本發(fā)明屬于儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)膽成型，具體涉及一種用于ⅳ型儲(chǔ)氫瓶塑料內(nèi)膽與閥座自動(dòng)涂膠裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、目前氫燃料電池車車載儲(chǔ)氫技術(shù)主要包括高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、高壓低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、金屬氫化物儲(chǔ)氫及有機(jī)液體儲(chǔ)氫。ⅳ型塑料內(nèi)膽儲(chǔ)氫瓶以儲(chǔ)氫密度高、疲勞特性好、低成本等優(yōu)點(diǎn)成為高壓車載儲(chǔ)氫技術(shù)的最佳選擇。車載ⅳ型儲(chǔ)氫瓶是指額定工作壓力≤70?mpa、額定工作溫度不低于-40?℃且不高于85?℃、以塑料內(nèi)膽作為高壓儲(chǔ)氫容器內(nèi)膽、外層用碳纖維纏繞包覆、固定在道路車輛上用作燃料箱的可重復(fù)充裝氣瓶。

2、ⅳ型儲(chǔ)氫瓶成型過程主要分為內(nèi)膽成型與纏繞成型兩大工藝。在內(nèi)膽成型過程中，注塑加焊接分體式成型制品精度高、尺寸穩(wěn)定、力學(xué)性能優(yōu)良、適用于多種瓶閥座結(jié)構(gòu)成型并且可以單獨(dú)設(shè)計(jì)密封結(jié)構(gòu)。注塑內(nèi)膽成型分為內(nèi)膽與閥座一體注塑和分體注塑，其中內(nèi)膽與閥座分體注塑工藝的過程為：注塑內(nèi)膽-膠接閥座-焊接內(nèi)膽。

3、ⅳ型儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)膽與閥座連接處的結(jié)構(gòu)可以多樣化設(shè)計(jì)以適用于不同的塑料內(nèi)膽尺寸，連接結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，在膠接工藝中需要保證閥座與內(nèi)膽對(duì)中、膠層涂抹均勻、固化均勻、粘接高效性，對(duì)膠接工藝提出較大的挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)一種用于ⅳ型儲(chǔ)氫瓶塑料內(nèi)膽與閥座自動(dòng)涂膠裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)均勻涂膠、均勻壓緊和內(nèi)膽與閥座的高效粘接，形成一套基于該裝備的完善膠接方法，對(duì)ⅳ型儲(chǔ)氫瓶的成型具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述至少一個(gè)技術(shù)問題，提供了一種用于ⅳ型儲(chǔ)氫瓶塑料內(nèi)膽與閥座自動(dòng)涂膠裝置及方法。

2、本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種用于ⅳ型儲(chǔ)氫瓶塑料內(nèi)膽與閥座自動(dòng)涂膠裝置，包括整機(jī)架、活動(dòng)平臺(tái)、內(nèi)膽安裝平臺(tái)、閥座連接及壓緊機(jī)構(gòu)、內(nèi)膽支撐回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、可調(diào)式打膠機(jī)構(gòu)和儲(chǔ)膠罐；活動(dòng)平臺(tái)滑動(dòng)連接在整機(jī)架的內(nèi)側(cè)上部并能夠通過電缸實(shí)現(xiàn)位置的改變，閥座連接及壓緊機(jī)構(gòu)和可調(diào)式打膠機(jī)構(gòu)安裝在活動(dòng)平臺(tái)的下端；閥座連接及壓緊機(jī)構(gòu)包括閥座連接軸和閥座壓緊機(jī)構(gòu)，閥座連接軸的上端連接有豎向氣缸，豎向氣缸用于帶動(dòng)閥座連接及壓緊機(jī)構(gòu)作軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；閥座連接軸的下端用于連接金屬閥座，閥座連接軸通過卡條安裝在閥座壓緊機(jī)構(gòu)的壓緊架上，且閥座連接軸和壓緊架之間存在調(diào)節(jié)間隙，閥座壓緊機(jī)構(gòu)用于對(duì)金屬閥座提供朝向塑料內(nèi)膽一側(cè)的壓緊力；內(nèi)膽安裝平臺(tái)固定設(shè)置在整機(jī)架的下部，內(nèi)膽支撐回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在內(nèi)膽安裝平臺(tái)上，內(nèi)膽支撐回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于支撐塑料內(nèi)膽并帶動(dòng)塑料內(nèi)膽自轉(zhuǎn)；可調(diào)式打膠機(jī)構(gòu)包括打膠筒、角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)打膠筒的膠嘴的朝向和位置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬閥座和塑料內(nèi)膽連接處的涂膠；打膠筒的進(jìn)膠端與儲(chǔ)膠罐通過輸膠管道連接，儲(chǔ)膠罐安裝在整機(jī)架的下部。

