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膨胀节的设计和选用

文章出处:责任编辑:河北华洁人气:1184发表时间:2012-09-05 08:44:05
 

  要做好膨胀节的设计和选用,首先要对构成膨胀节的柔性件波纹管的特性有所了解。因为波纹管的性能也就表征了膨胀节的性能。这些性能包括刚度、强度、稳定性和疲劳寿命。

  强度

  (1)应力状态

  现以某换热器筒上波纹管应力的电测值为例说明波纹管在受压力和伸缩位移作用时产生的应力。

  一般,换热器筒体上波纹管的应力为:由内压作用引起的应力和由筒体与管子的温度差是筒体轴向产生伸缩位移而引起的应力。这两种应力可分为经向应力和周向应力。由于周向应力明显小于经向应力,因此因此一下仅对经向应力进行探讨。

  (2)内压引起的应力

  未对波纹管上应力的工程计算有一直观的了解,现试用材料力学的方法进行如下分析。

  (3)位移引起的应力

  在U形波纹管端部,由轴向位移e引起的薄膜应力和弯曲应力,用梁模型求得,此应力一般数值较小,对波壳强度不起主要影响,只有计算组合应力时才予考虑;

  外压式膨胀节用波纹管,强度校核方法与内压不同。

  波纹管在承受内压时,其径向是平衡的,而轴向是不平衡的。因此,波纹管像一根不稳定的圆柱,内压可以使波纹管生产柱状荷载,甚至在波纹管未达到强度失效就会因翘曲失稳而失效,因此波纹管的承受能力应综合权衡波纹管的强度和稳定性问题。这与受压的光滑圆管仅考虑强度问题是不大相同的。

  为提高波纹管的承受能力,防止内压造成波纹管的横向变形,可采用加强环或多层波纹管的办法,承受高压的波纹管用机械制动方法限定行程,以保证波纹管的伸长和压缩控制在正常范围。