CN108000075A - 一种轻量化高强度储气筒及生产工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻量化高强度储气筒及生产工艺方法，储气筒包括筒体和连接在筒体两端的端盖，筒体侧壁底部还设置有放水阀孔，筒体侧壁上设置有至少一条内凹的用于加强储气筒的螺旋筋，所述螺旋筋与筒体侧壁一体式冲压成型，同时可以在端盖上冲压凹台。本发明中，由于在筒体侧壁上开设有螺旋筋，并且该螺旋筋由筒体冲压形成，增加了筒体强度，其筒体及端盖的壁厚均可以减薄，在保证储气筒整体强度的情况下，使得整个储气筒重量降低，材料成本降低，实现轻量化的目的，按本申请的技术方案采用钢板制作的产品相比同材质的普通钢质储气筒重量降低了28％～40％；而按本申请的技术方案采用铝合金制作的产品相比同材质的普通铝质储气筒重量可以降低23.33～33.33％。
Description
技术领域
本发明涉及储气筒技术领域，更具体地说，特别涉及一种轻量化高强度储气筒及生产工艺方法。
背景技术
现行的钢质和铝质机动车储气筒结构设计较简单，一般为筒体无加强筋、端盖有冲孔凹台，普遍存在质量大成本高的问题，也不满足轻量化的要求。
如对原材料直接减薄，可实现轻量化和降本要求，但不能满足储气筒强度等性能要求。
为满足轻量化趋势和产品质量要求，不得已，近年来很多厂家纷纷转产铝合金储气筒，但成本又很高，是钢质的2.5～3倍。
发明内容
本发明的第一目的在于解决现有技术中对汽车配套产品轻量化要求越来越高，而产品强度很难满足要求的技术问题，从而提供一种重量轻，结构强度高，材料成本低的轻量化高强度储气筒。
本发明的第二目的在于提供一种生产上述轻量化高强度储气筒的工艺方法。
为了实现本发明的第一目的，本发明采用的技术方案如下：
一种轻量化高强度储气筒，包括筒体和连接在筒体两端的端盖，且所述筒体侧壁底部还设置有放水阀孔，所述筒体侧壁上设置有至少一条螺旋筋，所述螺旋筋与筒体侧壁一体式冲压成型。
进一步地，所述螺旋筋包括连续部和第一过渡部，所述筒体侧壁上穿过放水阀孔的母线与螺旋筋中心线相交位置处为第一过渡部，所述连续部和第一过渡部共同构成一个断续的螺旋筋。
进一步地，沿所述储气筒的一条母线形成直焊缝，所述直焊缝与螺旋筋相交位置处具有第二过渡部。
进一步地，所述筒体上还安装有进气接头和出气接头，所述进气接头和出气接头设置在相邻螺旋筋之间的筒体上。
进一步地，所述螺旋筋设置有两组，两组螺旋筋螺旋方向相同，且平行设置。
进一步地，所述螺旋筋包括多条正螺旋筋和反螺旋筋，所述正螺旋筋和反螺旋筋螺旋方向相反，且正螺旋筋和反螺旋筋均包括间隔设置的连续部和过渡部，正螺旋筋的任意一个连续部均设置在相邻两个反螺旋筋的连续部之间。
进一步地，所述端盖上设置有多个凹台，多个所述凹台沿端盖轴线均匀分布。
进一步地，所述螺旋筋向筒体内部凹陷。
进一步地，所述螺旋筋截面为带有圆角均匀过渡的梯形或截面为圆弧形。
为了实现本发明的第二目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种生产上述轻量化高强度储气筒的生产工艺方法，首先进行筒体加工和端盖加工，然后进行总成加工；
筒体加工方法如下：
S1.1、按照储气筒筒体尺寸大小进行剪板；
S1.2、在板材上压型出螺旋筋，并且冲孔；
S1.3、对板材进行卷筒；
