波紋管:壓力測量儀表中的一種測壓彈性元件。它是具有多個(gè)橫向波紋的圓柱形薄壁折皺的殼體,波紋管具有彈性,在壓力、軸向力、橫向力或彎矩作用下能產(chǎn)生位移。波紋管在儀器儀表中應(yīng)用廣泛,主要用途是作為壓力測量儀表的測量元件,將壓力轉(zhuǎn)換成位移或力。波紋管管壁較薄,靈敏度較高,測量范圍為數(shù)十帕至數(shù)十兆帕。另外,波紋管也可以用作密封隔離元件,將兩種介質(zhì)分隔開來或防止有害流體進(jìn)入設(shè)備的測量部分。它還可以用作補(bǔ)償元件,利用其體積的可變性補(bǔ)償儀器的溫度誤差。有時(shí)也用作為兩個(gè)零件的彈性聯(lián)接接頭等。波紋管按構(gòu)成材料可分為金屬波紋管、非金屬波紋管兩種;按結(jié)構(gòu)可分為單層和多層。單層波紋管應(yīng)用較多。多層波紋管強(qiáng)度高,耐久性好,應(yīng)力小,用在重要的測量中。波紋管的材料一般為青銅、黃銅、不銹鋼、蒙乃爾合金和因康鎳爾合金等。
美國EJMA 應(yīng)力計(jì)算方法
波紋管的有效面積計(jì)算
有效面積是波紋管的基本性能參數(shù)之一,它表征波紋管將壓力轉(zhuǎn)換為集中力的能力,在利用波紋管把壓力變成集中力輸出的場合,有效面積就是一個(gè)重要參數(shù)。
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。
自振頻率
在工業(yè)中使用的彈性元件,其工作環(huán)境往往都有一定程度的振動(dòng),有些元件用作隔振部件.本身就處在振動(dòng)條件下。對(duì)于在特殊條件下應(yīng)用的彈性元件,必須防止元件的自振頻率(特別是基頻)與系統(tǒng)中任何一種振動(dòng)源振頻相近,避免發(fā)生共振而引起損壞。波紋管類組件在各種領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,為避免波紋管發(fā)生共振面損壞,波紋管的固有頻率應(yīng)低于系統(tǒng)的振動(dòng)頻率,或至少比系統(tǒng)振頻高出50%。
位移特性
金屬波紋管及彈性元件中某一特定點(diǎn)(自由端或中心)的位置變化。按照其運(yùn)動(dòng)軌跡,可分為線位移和角位移。在外界載荷作用下,金屬波紋管可能產(chǎn)生軸向位移、角向位侈及橫向位移。
金屬波紋管及彈性元件在額定載荷作用下所引起的位移值,也就是它們?cè)谡J褂脳l件下允許產(chǎn)生的工作位移。
各類彈性元件在工作瞬間或試驗(yàn)期間允許超過額定位移的承受能力。在發(fā)生超載位移時(shí),彈性元件不應(yīng)發(fā)生損壞、失效、失穩(wěn)等情況。對(duì)于儀表彈性敏感元件,超載位移一般限定在額定位移的125%,工程中使用的波紋管類組件,應(yīng)根據(jù)工程條件和程度確定。