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金属波纹管的几何参数-郑州久安管道

金属波纹管的几何参数

郑州久安管道2014-12-24 16:21:571238来自:http://www.yjbcq.com

  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。因此金属波纹管的几何参数的确定尤其重要,在管系中,通径小于40mm管道的补偿,可以用金属软管来实现;通径大于400mm管道的补偿,仍用波形膨胀节来实现,通径介于40--100mm之间管道的补偿,最佳方案就是用薄壁波纹补偿器来实现。因此,通径在40---400mm之间的波纹管是我们研究的中心范围。
  波纹几何参数确定的原则以其使用条件不同而异。在内径既定的情况下,首先要考虑的是C值,C为波纹管外内径之比,C=D/d。日本富士深沟型波纹管的C值最大为1.85,英国德丁顿(HYDROFLEX)深波波纹管的C值最大为1.84。我国仪器仪表工业总局规定:深波波纹管的C值为1.6-2.0之间,浅波波纹管的C值为1.6以下。这些都是相对感测元件通径小于50mm的波纹管而言的,不可照搬,亦不可挪用。对于用作补偿,器通径在40--400mm波纹管,我们的经验是:C值只能控制在1.15-1.35的范围内。一般来讲,C值的确定应以d值的增大而增大。但因为波纹管承载能力随着d值的增大和C值的增大而减小。所以,为了获得所需要的承载能力和其它相关的性能,当d增大达一定值时C值的确定应随着d值的增大而减小。外径是导出参数,在内径d和c值确定之后,按D=Cd的式子算出。
  波距是指相邻两个波纹之间的距离。它变化的趋势应随波纹管外径的增加而增加,它与波纹管外径的百分比又应随外径的增加而减小。因此,一些书刊上根据国外有关资料的统计结果,推荐波距以波纹管外径的一定的百分比确定,即波距T为外径D的8---12多。我们认为:它对于用作通径为40-400mm作补偿器的波纹管来讲,是不适宜的。波距的确定,不仅同波纹管外径有关,它同波纹管内径、壁厚也有着一定的内在联系。要保证一定压力条件下良好地补偿效果,就要严格地控制连接波峰半圆弧和波谷半圆弧的两个互相平行着的圆环膜片的环带宽度S,参见图5。

宽度应不小于波峰半圆弧与波谷半圆弧的半径之和。否则,补偿就可能依靠波峰半圆弧和波谷半圆弧半径的变化来实现。这样,不可避免地出现波纹管在远超材料屈服极限的应力状态下工作的状况,既不安全,又不可靠。当然,圆环膜片的环带宽度S也不宜太大,原因有三:加工难度大,模具制作困难;承载能力低,容易产生失稳;使用范围窄,位移补偿量小。
  当波峰半圆弧内半径与波谷半圆弧半径比值为1时,波纹管的纵向刚度和应力均为最小。费奥多谢夫的刚度理论又说明了“U”形波纹管具有最佳的灵敏度。我们认为:这是所有薄壁波纹管的共性。因此,研究作补偿器所用的“U”形波纹管应在确定波距T的基础上导出波峰半圆弧半径r,和波谷半圆弧半径r:及波纹宽度B。

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