S1.4、对卷圆后的筒体直焊缝位置处进行焊接；
S1.5、采用转枪焊实现筒体上的管座焊接；
S1.6、对焊接好的筒体校圆；
端盖加工方法如下：
S2.1、按照端盖工艺尺寸大小进行剪板；
S2.2、对剪板后的板件进行落料；
S2.3、油压机一次冲压成型；
S2.4、对成型后的端盖进行收口；
S2.5、对收口后的端盖进行冲孔；
S2.6、采用转枪焊实现端盖上管座焊接；
总成加工方法如下；
S3.1、对储气筒筒体和端盖进行拼焊；
S3.2、采用环缝焊接机对储气筒筒体和端盖进行环缝焊接；
S3.3、对储气筒进行气密性检测；
S3.4、对储气筒回丝及内腔清洁。
与现有技术相比，本发明的优点在于：由于在筒体侧壁上开设有螺旋筋，并且该螺旋筋由筒体冲压形成，增加了筒体强度，其筒体及端盖的壁厚均可以减薄，在保证储气筒整体强度的情况下，使得整个储气筒重量降低，材料成本降低，达到轻量化的目的，并且还能保持高强度，其耐压强度优于行业标准的要求，按本申请的技术方案采用钢板制作的产品相比同材质的普通钢质储气筒重量降低了28％～40％；而按本申请的技术方案采用铝合金制作的产品相比同材质的普通铝质储气筒重量可以降低23.33～33.33％。
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，下面将对实施例或现有技术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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一中的轻量化高强度储气筒的主视图；
图2是本发明实施例一中的轻量化高强度储气筒的左视图；
图3是本发明实施例二中的轻量化高强度储气筒的结构示意图；
图4是本发明实施例三中的轻量化高强度储气筒的结构示意图；
图5是本发明中的螺旋筋截面的结构示意图一；
图6是本发明中的螺旋筋截面的结构示意图二；
图7是本发明中轻量化高强度储气筒的生产工艺方法的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一
参阅图1所示，本发明提供的一种轻量化高强度储气筒，包括筒体1和连接在筒体1两端的端盖2，端盖2包括安装在筒体1一端的端盖一和安装在筒体1另一端的端盖二，且筒体1侧壁底部还设置有放水阀孔3，该放水阀孔3位置处可以焊接放水阀装配管座，放水阀装配管座与外部的管接头螺纹连接，筒体1侧壁上设置有至少一条螺旋筋4，螺旋筋4与筒体1侧壁一体式冲压成型。由于在筒体1侧壁上开设有螺旋筋4，并且该螺旋筋4由筒体1冲压形成，增加了筒体1侧壁的强度，其筒体1的侧壁可以减薄，在保证储气筒整体质量的情况下，可以使整个储气筒重量降低，材料成本降低，实现轻量化目的。现有技术中筒体使用的钢质为SPHC厚2.5mm，或采用铝质5083厚3.0mm。采用本专利中的储气筒时钢质SPHC厚可以采用1.5～1.8mm；铝质5083厚可以采用2.0～2.3mm。按本申请的技术方案采用钢板制作的产品相比同材质的普通钢质储气筒重量降低了28％～40％；而按本申请的技术方案采用铝合金制作的产品相比同材质的普通铝质储气筒重量可以降低23.33～33.33％。
