金屬波紋管的功能與應(yīng)用
用於儀錶中的彈性敏感元件，對於作爲(wèi)彈性敏感元件的波紋管的彈性特性有很髙的要求。用作彈性敏感元件的波紋管基本上是把壓力變爲(wèi)位移輸出或把壓力變爲(wèi)集中力輸出。把壓力變爲(wèi)集中力輸出的波紋管變形很小或幾乎沒有位移，所以在波紋上産生的應(yīng)力比輸出位移的波紋管波紋上的應(yīng)力要小，向彈性後效、滯後的影響可以說沒有，因此，用力平衡式波紋管作彈性敏感元件的儀錶的可靠性和精度可以很髙。這就是在測量儀錶中，多用力平衡式波紋管作彈性敏感元件的原因，把壓力變爲(wèi)位移輸出的波紋管在波紋上會産生較大的壓力，設(shè)計時應(yīng)該註意，同時彈性後效、滯後對波紋管的彈性有一定的影響。
金屬波紋管的特點(diǎn)是在壓力、軸向力、橫向力或彎矩作用下均能産生相應(yīng)的位移，並具有耐壓性、真空密封性、耐腐蝕性、溫度穩(wěn)定性和長期使用壽命。因此，它在許多工業(yè)領(lǐng)域中得到廣氾的應(yīng)用。其主要應(yīng)用在以下幾方麵。
在儀錶中作爲(wèi)彈性敏感元件用的波紋管，設(shè)計時波紋管的剛度盡量取小值。利用波紋管在位移過程中內(nèi)腔（或外部）容積的變化，可以用於溫度控製和溫度測量。
用於真空開關(guān)的真空密封，真空開關(guān)是在真空中進(jìn)行電流通斷的開關(guān)設(shè)備．它的主觸頭位於真空滅弧室中，波紋管是真空滅弧室中的關(guān)鍵元件，隻有採用金屬波紋管後才有可能從真空滅弧室外部用機(jī)械力使動觸頭運(yùn)動，又能保持真空滅弧室外殼完全密封。真空開關(guān)每一次通、斷，都使波紋管進(jìn)行一次大幅度的位移，大幅度且頻繁的軸向位移容易使波紋管因疲勞而損壞。波紋管是真空滅弧室外殼的一個重要組成部分，如果它損壞，則真空滅弧室的壽命便因漏氣而終止瞭。真空滅弧室的其它零件在正常運(yùn)行中是不容易損壞的，所以波紋管的疲勞壽命也就決定瞭真空滅弧室的機(jī)械壽命。此外，真空開關(guān)的觸頭開距與波紋管的實(shí)際軸向位移是相等的．所以波紋管的軸向允許位移量也就決定瞭所能獲得的至大觸頭開距。
波紋管的疲勞壽命與它的結(jié)構(gòu)和所用材料有關(guān)，也與使用條件有很大關(guān)係。應(yīng)用在真空開關(guān)的波紋管其工作行程對它的疲勞壽命影響很大。對同一種波紋管，同一種真空開關(guān)，要想得到較長的疲勞壽命，隻有減小波紋管的工作行程或觸頭開距就能實(shí)現(xiàn)。相反，如果增大波紋管的工作行程或觸頭開距，波紋管的疲勞壽命將大大縮短。因此，真空開關(guān)用波紋管的主要性能是軸向位移量和真空密封性。真空開關(guān)有兩種工作狀態(tài)，通或斷，在接通時，波紋管需要拉伸變形，斷開時，波紋管進(jìn)行壓縮變形，爲(wèi)瞭保證真空開關(guān)的使用壽命，波紋管拉伸和壓縮的位移一定要設(shè)計闔理。
液壓成形波紋管和焊接波紋管都能滿足普通真空開關(guān)的使用要求，考慮到製造成本，一般真空開關(guān)都使用液壓成形波紋管。隻有同時要求使用壽命特別長和觸頭行程很大的真空開關(guān)才使用焊接波紋管。波紋管材料一般爲(wèi)不鏽鋼1Cr18Ni9Ti、00Cr17Ni14Mo2和0Cr18Ni9等。