3、優(yōu)選地，閥座壓緊機(jī)構(gòu)包括壓緊架、壓緊氣缸、壓緊接頭和壓力傳感器，其中多道壓緊氣缸間隔環(huán)繞設(shè)置在壓緊架上，壓緊接頭安裝在壓緊氣缸的下端，壓緊接頭與金屬閥座的接觸端設(shè)置有壓力傳感器。

4、優(yōu)選地，壓緊架的上端具有一道空心柱體，閥座連接軸活動(dòng)插設(shè)在空心柱體中，空心柱體的側(cè)壁具有與卡條配合的限位槽孔，且限位槽孔的孔高大于卡條的厚度。

5、優(yōu)選地，角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括橫向氣缸、擺動(dòng)臂和擺動(dòng)電機(jī)，角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的數(shù)量為兩組，活動(dòng)平臺(tái)的下端安裝有氣缸安裝座，兩組角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)稱安裝在氣缸安裝座的兩側(cè)，其中橫向氣缸的氣缸底端與氣缸安裝座連接，橫向氣缸的氣缸頂尖與擺動(dòng)臂的上臂中部通過銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，擺動(dòng)臂的上端通過銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在活動(dòng)平臺(tái)處，打膠筒通過擺動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接在擺動(dòng)臂的下端，打膠筒的外壁具有與擺動(dòng)電機(jī)的輸出端連接的卡件。

6、優(yōu)選地，還包括打膠筒的出膠機(jī)構(gòu)，出膠機(jī)構(gòu)包括出膠電機(jī)、膠筒支撐板、螺紋桿、打膠桿、滑塊和滑塊打膠桿連接件；出膠電機(jī)通過膠筒支撐板安裝在打膠筒上，出膠電機(jī)的輸出端連接有螺紋桿，滑塊滑動(dòng)連接在螺紋桿上且滑塊通過滑塊打膠桿連接件與打膠桿的末端連接，打膠桿的前端壓盤滑動(dòng)設(shè)置在打膠筒中。

7、優(yōu)選地，打膠筒的前端具有膠嘴，膠嘴用于改變打膠筒內(nèi)的膠粘劑的擠出形狀；其中打膠筒的數(shù)量為兩個(gè)，且位于金屬閥座的兩側(cè)，其中一個(gè)打膠筒的膠嘴的形狀為空心圓柱體，另一個(gè)打膠筒的膠嘴的形狀為扁平狀且出口端為長(zhǎng)條形孔。

8、優(yōu)選地，內(nèi)膽支撐回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和內(nèi)膽支撐機(jī)構(gòu)；

9、其中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括大回轉(zhuǎn)軸承、回轉(zhuǎn)支撐架、回轉(zhuǎn)電機(jī)和內(nèi)膽托盤，回轉(zhuǎn)支撐架固定設(shè)置在內(nèi)膽安裝平臺(tái)的下端，大回轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈安裝在回轉(zhuǎn)支撐架的內(nèi)側(cè)，大回轉(zhuǎn)軸承的外圈安裝在回轉(zhuǎn)支撐架的內(nèi)側(cè)，大回轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈與內(nèi)膽托盤的上下兩部分螺栓連接；

10、內(nèi)膽支撐機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)大齒輪、驅(qū)動(dòng)小齒輪、支撐電機(jī)、支撐殼體、支撐轉(zhuǎn)軸、連接桿、支撐杠桿和連接圓盤，支撐殼體安裝在內(nèi)膽托盤的下部上端，回轉(zhuǎn)電機(jī)安裝在回轉(zhuǎn)支撐架上且輸出端與支撐殼體的底端連接；支撐轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在支撐殼體內(nèi)腔的中心位置，驅(qū)動(dòng)大齒輪、兩道連接圓盤沿支撐轉(zhuǎn)軸的軸向從下到上依次鍵連接在支撐轉(zhuǎn)軸上，支撐電機(jī)安裝在內(nèi)膽托盤的下端且輸出端伸出至支撐殼體的內(nèi)腔處與驅(qū)動(dòng)小齒輪連接，驅(qū)動(dòng)小齒輪與驅(qū)動(dòng)大齒輪嚙合傳動(dòng)，支撐殼體的側(cè)壁與連接圓盤等高的位置沿周向間隔開設(shè)有多道缺口，多道連接桿沿連接圓盤周向間隔設(shè)置且與連接圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連接桿遠(yuǎn)離連接圓盤的一端鉸接有支撐杠桿，支撐殼體的每個(gè)缺口處均轉(zhuǎn)動(dòng)連接有一道支撐杠桿，支撐杠桿的外側(cè)端伸出至支撐殼體的外側(cè)以抵接塑料內(nèi)膽的內(nèi)壁。