在本实施例中，螺旋筋4包括连续部401和第一过渡部402，筒体1侧壁上穿过放水阀孔3的母线与螺旋筋4中心线相交位置处为第一过渡部402，连续部401和第一过渡部402共同构成一个断续的螺旋筋4。由于储气筒在使用时，放水阀孔3处于储气筒底部，储气筒中聚集的水可以从放水阀流出。在筒体上冲压螺旋筋4时，筒体1底部，也就是放水阀孔同一母线位置处不冲压螺旋筋4，这部分形成第一过度部402，当储气筒中有集水的时候，水可以向中聚拢从放水阀孔3流出。由于螺旋筋4对接位置处的直焊缝5不容易焊接，所以直焊缝5位置处不冲压螺旋筋4，这部分形成第二过渡部403，用于避让直焊缝5，该直焊缝5可以采用单面焊双面成型的焊接方式，也可以采用对接焊的焊接方式，保证焊接位置处的强度和密封性能。筒体1上还安装有进气接头6和出气接头7，而进气接头6和出气接头7与筒体1一般焊接，进气接头6和出气接头7设置在相邻螺旋筋4之间的筒体1上。用于防止进气接头6和出气接头7与螺旋筋4干涉，造成焊接时困难。
优选的，端盖2的承压面为弧形状，端盖2上设置有多个凹台21，多个凹台21沿端盖2轴线均匀分布，且凹台的底面可以是平面。凹台21的第一个作用是提高端盖2的结构强度，同时在凹台上还可以方便焊接管座，在本实施例中凹台21开设有四个。
实施例二
参阅图3所示，螺旋筋4设置有两组，且两组螺旋筋4螺旋方向相同，且平行设置。在储气筒尺寸较大时，可以设置两组或者多组平行设置的螺旋筋4。平行的螺旋筋4可以提高筒体的结构强度。
实施例三
参阅图4所示，螺旋筋4包括多条正螺旋筋41和反螺旋筋42，正螺旋筋41和反螺旋筋螺旋42方向相反，且正螺旋筋41和反螺旋筋42均包括间隔设置的连续部401和过渡部404，正螺旋筋41的任意一个连续部401均设置在相邻两个反螺旋筋42的连续部401之间，或采用类似花纹板的板材制作筒体1也可以起到轻量化高强度的作用，花纹板材可以是钢质板材或者是铝质板材。优选的，螺旋筋4向筒体1内部凹陷。由于储气筒一般通过扎箍安装在汽车上，凹陷的螺旋筋4不会将扎箍顶出储气筒筒体1的外圆面。最优的，参阅图5所示，螺旋筋4截面为带有圆角均匀过渡的梯形，参阅图6所示，该螺旋筋4也可以是圆弧形，螺旋筋4也可以是其他形状。
实施例四
参阅图7所示，为了实现本发明的第二目的，本发明所采用的技术方案是：
一种生产上述轻量化高强度储气筒的生产工艺方法，首先进行筒体加工和端盖加工，然后进行总成加工
筒体加工方法如下：
S1.1、按照储气筒筒体尺寸大小进行剪板；
S1.2、在板材上压型出螺旋筋，并且冲孔；
S1.3、对板材进行卷筒；
S1.4、对卷圆后的筒体直焊缝位置处进行焊接，优选的，直焊缝两端的筒体上拼焊引弧板和熄弧板；焊接直焊缝，完成后拆卸引弧板和熄弧板；引弧板和熄弧板用于保证直焊缝两端焊接时，焊液能够有效填充焊缝的端部，保证了筒体端部的焊接质量
S1.5、采用转枪焊实现筒体上的管座焊接；
S1.6、对焊接好的筒体校圆；若储气筒内部有隔板，在此步骤结束后在筒体内部焊接隔板。
端盖加工方法如下：
S2.1、按照端盖工艺尺寸大小进行剪板；
S2.2、对剪板后的板件进行落料；
S2.3、油压机一次冲压成型；本步骤中，一般使用160T至200T油压机一次性冲压成型。
S2.4、对成型后的端盖进行收口；
S2.5、对收口后的端盖进行冲孔；
S2.6、采用转枪焊实现端盖上管座焊接；
总成加工方法如下；
S3.1、对储气筒筒体和端盖进行拼焊；
S3.2、采用环缝焊接机对储气筒筒体和端盖进行环缝焊接；如果筒体上有储气筒支架，在本步骤完成以后，焊接储气筒支架。
