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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20100kPa。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：A=8D2+d2 （m2）D- 波纹管的外径（m）；d- 波纹管的内径（m）波纹管的输出力为：F=p106A （N）p-作用在波纹管上的压力(MPa)，输入信号Pmax=100kPa；图2-6 波纹管受力分析波纹管的伸缩量与波纹管的弹簧常数K，和作用在波纹管上的力W有关。=W9.8K (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Fq和阻尼弹簧的作用力Ft组成，如图2-4所示。W=Fq-FtFq=pA （N）p-作用在波纹管上的压力(MPa)；A- 波纹管的有效断面积;A=8D2+d2 （mm2）D- 波纹管的外径（mm）；d- 波纹管的内径（mm）；Ft=kt xkt-波纹管内阻尼弹簧的弹簧常数 (N/mm)；x -弹簧压缩量，等于波纹管的伸长量( mm )；因此：=p8D2+d2-kt9.8K整理得：=p8D2+d29.8K+kt其中K由波纹管的形状尺寸计算确定。K=ECD+d2.4nth3 气动工程手册M P563C=10.046R3h3+0.287Rh-0.144R2h2+0.083 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， R=D+d2（mm）;最后整理得到波纹管的深长量Zb=pFbKb可以表示为：Zb=p8D2+d29.8K+kt其中p为输入波纹管的压力信号20-100KPa；8D2+d2为波纹管的有效断面积Fb；9.8K+kt为波纹管组件的弹性刚度Kb。根据几何结构,参照JB/T 6169-2006标准，选取：D=32mm；d=22mm；t=0.12mm；n=9；h=2.7mm； R=D+d2=27 mm；材料为锡磷青铜QSn6.5-0.1（GB/T 2059） ，E=1.13105 MPa；输入压力信号为： p=0.02-0.1 MPa；计算得：C=0.02894； K=2.254；Zb=p591.899.8
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