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2.1.3波纹管结构图2-5波纹管组件图波纹管组件结构如图2-3,当输入的气压信号时增加时,波纹管的伸缩长度增加,从而推动平衡梁一端产生位移,改变挡板与喷嘴间的距离。当输入的气压信号减少时,波纹管的伸缩长度减少,使挡板与喷嘴间的距离反方向变化。压缩弹簧的弹性系数决定了输入压力信号的范围,通常标准信号压力为20~100kPa。波纹管要求采用弹性限度大,疲劳极限高的耐腐蚀性材料,并具有加工性能好,钎焊容易等优点。一般采用磷青铜、18-8不锈钢等材料。波纹管的理论有效断面积:()()D-波纹管的外径(m);d-波纹管的内径(m)波纹管的输出力为:(N)p-作用在波纹管上的压力(MPa),输入信号;图2-6波纹管受力分析波纹管的伸缩量δ与波纹管的弹簧常数K,和作用在波纹管上的力W有关。δ(mm)气动工程手册[M]–P562其中作用在波纹管上的力W,由输入压力信号的张力和阻尼弹簧的作用力组成,如图2-4所示。(N)p-作用在波纹管上的压力(MPa);A-波纹管的有效断面积;()()D-波纹管的外径(mm);d-波纹管的内径(mm);波纹管内阻尼弹簧的弹簧常数();x弹簧压缩量,等于波纹管的伸长量δ();因此:δ()δ整理得:δ()其中K由波纹管的形状尺寸计算确定。()()气动工程手册[M]–P563气动工程手册[M]–P563E-波纹管材料的弹性模量(MPa);D-外径(mm);d-内径(mm);t-板厚(mm);n-波纹数;h-沟深(mm);R-平均半径,(mm);最后整理得到波纹管的深长量可以表示为:δ()其中p为输入波纹管的压力信号20-100KPa;()为波纹管的有效断面积;为波纹管组件的弹性刚度。根据几何结构,参照JB/T6169-2006标准,选取:D=32mm;d=22mm;t=0.12mm;n=9;h=2.7mm;27mm;材料为锡磷青铜QSn6.5-0.1(GB/T2059),MPa;输入压力信号为:p=0.02-0.1MPa;计算得:C=0.02894;K=2.254;δ取;;图2-7在信号压力下波纹管的伸缩量变化
本文标题:波纹管的计算
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