 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( сентябрь 2013 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Металлические сильфоны - это эластичные сосуды, которые можно сжимать при приложении давления к внешней стороне сосуда или расширять под действием вакуума. Когда давление или вакуум сбрасываются, сильфон возвращается к своей первоначальной форме при условии, что материал не подвергался нагрузкам сверх предела текучести. Они используются как из-за их способности деформироваться под давлением, так и для обеспечения герметичного уплотнения , допускающего движение.
В основе технологии прецизионных сильфонов 20-го и 21-го веков лежат металлические сильфоны. В менее требовательных приложениях используются резиновые и пластиковые сильфоны. Эти изделия мало похожи на оригинальные кожаные сильфоны, традиционно используемые в каминах и кузницах .
Типы [ править ]
Существует три основных типа металлических сильфонов: формованные, сварные и гальванические.
Формованные сильфоны производятся путем доработки труб, обычно производимых методом глубокой вытяжки , с использованием различных процессов, включая холодную формовку (прокатку) и гидроформование . Их также называют извитыми мехами или сильфонами .
Сварные сильфоны (также называемые ребра приварены или диафрагменные сильфоны) изготавливаются путем сварки ряд индивидуально сформированных диафрагм друг к другу. Сравнение двух типов сильфонов обычно сосредоточено на стоимости и производительности. Гидроформованные сильфоны обычно имеют высокую стоимость оснастки , но при серийном производстве могут иметь более низкую стоимость единицы продукции. Однако гидроформованные сильфоны имеют более низкие эксплуатационные характеристики из-за относительно толстых стенок и высокой жесткости. Сварные металлические сильфоны производятся с меньшими затратами на первоначальную оснастку и сохраняют более высокие эксплуатационные характеристики. Недостатком сварных сильфонов является пониженная прочность металла сварных соединений, вызванная высокой температурой сварки. [1]
Гальванопластики сильфоны получают путем высева ( гальванопластики ) металлический слой на модели (дорна), с последующим удалением оправки. Они могут изготавливаться с небольшими затратами на инструмент и с тонкими стенками (25 микрометров или меньше), что обеспечивает такие сильфоны с высокой чувствительностью и точностью во многих сложных приложениях, а также могут изготавливаться в формах, которые было бы исключительно трудно изготовить другими способами с небольшая дополнительная трудность. [2] [3]
Еще одна область сравнения - строительные металлы. Гидроформованные и катаные сильфоны ограничиваются металлами с высокими характеристиками пластического удлинения, тогда как сварные сильфоны могут изготавливаться из более широкого ряда стандартных и экзотических сплавов, таких как нержавеющая сталь и титан , а также других высокопрочных, устойчивых к коррозии материалов. Электроформованные сильфоны могут изготавливаться из никеля , его высокопрочных сплавов и меди .
Приложения [ править ]
Металлические сильфоны используются в большом количестве промышленных приложений. Ниже вы найдете несколько;
- Тензодатчики ; Датчик нагрузки деформируется, если на него воздействует определенная нагрузка в виде давления или деформации. Эта деформация затем обнаруживается тензодатчиком, через который протекает постоянный ток низкого напряжения . Изменение напряжения обнаруживается и отображается на панели управления . Поверх манометра установлен сильфон для защиты от внешних воздействий.
- Вакуумные прерыватели; Для переключения очень высоких напряжений на трансформаторных подстанциях вокруг контактов во время работы должен поддерживаться высокий вакуум или диэлектрический газ под высоким давлением, чтобы уменьшить образование дуги, которое может повредить контакты и может предотвратить безопасное отключение цепи. Здесь сильфон позволяет контактам входить и выходить, сохраняя при этом надежное газонепроницаемое уплотнение.
- Торцевые уплотнения ; В основном они используются, чтобы закрыть внутреннюю часть насоса от внешнего мира, чтобы предотвратить утечку . Для этого на валу насоса устанавливается механическое уплотнение. При вращении вала насоса должен быть уплотнительный элемент, состоящий из неподвижного и вращающегося кольца. Для обеспечения достаточного давления на два кольца одно оснащено пружиной, сильфон позволяет пружине свободно перемещаться без утечки. Сильфон может быть сконструирован таким образом, чтобы он также функционировал как пружина.
