金屬波紋管設(shè)計和選型的依據(jù)

在波紋管應(yīng)用中，系統(tǒng)(整機)或子系統(tǒng)(部件)給定的條件就是波紋管設(shè)計和選形的主要依據(jù)。一般給定設(shè)計條件有以下幾項：

(1)最大空間尺寸或通徑

(2)工作載荷的性質(zhì)和大小

(3)工作位移量

(4)工作溫度范圍

(5)工作介質(zhì)的性質(zhì)

(6)精度要求

(7)使用壽命

金屬波紋管設(shè)計和選型的內(nèi)容和原則

波紋管設(shè)計和選型的主要內(nèi)容是：根據(jù)系統(tǒng)給定的已知條件來選擇波紋管的材料，結(jié)構(gòu)刑式、幾何尺寸參數(shù)和性能參數(shù)。在選型過程中，應(yīng)當(dāng)全面滿足系統(tǒng)對波紋管的使用要求，并力求做到結(jié)構(gòu)先進合理.在有條件的情況下最好進行優(yōu)化設(shè)計。實踐證明，波紋管的設(shè)計選型是非常重要的，如果設(shè)計選型不合理，波紋管制造的質(zhì)量再高也滿足不了使用要求。

1.材料選擇

根據(jù)波紋管的用途，載荷種類和大小，精度要求、工作介質(zhì)、工作溫度及使用壽命等已知條件，并考慮材料的成形和焊接工藝性。選擇一種合適的材料。材料選擇還要考慮其市場來源。

2.確定結(jié)構(gòu)型式

(1)選擇波紋形狀

根據(jù)波紋管的用途、性能、使用要求以及各種波形的性能和制造特點等因素來選擇比較合理的波紋形狀。在一般情況下，多數(shù)選擇U 型波紋等。

(2)確定波紋管層數(shù)

根據(jù)波紋管的用途、工作壓力、剛度、工作介質(zhì)等因素確定波紋管的層數(shù)。在工作壓力較高的情況下，一般選用多層結(jié)構(gòu)的波紋管，對于多層波紋管需要合理選擇其層數(shù)和單層壁厚。

(3)初步估定是否要與其它彈性元件聯(lián)用

有些情況下波紋管與螺旋彈簧并聯(lián)使用，這些情況分別是: 為了提高測量精度;工作壓力比較高的場合;有沖擊載荷的情況。

(4)選擇波紋管的兩端端部的結(jié)構(gòu)型式

選擇波紋管的兩端端部的結(jié)構(gòu)型式，要考慮兩端結(jié)構(gòu)的成形工藝、焊接工藝和整個系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)方面的限制。

(5)考慮是否需要導(dǎo)向裝置

當(dāng)波紋管有效長度比較長時，為了避免在工作過程中產(chǎn)生柱狀失穩(wěn)，應(yīng)考慮增加導(dǎo)向裝置。例如，閥用波紋管一般都設(shè)有導(dǎo)向裝置。

(6) 考慮是否需用加強環(huán)

為了適應(yīng)較高工作壓力的使用要求，波紋管可以用加強環(huán)加強，或者采用多層結(jié)構(gòu)，也可以應(yīng)用這兩種結(jié)構(gòu)的組合。加強環(huán)是局部加強，多層結(jié)構(gòu)是整體加強。

3.設(shè)計計算和選擇波紋管的結(jié)構(gòu)參數(shù)

波紋管的性能取決于波紋管的結(jié)構(gòu)，波紋管的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)包括內(nèi)徑、外徑、壁厚、波距、波厚、波紋數(shù)、層數(shù)，兩端配合部分尺寸以及有效長度、總長度等。在一般情況下，波紋管的用戶應(yīng)從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和制造單位的產(chǎn)品樣本中選擇波紋管，而不是設(shè)計新產(chǎn)品。這樣能使研制中的問題減到最少，同時還能降低制造成本和縮短制造周期。

4.設(shè)計計算波紋管的性能參數(shù)

在波紋管主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)經(jīng)過設(shè)計計算或選型初步確定之后，再設(shè)計計算波紋管的性能參數(shù)。如果波紋管性能參數(shù)不能滿足技術(shù)要求時，應(yīng)適當(dāng)修正波紋管的幾何尺寸參數(shù)。波紋管的用途不同，其技術(shù)要求也不一樣，設(shè)計時應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的要求，制定相應(yīng)的設(shè)計方法。測量用的波紋管通常主要要求的是剛度、強度和彈性性能。雖然不同幾何形狀、尺寸參數(shù)的多種波紋管都可以滿足同樣的剛度要求，但是在這些波紋管中產(chǎn)生的應(yīng)力值卻不一樣。那些既能滿足剛度要求，而且工作時產(chǎn)生的應(yīng)力最小的方案是最合理的。應(yīng)力的減小不僅提高了安全系數(shù)，而且也降低了材料彈性對遲滯、后效、疲勞等的影響，從而提高了波紋管的精度和工作可靠性。