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金属波纹管的详细参数

金属波纹管的详细参数 金属波纹管是一种挠性、薄壁、有横向波纹的管壳零件。它既有弹性特性又 有密封特性,在外力及力矩作用下能产生轴向、角向、侧向、及其组合位移,密 封性能好。在机械、仪表、石油、化工、电力、供热、机车、船舶、核工业、航 空航天等许多工业领域得到了越来越广泛的应用。 金属波纹管的种类主要有金属波纹管、波纹膨胀节和金属波纹软管三种。随 着金属压力加工等技术的进步和各种结构波纹管的应用,相应产生了许多种制造 波纹管的方法。这些方法是液压成形、机械胀形、橡胶成形、旋压成形、滚压成 形、焊接成形和电沉积成形等。每种方法都有其独特的优点。例如:液压成形可 以获得综合性能较好的波纹管.滚压成形可以制造特大直径的波纹管;焊接成形 可以获得弹性极好的波纹管;电沉积可以制造小直径和高情度的波纹管。 1.金属波纹管的几何参数 金属波纹管的尺寸规格已按内径标准系列化,一般将金属波纹管内径或外径 作为基本尺寸,其它结构参数作为相对尺寸。当内径或外径确定后,壁厚、波距、 波厚等等,均以内径或外径为基准按适当比例确定。设计波纹管参数时要满足波 纹管的性能要求,同时还要考虑波纹管的制造工艺性和结构稳定性。 1)波深系数k (也称胀形系数) 波深系数 k 是波纹管外径与内径之比,它是决定波纹管几何形状的一个重 要参数。在内径d 确定的情况下,k 值越大,波纹的高度就越高。k 值影响着波 纹管的性能和波纹管的成形工艺,波纹管的成形难度随着k 值的增加而增加。当 k 值增加到2 时,液压成形波纹管就相当困难。所以当k= 2 时,宜采用焊接波 纹管。液压成形波纹管,可分为浅波和深波两种,以波深系数 k= 1.5 为分界, k=1.3~1.5 之间的波纹管称浅波纹管,波纹管成形较容易;k=1.6~1.9 之间的波 纹管称深波纹管,成形相对较难,有时需要两次成形。同样内径尺寸的波纹管, 深波纹管的刚度小,灵敏度高,允许位移大;浅波纹管的刚度大,灵敏度低,允 许位移较小。用于仪表、传感器的测量波纹管,宜采用深波纹管;用于承受压力 为主的波纹管,宜采用浅波纹管。 2 )波纹管壁厚 波纹管壁厚是一个重要的几何参数,波纹管的主要特性(刚度和工作应力) 取决于波纹管的几何尺寸,特别是取决于它的壁厚。波纹管的壁厚与内径有一定 的比例关系,对于内径φ10~1000mm 的波纹管,壁厚与内径的比值一般控制在 0.0006~0.05;如果太厚,其柔软性必定很差;如果太薄,其承压能力受到限制。 因此,各种波纹管必须根据具体的使用条件和性能要求,按照内径与壁厚的相应 关系,选择合理的壁厚。在设计高压波纹管的时候,为了降低波纹管的刚度和应 力,需要设计多层结构的波纹管,但是多层波纹管的总壁厚与内径之比一般也不 得大于0.05 。 3 )波型 波型是指沿着轴向剖开后的波纹型式和形状,波纹管的波纹形状影响着波纹 管的刚度、位移和承压能力。按几何形状波型可分为U 型、C 型、S 型、V 型 Ω型等。 4 )波距和波厚 波距是波纹管及其波型结构的重要参数,影响波纹管的有效长度和性能。波 距的变化趋势是随内径的增加而增加,波距占内径的百分比则随内径的增加而减 小。因为内径小的波纹管成型困难,波距占内径的百分比应大些。 波纹管波厚是指外波纹部分轴向面上的最大宽度,在波距决定以后,波厚就 直接影响波形角、波峰和波谷的圆角半径。当波距和波厚确定后,不仅波形角已 确定,波峰、波谷处的图角半径也就确定了。 5 )波纹数和有效长度 波纹管波纹部分的轴向总长度称波纹管的有效长度,或称波纹管的工作长度。 波纹数和有效长度是紧密相关的两个参数。为了保证波纹管工作时有可靠的稳定 性,有效长度与外径之间的关系应小于等于1.3。 如果需要长的有效长度,可以用两个或两个以上的波纹管焊接起来,接成长 的波纹管,也可以采用单波连续成形等方法直接成形长的波纹管。对除金属软管 之外的长波纹管,为了保证其结构稳定性,必须在波纹管的内部或外部设置导向 零件。 2. 金属波纹管的性能参数 1)最大压缩长度 在外力作用下,金属波纹管被压缩到波纹之间彼此互相紧密接触时的长度。 2 )最大压缩位移 金属波纹管压缩到波纹之间相互紧密接触时所能产生的最大位移。当波纹管 达到最大压缩位移时,往往已产生了塑性变形,所以工作时不允许达到这一数 值。 3 )允许位移和工作位移 金属

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