- Манометры: если необходимо измерить давление агрессивных жидкостей или газов, манометр должен быть изолирован от потока. Для ответственных применений в манометре используется мембранное уплотнение вместо трубки Бурдона . Это дает больше защиты, чем утечка агрессивных сред. Мембрана представляет собой автономный датчик, передающий смещение на измерительный прибор.
- Датчики: в этом случае диафрагма или гофрированный сильфон полностью герметичны и заполнены определенным газом. Два электрических полюса проходят внутрь сильфона. Изменяя ток этих двух полюсов, можно регулировать температуру внутри сильфона. Расширение или сжатие сильфона используется в качестве исполнительного механизма для управления определенным движением.
- Уплотнение клапана: между корпусом и штоком клапана используется сильфон, чтобы полностью изолировать внутреннюю часть от внешнего мира. В Европе это особенно важно, поскольку такие правила, как TA Luft, запрещают любую утечку.
- Муфты для шаговых двигателей и серводвигателей : гибкая часть, способная компенсировать перекос, выполнена сильфоном. Это гарантирует отсутствие разницы в угловом положении двух полумуфт. Это важно, если точность позиционирования должна быть предельно точной.
- Выхлопные сильфоны: Работающие двигатели вызывают самовибрацию. Чтобы компенсировать эти движения и перепады температур, приводящие к тепловому расширению, используются сильфоны для соединения труб выхлопных газов с воронкой.
- Трубопроводы компенсатор : В этом приложении, короткий участок сильфона соединен между трубами поглощать тепловое движение и вибрацию, типичную в высоком вакууме, высокой температуры, криогенные или системах с высокой чистоты, и заводские запечатанный систем , которые не должны допускать любая утечка газа внутрь или изнутри для длительного срока службы.
- Металлические сильфоны также используются в других продуктах и сегментах рынка, включая медицинские приложения, такие как имплантируемые лекарственные насосы, промышленные приводы, аэрокосмические устройства, такие как датчики высоты и устройства управления потоками (аккумуляторы, ограничители перенапряжения, компенсаторы объема и хранилища жидкости). Металлические сильфоны также используются в космосе, обеспечивая резервуары с питьевой водой, а также аккумуляторы для сбора сточных вод.
Производство [ править ]
Сварные сильфоны можно изготавливать из различных экзотических металлов и сплавов, тогда как формованные сильфоны ограничиваются сплавами с хорошим удлинением - ярким примером является латунь . Сварные сильфоны не изготавливают из латуни из-за ее принципиально плохой свариваемости. Другие преимущества сварного сильфона включают компактность (более высокие характеристики в меньшем корпусе), возможность сжатия до твердой высоты без повреждений, устойчивость к зазубринам и вмятинам и значительно большую гибкость.
Сварка металлических сильфонов - это процесс сварки под микроскопом, обычно выполняемый в лабораторных условиях при большом увеличении.
Гидроформованные сильфоны производятся путем принуждения металлической трубки к расширению под гидравлическим давлением внутри формы сильфона и принятию извилистой формы формы.
Электроформованные сильфоны изготавливаются путем нанесения металла на сильфонную модель (оправку) и последующего удаления оправки химическими или физическими средствами. Из-за низкой стоимости инструмента и короткого производственного цикла гальваническое формование сильфонов является не только недорогим методом производства, но и прекрасным инструментом для создания прототипов.
Отклонения [ править ]
Существует множество компенсаторов, и не каждый из них может выдерживать одинаковые типы прогиба. Различные типы прогибов: осевые, боковые, угловые, крутильные, циклические или любые их комбинации, которые могут возникать одновременно. [4]
Ссылки [ править ]
- ^ Металлические сильфоны , сваренные кромкой, Bellowstech
- ^ Прецизионные металлические сильфоны , NiCoForm
- ^ "Электроформованные металлические сильфоны - сервометр" . Сервометр . Проверено 22 ноября 2016 .
- ↑ Типы металлических сильфонов, отклонения сильфонов США, (извлечено в марте 2012 г.)