S3.3、对储气筒进行气密性检测；
如果储气筒是钢质储气筒，则进行电泳；如果储气筒材料是不锈钢则不需要。
S3.4、对储气筒回丝及内腔清洁。由于焊接变形及电泳处理影响螺纹装配精度、造成无法装配，所以回丝可以对螺纹牙型的再处理。
通过在剪板以后对板材进行压型，形成螺旋筋以后在卷筒焊接，工艺改动小，可以大部分利用现有加工设备进行改造以后生产，而卷筒时，可以在两辊卷圆机上进行，其上辊(小辊轮)为钢质件，下辊(大辊轮)结构为钢芯加聚氨酯外包件，其上下辊轮间隙约为产品材料厚度加上筋深度。
按本申请的技术方案采用钢板制作的产品相比同材质的普通钢质储气筒重量降低了28％～40％；而按本申请的技术方案采用铝合金制作的产品相比同材质的普通铝质储气筒重量可以降低23.33～33.33％。同时还能保持优秀的强度，其耐压强度优于行业标准的要求。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种轻量化高强度储气筒，其特征在于：包括筒体和连接在筒体两端的端盖，且所述筒体侧壁底部还设置有放水阀孔，所述筒体侧壁上设置有至少一条螺旋筋，所述螺旋筋与筒体侧壁一体式冲压成型。
2.根据权利要求1所述的轻量化高强度储气筒，其特征在于：所述螺旋筋包括连续部和第一过渡部，所述筒体侧壁上穿过放水阀孔的母线与螺旋筋中心线相交位置处为第一过渡部，所述连续部和第一过渡部共同构成一个断续的螺旋筋。
3.根据权利要求2所述的轻量化高强度储气筒，其特征在于：沿所述储气筒的一条母线形成直焊缝，所述直焊缝与螺旋筋相交位置处具有第二过渡部。
4.根据权利要求3所述的轻量化高强度储气筒，其特征在于：所述筒体上还安装有进气接头和出气接头，所述进气接头和出气接头设置在相邻螺旋筋之间的筒体上。
5.根据权利要求4所述的轻量化高强度储气筒，其特征在于：所述螺旋筋设置有两组，两组螺旋筋螺旋方向相同，且平行设置。
6.根据权利要求1所述的轻量化高强度储气筒，其特征在于：所述螺旋筋包括多条正螺旋筋和反螺旋筋，所述正螺旋筋和反螺旋筋螺旋方向相反，且正螺旋筋和反螺旋筋均包括间隔设置的连续部和过渡部，正螺旋筋的任意一个连续部均设置在相邻两个反螺旋筋的连续部之间。
7.根据权利要求4或6所述的轻量化高强度储气筒，其特征在于：所述端盖上设置有多个凹台，多个所述凹台沿端盖轴线均匀分布。
8.根据权利要求7所述的轻量化高强度储气筒，其特征在于：所述螺旋筋向筒体内部凹陷。
9.根据权利要求8所述的轻量化高强度储气筒，其特征在于：所述螺旋筋截面为带有圆角均匀过渡的梯形或截面为圆弧形。
10.一种生产权利要求7所述轻量化高强度储气筒的生产工艺方法，其特征在于，首先进行筒体加工和端盖加工，然后进行总成加工；
筒体加工方法如下：
S1.1、按照储气筒筒体尺寸大小进行剪板；
S1.2、在板材上压型出螺旋筋，并且冲孔；
S1.3、对板材进行卷筒；
S1.4、对卷圆后的筒体直焊缝位置处进行焊接；
S1.5、采用转枪焊实现筒体上的管座焊接；
S1.6、对焊接好的筒体校圆；
端盖加工方法如下：
S2.1、按照端盖工艺尺寸大小进行剪板；
S2.2、对剪板后的板件进行落料；
S2.3、油压机一次冲压成型；
S2.4、对成型后的端盖进行收口；
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