶受力时，各部分均匀受力，提高了所述金属内衬复合环形气瓶的整体强度。

在所述步骤300中还包括对外圆周方向进行补强；所述对外圆周方向进行补强具体为在环形的金属内衬外圆周上沿着周向方向均匀缠绕芳纶纤维15±10圈，其中，对外圆周方向进行补强的宽度为在金属内衬外圆周上，沿所述金属内衬的轴向方向上取宽度20mm～50mm。所述对外圆周方向进行补强具体是在所述纤维层在所述金属内衬上的缠绕层数为奇数层时进行。外圆周方向的直径最大，凸出部分最多，往往所受气体的冲击力是非常大的，在外圆周方向进行补强一方面，增强所述金属内衬复合环形气瓶在外圆周方向上的强度，另一方面，与纤维层交错缠绕，提高了纤维层缠绕的可靠性。

在所述步骤300中还包括对环向进行补强，在环形的金属内衬环形方向上均匀缠绕芳纶纤维2～6层，缠绕进给量为1～4mm。所述对环向进行补强具体是在所述纤维层在所述金属内衬上的缠绕层数为奇数层时进行。所述对环形进行补强，与所述对外圆周方向补强的方向垂直进行缠绕，一方面保证了整体缠绕的稳固性，另一方面，内环为薄弱区，环向补强提高了内环的强度。

上述对所述金属内衬复合环形气瓶的补强，均在所述纤维层在所述金属内衬上的缠绕层数为奇数层时进行，纤维层缠绕与补强层均匀交错，提高了所述金属内衬复合环形气瓶的疲劳次数大于500次、爆破压力大于90Mpa。

步骤400，对金属内衬复合环形气瓶进行固化处理。

其中，所述步骤400中对金属内衬复合环形气瓶进行固化处理具体为将所述金属内衬复合环形气瓶按树脂固化加热固化成产品。

本申请的有益效果如下：

本发明提供的一种金属内衬复合环形气瓶，通过对所述金属内衬复合环形气瓶的补强，均在所述纤维层在所述金属内衬上的缠绕层数为奇数层时进行，纤维层缠绕与补强层均匀交错，提高了所述金属内衬复合环形气瓶的疲劳次数大于500次、爆破压力大于90Mpa。本发明解决了现有技术金属内衬复合环形气瓶整体强度不高的技术问题，达到了提高金属内衬复合环形气瓶的整体强度的技术效果。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种金属内衬复合环形气瓶的制造方法，所述复合环形气瓶包括：接管嘴、纤维层、金属内衬，所述纤维层缠绕在所述金属内衬上，其特征在于，所述制造方法包括：

冲压形成环形的金属内衬；

在环形的金属内衬上开设开口，在所述开口上焊接所述接管嘴；

将所述纤维层缠绕在环形的金属内衬上，形成金属内衬复合环形气瓶；

对金属内衬复合环形气瓶进行固化处理；

其中，在将所述纤维层缠绕在环形的金属内衬上中，还包括：

对接管嘴进行补强；在复合材料上开设一通孔，所述接管嘴穿过所述通孔，使所述复合材料套设在所述接管嘴上并粘覆在所述开口的外侧，以一定的张力将单根纤维缠绕在所述复合材料上，以固定所述复合材料；

其中，在将所述纤维层缠绕在环形的金属内衬上中，还包括：

对架空部进行补强；取一段芳纶纤维，剪成补强片，将所述补强片顺着纤维层缠绕的方向贴覆在所述架空部上；其中，所述架空部为所述纤维层在所述开口周围缠绕在金属内衬时，为绕开所述接管嘴，在所述金属内衬上具有的未缠绕所述纤维层的位置。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，将所述纤维层缠绕在环形的金属内衬上，具体为：所述纤维层在环形的金属内衬上的缠绕方式为螺旋缠绕，缠绕层数为8～14层，环向层数为0～4层。

3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述对接管嘴进行补强具体是在所述纤维层在所述金属内衬上的缠绕层数为奇数层时进行。

4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述对架空部进行补强具体是在所述纤维层在所述金属内衬上的缠绕层数为奇数层时进行。

5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在将所述纤维层缠绕在环形的金属内衬上中，还包括：

对外圆周方向进行补强；在环形的金属内衬外圆周上沿着周向方向均匀缠绕芳纶纤维15±10圈，其中，对外圆周方向进行补强的宽度为在金属内衬外圆周上，沿所述金属内衬的轴向方向上取宽度20mm～50mm。

6.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述对外圆周方向进行补强具体是在所述纤维层在所述金属内衬上的缠绕层数为奇数层时进行。

7.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在将所述纤维层缠绕在环形的金属内衬上中，还包括：

对环向进行补强，在环形的金属内衬环形方向上均匀缠绕芳纶纤维2～6层，缠绕进给量为1～4mm。

8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述对环向进行补强具体是在所述纤维层在所述金属内衬上的缠绕层数为奇数层时进行。