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金屬波紋管的幾何參數(shù)

金屬波紋管的尺寸規(guī)格已按內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列化，一般將金屬波紋管內(nèi)徑或外徑

作為基本尺寸，其它結(jié)構(gòu)參數(shù)作為相對尺寸。當(dāng)內(nèi)徑或外徑確定后，壁厚、波距、

波厚等等，均以內(nèi)徑或外徑為基準(zhǔn)按適當(dāng)比例確定。設(shè)計波紋管參數(shù)時要滿足波

紋管的性能要求，同時還要考慮波紋管的制造工藝性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

1）波深系數(shù) k （也稱脹形系數(shù)）

波深系數(shù) k 是波紋管外徑與內(nèi)徑之比，它是決定波紋管幾何形狀的一個重

要參數(shù)。在內(nèi)徑 d 確定的情況下，k 值越大，波紋的高度就越高。k 值影響著波

紋管的性能和波紋管的成形工藝，波紋管的成形難度隨著 k 值的增加而增加。當(dāng)

k 值增加到 2 時，液壓成形波紋管就相當(dāng)困難。所以當(dāng) k>= 2 時，宜采用焊接波

紋管。液壓成形波紋管，可分為淺波和深波兩種，以波深系數(shù) k= 1.5 為分界，

k=1.3~1.5 之間的波紋管稱淺波紋管，波紋管成形較容易；k=1.6~1.9 之間的波

紋管稱深波紋管，成形相對較難，有時需要兩次成形。同樣內(nèi)徑尺寸的波紋管，

深波紋管的剛度小，空調(diào)波紋管圖片，靈敏度高，允許位移大；淺波紋管的剛度大，靈敏度低，允

許位移較小。用于儀表、傳感器的測量波紋管，宜采用深波紋管；用于承受壓力

為主的波紋管，宜采用淺波紋管。

2）波紋管壁厚

波紋管壁厚是一個重要的幾何參數(shù)，綦江空調(diào)波紋管，波紋管的主要特性（剛度和工作應(yīng)力）

取決于波紋管的幾何尺寸，特別是取決于它的壁厚。波紋管的壁厚與內(nèi)徑有一定

的比例關(guān)系，對于內(nèi)徑 φ10~1000mm 的波紋管，壁厚與內(nèi)徑的比值一般控制在

0.0006~0.05；如果太厚，其柔軟性必定很差；如果太薄，其承壓能力受到限制。

因此，各種波紋管必須根據(jù)具體的使用條件和性能要求，按照內(nèi)徑與壁厚的相應(yīng)

關(guān)系，選擇合理的壁厚。在設(shè)計高壓波紋管的時候，為了降低波紋管的剛度和應(yīng)

力，需要設(shè)計多層結(jié)構(gòu)的波紋管，但是多層波紋管的總壁厚與內(nèi)徑之比一般也不

得大于 0.05。

3）波型

波型是指沿著軸向剖開后的波紋型式和形狀，波紋管的波紋形狀影響著波紋

管的剛度、位移和承壓能力。按幾何形狀波型可分為 U 型、C 型、S 型、V 型

Ω 型等。

4）波距和波厚

波距是波紋管及其波型結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，影響波紋管的有效長度和性能。波

距的變化趨勢是隨內(nèi)徑的增加而增加，波距占內(nèi)徑的百分比則隨內(nèi)徑的增加而減

小。因為內(nèi)徑小的波紋管成型困難，波距占內(nèi)徑的百分比應(yīng)大些。

波紋管波厚是指外波紋部分軸向面上的大寬度，在波距決定以后，波厚就

直接影響波形角、波峰和波谷的圓角半徑。當(dāng)波距和波厚確定后，不僅波形角已

確定，波峰、波谷處的圖角半徑也就確定了。

5）波紋數(shù)和有效長度

波紋管波紋部分的軸向總長度稱波紋管的有效長度，或稱波紋管的工作長度。

波紋數(shù)和有效長度是緊密相關(guān)的兩個參數(shù)。為了保證波紋管工作時有可靠的穩(wěn)定

性，有效長度與外徑之間的關(guān)系應(yīng)小于等于 1.3。

如果需要長的有效長度，可以用兩個或兩個以上的波紋管焊接起來，接成長

的波紋管，也可以采用單波連續(xù)成形等方法直接成形長的波紋管。對除金屬軟管

之外的長波紋管，為了保證其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，必須在波紋管的內(nèi)部或外部設(shè)置導(dǎo)向

零件。

．金屬波紋管的材料

金屬波紋管的性能主要取決于制造波紋管的材料的質(zhì)量和波紋管成形后的

幾何參數(shù)．波紋管的性能能否滿足設(shè)計要求，很大程度上取決于這些材料的制造

質(zhì)量。材料的畸變，焊接不均勻，成形后波形不規(guī)則和殘余損傷等都能引起局部

部位的高應(yīng)力，從而導(dǎo)致波紋管過早的破壞。波紋管材料的選擇主要應(yīng)考慮如下

幾點：

1）相容性

金屬波紋管材料必須與相接觸的工作介質(zhì)和相連接的各種零件相容，因為壁

厚很薄，空調(diào)波紋管種類，很容易因點腐蝕和應(yīng)力腐蝕而損壞波紋管的整體性。清洗用的介質(zhì)和清

洗工序必須認(rèn)真研究，因為在波紋管內(nèi)波紋處，空調(diào)波紋管型號，清洗和檢查都比較困難。

2）溫度

金屬波紋管的工作溫度范圍為（-253 ~600）℃。在高溫下工作的波紋管所

使用的材料要有足夠的熱穩(wěn)定性。工作溫度升高，材料的彈性模量下降，從而導(dǎo)

致波紋管的剛度、耐壓力和疲勞壽命的降低。在低溫下使用的波紋管材料，必須

有良好的低溫性能。在低溫下，材料的脆性對表而缺陷十分敏感，因此，對材料

的表面質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格控制。

3）使用壽命和應(yīng)力

金屬波紋管的承壓能力受材料屈服強度的限制，而疲勞循環(huán)次數(shù)則受材料的

疲勞壽命和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的制約。要求高壽命的波紋管應(yīng)設(shè)計在彈性范圍內(nèi)工作，

例如作儀表元件和軸密封用的波紋管。

4）制造技術(shù)

各種用于成形波紋管的材料．要求其塑性和焊接性能良好。直徑較小的波紋

管通常用無縫管制造，而直徑超過 25mm 的波紋管，可用板材或帶材成形圓簡

后縱向縫焊，再成形波紋管。

對材料的附加考慮用于制造波紋管的材料，不論是管材、帶材還是板材，根

據(jù)波紋管使用性能要求，確定所需材料的厚度公差。當(dāng)剛度不是主要性能要求時，

其壁厚公差可為厚度的+/-10%，當(dāng)剛度要求較高時，其壁厚公差為厚度的+/-5 %。

波紋管材料成形前的晶粒度應(yīng)小于 35 拼 um，晶粒的不均勻度不大于 2 級。

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