IV型储氢瓶塑料内胆滚塑旋转工艺的选择

塑料内胆尺寸精度对IV型储氢瓶的服役性能有重要的影响，壁厚均匀度不佳会直接导致内胆变形、直线度变小，进而导致缠绕工艺不良，储氢瓶开裂、耐压能力下降。而滚塑作为一种重要的内胆成型方法，在控制内胆壁厚均匀性方面具有挑战，其核心原因是滚塑过程工艺对内胆尺寸精度的影响机理缺失，业内较少研究工艺因素对壁厚的影响细节。采用ROTOSIM软件，分析了8种常见滚塑工艺对塑料内胆的壁厚均匀性的影响。结果表明，生产典型尺寸的储氢瓶内胆时，壁厚均匀度随旋转速度的加快而变好，但太快会导致粉末抛物流影响壁厚均匀度；旋转速比应避免为整数或半整数以防止粉末轨迹重复，摇摆机或旋转机L臂内胆竖放模式要优于旋转机L臂内胆平放模式和旋转机直臂模式；更重要的是，旋转中心是否与内胆轴心重合对壁厚均匀度影响较小，为一机多模生产方式提供了理论依据。作为本研究优化方案，当摇摆机旋转速度为1 r/min，摇摆速度为6.5次/min时，塑料内胆的壁厚变异系数为9%，为研究范围内的最小值。