Проектирование и выбор металлических гофрированных трубок
Дата публикации:
2018-10-23
Основы проектирования и выбора металлических гофрированных трубопроводов
В области применения сильфонов заданные условия системы (всего устройства) или подсистемы (компонентов) служат основными исходными данными для проектирования и выбора типа сильфона. Как правило, к числу указанных проектных условий относятся следующие:
(1) Максимальный размер пространства или проходное сечение
(2) Характер и величина рабочей нагрузки
(3) Перемещение рабочего узла
(4) Диапазон рабочих температур
(5) Свойства рабочей среды
(6) Требования к точности
(7) Срок службы
Содержание и принципы проектирования и выбора металлических гофрированных трубопроводов
Основные задачи проектирования и выбора сильфонов заключаются в том, чтобы на основе заданных системой исходных данных подобрать материал, конструктивную схему, геометрические размеры и эксплуатационные параметры сильфона. В процессе выбора необходимо обеспечить соответствие требованиям системы к эксплуатации сильфона, стремясь при этом к созданию конструкции, отличающейся высокой технологичностью и рациональностью; при наличии соответствующих условий следует проводить оптимизированное проектирование. Практика показывает, что проектирование и выбор сильфона имеют крайне важное значение: если эти этапы выполнены нерационально, даже самое высокое качество изготовления не позволит сильфону удовлетворить эксплуатационные требования.
1. Выбор материалов
В соответствии с известными условиями — назначением сильфона, видом и величиной нагрузки, требованиями к точности, рабочей средой, рабочей температурой и сроком службы, а также с учётом технологичности формирования и сварки материала — выбирается подходящий материал. При выборе материала необходимо также учитывать его доступность на рынке.
2. Определение конструктивной схемы
(1) Выбор формы гофра
Выбор наиболее рациональной формы гофра осуществляется с учётом его назначения, эксплуатационных характеристик, требований к применению, а также свойств и технологических особенностей различных типов гофров. В большинстве случаев предпочтение отдаётся, например, U‑образным гофрам.
(2) Определение числа слоёв сильфона
Количество слоёв сильфона определяется с учётом его назначения, рабочего давления, жёсткости и характера рабочей среды. При высоких значениях рабочего давления обычно применяют многослойные сильфоны; при этом необходимо рационально подбирать число слоёв и толщину стенки каждого слоя.
(3) Предварительно оценивается необходимость совместного использования с другими упругими элементами.
В некоторых случаях сильфон и винтовая пружина применяются параллельно; такие случаи включают: повышение точности измерений; условия работы с относительно высоким рабочим давлением; а также наличие ударных нагрузок.
(4) Выбор конструктивного исполнения торцевых частей сильфона
При выборе конструктивных исполнений торцевых частей сильфона необходимо учитывать технологию формирования этих торцов, сварочные процессы, а также конструктивные ограничения всей системы.
(5) Рассмотреть вопрос о необходимости направляющего устройства
Когда эффективная длина сильфона достаточно велика, во избежание возникновения столбчатой потери устойчивости в процессе эксплуатации следует предусмотреть установку направляющих устройств. Например, сильфоны, применяемые в клапанах, как правило, оснащаются такими направляющими устройствами.
(6) Рассмотреть вопрос о необходимости применения усилительного кольца
Для обеспечения соответствия эксплуатационным требованиям при повышенных рабочих давлениях сильфон может быть усилен кольцами жёсткости, либо выполнен в многослойной конструкции; допускается также сочетание этих двух вариантов. Кольца жёсткости обеспечивают локальное усиление, тогда как многослойная конструкция — общее усиление.
3. Проектирование и расчёт, а также выбор конструктивных параметров сильфона
Характеристики сильфона определяются его конструкцией; основными конструктивными параметрами сильфона являются внутренний диаметр, наружный диаметр, толщина стенки, шаг волны, высота волны, число волн, количество слоёв, размеры соединительных участков на обоих концах, а также эффективная и общая длина. Как правило, заказчику следует выбирать сильфон по соответствующим стандартам и в каталогах производителей, а не разрабатывать новую конструкцию. Это позволяет минимизировать возникающие при проектировании проблемы, одновременно снижая затраты на изготовление и сокращая сроки производства.
4. Расчёт и проектирование эксплуатационных параметров сильфона
После того как основные конструктивные размерные параметры сильфона были определены в ходе проектных расчётов или предварительно выбраны, следует произвести расчёт его эксплуатационных характеристик. Если эти характеристики не удовлетворяют техническим требованиям, необходимо соответствующим образом скорректировать геометрические размерные параметры сильфона. В зависимости от назначения сильфонов их технические требования различаются; при проектировании следует разрабатывать соответствующие методы с учётом конкретных требований. Для измерительных сильфонов основными требованиями обычно являются жёсткость, прочность и упругие свойства. Хотя различные сильфоны с разными геометрическими формами и размерными параметрами могут обеспечивать одинаковые значения жёсткости, величины возникающих в них напряжений будут различаться. Рациональным является вариант, который одновременно удовлетворяет требованиям по жёсткости и минимизирует напряжения в процессе эксплуатации. Снижение напряжений не только повышает коэффициент запаса прочности, но и уменьшает влияние упругих свойств материала на гистерезис, остаточную деформацию и усталостные явления, что, в свою очередь, повышает точность и надёжность работы сильфона.
Предыдущая страница
Следующая страница
Предыдущая страница:
Следующая страница:
Немедленно проконсультируйтесь
Комплексное обслуживание по заказу, производству и поставке комплектующих для высоковольтного электрооборудования — от разработки до реализации
Свяжитесь с нами
Адрес: Китай, провинция Цзянсу, город Тайчжоу, район Цзянъянь, посёлок Лоучжуан, улица Байлун, д. 398
Председатель правления: Юань Вэньбао
Телефон:+86 0523-88608579
Факс: +86 0523-88607688
Веб-сайт:www.jshuixin.com.cn
Электронная почта:muaijun@jshuixin.com.cn
Сканировать