波紋管用于力平衡式儀表時(shí),其有效面積的穩(wěn)定性會(huì)直接影響著儀表的精度。所以在這種場(chǎng)合不但要求波紋管具有合理的有效面積,而且還要求有效面積在工作過程中不隨工作條件而變化。1.有效面積的概念和有效面積的變化有效面積是一個(gè)等效的面積,壓力作用在這個(gè)面積上將產(chǎn)生相等的軸向力。一般情況下,隨著內(nèi)壓力的增紋管有效面積變小,面隨外壓力的增加,有效面積變大。2.波紋管的體積有效面積波紋管在外力或壓差作用下,其體積變化量與相應(yīng)的有效長度的變化量之比值稱為體積有效面積。3.波紋管有效面積的計(jì)算對(duì)波紋管有效面積提出的要求及其計(jì)算方法取決于波紋管的用途。如果波紋管用作彈性密封件或管路熱補(bǔ)償時(shí),有效面積的意義只在于用來計(jì)算波紋管成形時(shí)的軸向力和使用系統(tǒng)中的推力。波紋管的有效面積計(jì)算值與實(shí)測(cè)值之間急有一些差別。一般情況下用公式計(jì)算波紋管的有效面積,是可以滿足需要的。金屬波紋管及其它彈性元件的殘余變形是指加載后元件產(chǎn)生位移。江蘇消防金屬軟管加工
隨著波紋管的廣泛應(yīng)用,人們對(duì)波紋管的應(yīng)力進(jìn)行大量的分析研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作,提出了許多供工程設(shè)計(jì)使用的計(jì)算公式、計(jì)算程序和圖表。但是,有的方法由于圖表或程序繁復(fù)使用不方便,有的方法假設(shè)條件不是過于簡化就是過于理想,難以保證使用上的安全可靠,不少方法未能為工程界所接受。因此,真正符合實(shí)用要求的方法為數(shù)不多。應(yīng)用比較普遍的方法有如下兩種:1.?dāng)?shù)值法計(jì)算波紋管應(yīng)力假定波紋管的全部波紋都處于同一條件下,在計(jì)算時(shí)只研究波紋管波紋的單個(gè)半波。這樣,在研究中就不考慮端部波紋,雖然端部波紋的邊界條件與中間波紋有所不同。徐州防爆金屬軟管哪家好波紋管在壓縮狀態(tài)下工作時(shí)的允許壓縮位移量比工作在拉伸狀態(tài)下的允許拉伸位移量要大一些。
波紋管管壁較薄,靈敏度較高,測(cè)量范圍為數(shù)十帕至數(shù)十兆帕。它的開口端固定,密封端處于自由狀態(tài),并利用輔助的螺旋彈簧或簧片增加彈性。工作時(shí)在內(nèi)部壓力的作用下沿管子長度方向伸長,使活動(dòng)端產(chǎn)生與壓力成一定關(guān)系的位移。活動(dòng)端帶動(dòng)指針即可直接指示壓力的大小。波紋管常常與位移傳感器組合起來構(gòu)成輸出為電量的壓力傳感器,有時(shí)也用作隔離元件。由于波紋管的伸展要求較大的容積變化,因此它的響應(yīng)速度低于波登管。波紋管適于測(cè)量低壓。
在使用過程中,對(duì)剛度要求較大,而金屬波紋管本身剛度又較小時(shí),可以考慮在波紋管的內(nèi)腔或外部配置圓柱螺旋彈簧。這樣不僅可以提高整個(gè)彈性系統(tǒng)的剛度,而且遲滯引起的誤差也可以大為減小。這種彈性系統(tǒng)的彈性性能主要取決于彈簧的特性和波紋管有效面積的穩(wěn)定性。金屬波紋管作為彈性密封零件,首先要滿足強(qiáng)度條件,即其比較大應(yīng)力不超過給定條件下的許用應(yīng)力。許用應(yīng)力可由極限應(yīng)力除以安全系數(shù)得出。根據(jù)波紋管的工作條件和對(duì)它的使用要求,極限應(yīng)力可以是屈服強(qiáng)度,也可以是波紋管失穩(wěn)時(shí)的臨界應(yīng)力,或者是疲勞強(qiáng)度等。要計(jì)算波紋管比較大工作應(yīng)力必須分析波紋管管壁中的應(yīng)力分布。波紋管的壽命是在工作條件下使用時(shí),能保證正常工作的**短工作期限或循環(huán)次數(shù)。
使金屬波紋管或其它彈性元件產(chǎn)生單位位移所需要的載荷值稱為元件的剛度,一般用“K”表示。如果元件的彈性特性是非線性的,則剛度不再是常數(shù),而是隨著載荷的增大發(fā)生變化。一般工程用的波紋管類彈性元件,剛度允差可限定在+/-50%之內(nèi)。波紋管的剛度按照載荷及位移性質(zhì)不同,分為軸向剛度、彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度等。在波紋管的應(yīng)用中,絕大多數(shù)的受力情況是軸向載荷,位移方式為線位移。以下是幾種主要的波紋管軸向剛度設(shè)計(jì)計(jì)算方法:1.能量法計(jì)算波紋管剛度2.經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算波紋管剛度3.?dāng)?shù)值法計(jì)算波紋管剛度4.EJMA 標(biāo)準(zhǔn)的剛度計(jì)算方法5.日本TOYO 計(jì)算剛度方法6.美國KELLOGG(新法)計(jì)算剛度方法它們?cè)谡J褂脳l件下允許產(chǎn)生的工作位移。浙江馬口鐵金屬軟管模具
波紋管的耐壓力實(shí)際上屬于波紋管的強(qiáng)度范疇。江蘇消防金屬軟管加工
波紋管上的應(yīng)力是由系統(tǒng)中的壓力和波紋管變形所產(chǎn)生的。壓力在波紋管上產(chǎn)生環(huán)(周向)應(yīng)力,而在波的側(cè)壁、波谷和波峰處產(chǎn)生徑向的薄膜和彎曲應(yīng)力。不能抗彎的薄殼有時(shí)稱為薄膜,忽略彎曲而算得的應(yīng)力則稱為薄膜應(yīng)力。波紋管變形時(shí)產(chǎn)生徑向薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。波紋管在工作時(shí),有的承受內(nèi)壓,有的承受外壓,例如波紋膨脹節(jié)和金屬軟管在多數(shù)情況下其波紋管承受內(nèi)壓,而用于閥門閥桿密封的波紋管一般情況下承受外壓在這里主要分析波紋管承受內(nèi)壓時(shí)的應(yīng)力,波紋管承受外壓的能力一般情況下高于耐內(nèi)壓能力。江蘇消防金屬軟管加工
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