11、優(yōu)選地，整機(jī)架、活動(dòng)平臺(tái)、內(nèi)膽安裝平臺(tái)、閥座連接及壓緊機(jī)構(gòu)、內(nèi)膽支撐回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、可調(diào)式打膠機(jī)構(gòu)均同軸設(shè)置；活動(dòng)平臺(tái)通過滑動(dòng)塊與整機(jī)架內(nèi)側(cè)的滑軌滑動(dòng)連接，活動(dòng)平臺(tái)的下端設(shè)置有導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱活動(dòng)穿過下方的內(nèi)膽安裝平臺(tái)。

12、本發(fā)明還提供了一種用于ⅳ型儲(chǔ)氫瓶塑料內(nèi)膽與閥座自動(dòng)涂膠方法，包括以下步驟：

13、s1：將塑料內(nèi)膽套設(shè)在內(nèi)膽托盤上的支撐殼體外側(cè)，同時(shí)將金屬閥座連接在閥座連接軸的下端；

14、s2：操作支撐電機(jī)，以使驅(qū)動(dòng)小齒輪帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)支撐轉(zhuǎn)軸以及與其連接的連接圓盤旋轉(zhuǎn)，連接圓盤帶動(dòng)連接桿、支撐杠桿動(dòng)作，以使支撐杠桿對(duì)塑料內(nèi)膽的內(nèi)壁進(jìn)行支撐，并進(jìn)行塑料內(nèi)膽的自動(dòng)對(duì)中；

15、s3：操作電缸帶動(dòng)活動(dòng)平臺(tái)下降，同時(shí)操作豎向氣缸帶動(dòng)閥座連接及壓緊機(jī)構(gòu)下降至預(yù)設(shè)位置，避免與可調(diào)式打膠機(jī)構(gòu)干涉；操作橫向氣缸，使得擺動(dòng)臂調(diào)整至預(yù)設(shè)位置，操作擺動(dòng)電機(jī)，使得打膠筒調(diào)整至適于出膠的角度；

16、s4：操作回轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)大回轉(zhuǎn)軸承旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得內(nèi)膽支撐機(jī)構(gòu)和塑料內(nèi)膽同步旋轉(zhuǎn)，同時(shí)操作出膠電機(jī)帶動(dòng)打膠桿動(dòng)作，從而對(duì)金屬閥座和塑料內(nèi)膽連接處進(jìn)行涂膠；

17、s5：涂膠完成后，操作豎向氣缸和電缸帶動(dòng)金屬閥座繼續(xù)下移，同時(shí)操作回轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)塑料內(nèi)膽旋轉(zhuǎn)，直至塑料內(nèi)膽的內(nèi)襯和金屬閥座的齒狀結(jié)構(gòu)對(duì)齊，對(duì)齊后繼續(xù)操作豎向氣缸使得金屬閥座裝配在塑料內(nèi)膽上；

18、s6：操作壓緊氣缸帶動(dòng)壓緊接頭下降至金屬閥座的直徑的1/2-2/3處，觀察壓緊接頭處的壓力傳感器的數(shù)值，使多個(gè)壓力傳感器的數(shù)值保持一致，將壓緊的金屬閥座和塑料內(nèi)膽在室溫下固化預(yù)設(shè)時(shí)間；

19、s7:?固化完成后，將壓緊氣缸縮回，操作支撐電機(jī)帶動(dòng)支撐杠桿收回，斷開金屬閥座和閥座連接軸的連接，操作電缸帶動(dòng)閥座連接及壓緊機(jī)構(gòu)上升，取出粘接好的塑料內(nèi)膽與金屬閥座。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

21、本發(fā)明提供的ⅳ型儲(chǔ)氫瓶塑料內(nèi)膽與閥座自動(dòng)涂膠膠接裝置及方法，針對(duì)不同結(jié)構(gòu)形式的內(nèi)膽與閥座連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了通用的膠接裝置，克服了內(nèi)膽尺寸和幾何因素的影響，通過可調(diào)式打膠機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)均勻、高效的涂膠；內(nèi)膽支撐機(jī)構(gòu)可以使內(nèi)膽自動(dòng)調(diào)心并有效支撐固定內(nèi)膽，便于后續(xù)的涂膠裝配工作；閥座連接及壓緊機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)金屬閥座的安裝，在整機(jī)架及導(dǎo)向柱的配合下，實(shí)現(xiàn)金屬閥座與塑料內(nèi)膽的裝配并可以對(duì)膠接完成后的金屬閥座周向施加恒定且均勻的壓力，在保壓環(huán)境中自然固化，該裝置能夠滿足復(fù)雜連接結(jié)構(gòu)的涂膠要求，可以實(shí)現(xiàn)塑料內(nèi)膽與金屬閥座的高效粘接，具有對(duì)中性好、集成度高、功能完備的優(yōu)點(diǎn)。