波纹管的计算

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