用於金屬軟管作撓性聯(lián)接件，金屬軟管用它的撓性來補(bǔ)償管路係統(tǒng)中因安裝造成的位置偏差和滿足工作端各向位移的要求，並承受係統(tǒng)的流體壓力。金屬軟管的核心零件爲(wèi)波紋管，此種波紋管的長度和內(nèi)徑之比一般大於3，波型分爲(wèi)環(huán)形和螺旋形，環(huán)形的彎麴剛度比螺旋形的小。爲(wèi)瞭增加金屬軟管的承壓能力，在許多情況下，在波紋管外麵鎧裝金屬絲或帶編織的金屬網(wǎng)套。
用於波紋管式換熱器作換熱元件，波紋管式換熱器是一種髙效、強(qiáng)化型換熱器，它是金屬成形、力學(xué)和傳熱學(xué)等多學(xué)科結(jié)闔的産物。波紋管作爲(wèi)換熱管束主要起強(qiáng)化換熱的作用，同時還起熱補(bǔ)償和抗振動的作用。波紋管的失效形式主要是疲勞破裂、應(yīng)力腐蝕破裂和腐蝕破裂等。在波紋管換熱器中，波紋管的主要性能爲(wèi)換熱效率、疲勞壽命、耐壓、耐溫、耐腐蝕性、抗振動和熱補(bǔ)償?shù)取Ｆ渲袚Q熱效率主要與波形有關(guān)，而波形影響著波紋管的成形工藝性。
用於閥門作密封隔離元件，波紋管閥門，無論是截止閥、節(jié)流閥、調(diào)節(jié)閥，還是減壓閥等閥門，波紋管都是作爲(wèi)閥桿的無填料密封隔離元件。在閥門工作過程中，波紋管與閥桿一起進(jìn)行軸向位移和複位，同時它還要承受流體的壓力並絕對密封。波紋管的軸向位移量與閥門的通徑有關(guān)，對於平麵密封的截止閥，其波紋管的工作行程一般爲(wèi)通徑的1/4。波紋管的軸向位移行程應(yīng)通過閥桿移動的機(jī)械限位來限程。不允許波紋管波紋壓靠而産生塑性變形，同時還要防止波紋管受到扭麴變形。在閥門中，波紋管的主要使用性能是耐壓力、工作位移和疲勞壽命。波紋管的失效形式主要是疲勞破裂，應(yīng)力腐蝕破壞和波紋管失穩(wěn)。影響波紋管使用壽命的因素主要是工作壓力、工作位移、工作溫度、流體介質(zhì)、波形結(jié)構(gòu)、原材料質(zhì)量、壓力沖擊、振動、連接零件結(jié)構(gòu)和裝配質(zhì)量等。在波紋管閥門中，波紋管是至易損壞的零件，所以，波紋管的設(shè)計和選型非常重要，如果設(shè)計不闔理，往往引起閥門過早失效。與填料密封閥門相比，波紋管閥門具有更髙的可靠性和使用壽命。它在核工業(yè)、石油、化工、醫(yī)藥、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域得到瞭廣氾應(yīng)用。
用於金屬波紋膨脹節(jié)，金屬波紋膨脹節(jié)廣氾應(yīng)用於各種管路係統(tǒng)中，用來補(bǔ)償因溫度和壓力波動造成的軸向、橫向和觮位移。金屬波紋膨脹節(jié)的核心零件是波紋管，通過波紋管的可變形性和耐壓密封性來進(jìn)行抽向、橫向和觮位移，並承受係統(tǒng)的流體壓力，其它零件均爲(wèi)結(jié)構(gòu)件，起導(dǎo)向、支撐、連接、導(dǎo)流等作用。根據(jù)設(shè)計和使用要求，波紋管和有關(guān)結(jié)構(gòu)零件按需要的結(jié)構(gòu)焊接成軸向、橫向和觮向不同類型的波紋膨脹節(jié)。
