论文总字数：6403字

摘 要

小位移波纹管应用于测量压力装置中的压力，在工作过程中，波纹管可以实现将所测得的压力转换成直线位移，使用者可以通过读取波纹管的位移进而读出压力或直线力的大小。在设计中，为保证所测的得压力的真实性，波纹管的材料应满足胡克定律，因此在设计时波纹管应满足一定的线性规律，一般来说，传统的波纹管具备很薄的管壁，具备很高的灵敏度，在测量中其范畴为几十帕到几十兆帕。具备固定类型的开口段断端，密封段位于自由情况，通过辅助类型的簧片、螺旋 弹簧提高弹性。

关键词：位移，胡可定律，线性规律

Abstract

The bellows with small displacement are used to measure the pressure in the pressure device. During the working process, the bellows can convert the measured pressure into the linear displacement. The user can read the displacement of the bellows and then read the pressure or the linear force. In the design, in order to ensure the authenticity of the measured pressure, the material of the bellows should meet hooke's law. Therefore, the bellows should meet a certain linear rule in the design. Generally speaking, the traditional bellows have a thin wall and high sensitivity, and the measurement range is from tens of pa to tens of mpa. The broken end of the open section is fixed, and the sealing section is in a free state, and an auxiliary coil spring or reed is used to increase the elasticity.

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目录

摘 要

第一章 总体方案设计

1.1本课题设计参数及任务

1.1.1设备设计参数

1.1.2 本课题设计及计算内容

1.2整体方案的确定及说明

1.3工艺流程

第二章 小位移波纹管即在加载机构设计计算

2.1.1波纹管的材质选择

2.2.3波纹管材料及性能

2.4.2波纹管的分析

2.5 波纹管工作原理

2.6波纹管材质确定

2.7波纹管提升机构设计计算

第三章 模具结构的设计计算

3.1 模具的受力分析计算

3.2波纹管加压机构

3.3 压力装置设计

3.4液压系统设计计算

3.5支架设计计算

第四章 受力架结构即支架设计计算

第五章 液压系统设计计算………………………………………………………………………………

参考文献

致 谢

第一章 总体方案设计

1.1 本课题设计参数及任务

1.1.1 设备设计参数
模具长度L=12M, B=1.5 M

S=3~12mm(参考波纹管的可压缩量)

参考的模具板最大厚度100mm，装填高度50mm

1.1.2 本课题设计及计算内容

1、四氟复合板模具设计计算。

2、承载机构设计计算。

3、波纹管机构设计计算。

4、液压动力系统设计计算。

5、复合板生产流程设计。

1.2 整体设计方案的确定及说明

图1.1总体加载方式示意图

1.3 工艺流程如下：

模具装配-- 混合料添加---纯四氟添加--加载排气--进入受力框架--调整垫板高度--启动液压系统--波纹管上升--提高模具--施加载荷--保压--放油卸载--移出模具--退模--进入烧结。

技术要求说明：

板尺寸：12000*1500*3-10毫米。

模具填装高度：50毫米以上。

模具导向长度：30毫米以上。

成型后板材：纯四氟厚度占总厚度40%，混合基材料厚度占60%。

波纹管弹性升高降落位移：6毫米。

常温下加载。

1. 小位移波纹管即在加载机构设计计算

2.1.1 选择波纹管材质

图2.1经常可见的波纹管材质

2.2.3 波纹管材料和性能

波纹管性能：

性特征是指在波纹管的弹性范围内，波纹管所承受的载荷与产生位移的相互关系。当位移不大是，波纹管的弹性系数是线性的。当位移较大时波纹管的弹性特性是非线性的，但非线性是不强的，可称为拟非线性。波纹管的非线性弹性特性一般是随波纹管的位移增加而载荷衰减。参考其形变的变形曲线如下图所示：

图2.3波纹管形变参数

波纹管形变参数：

1. 波深系数K波深系数K(也被叫做胀形系数)为波纹管的内径、外经的比（也就是K=D/d)，其为决策波纹类型的管制几何形状的主要参数。在内径d确定的情况下，K值越大，波纹的高度就越高。K值影响着波纹管成型工艺和性能，该波纹管在成型过程中，其难度伴随提高K值而逐渐的提高。
2. 波纹管厚壁为特别重要的几何类型的参数，针对波纹管而言，其重点的属性（工作环应力、刚度、环刚度)决策与波纹管自身具备的几何尺寸，尤其为其壁厚。
   　　(3)波型为按照轴向在剖开之后的波纹形状、型式。波纹管自身的波纹形状对波纹管的位移、刚度、承压技能产生很大的影响。波纹管按照几何形状可划分成：螺旋形、U形、C形、S形、V形和Ω形等。
   　　(4)波厚波距、波距为波形组织、波纹管的主要参数，对波纹管的 性能、长度产生影响。波距的改变态势是：其多少伴随提高内径而开始提高，在内径中其占比伴随提高内径而开始降低。波厚为外波纹区域的轴面内的很大宽度，在决策波距后，波厚可对波峰、波形角、波谷的圆角半径产生直接的影响。在确定波厚、波距之后，其波形角、波峰和波谷处的圆角半径也即确定。

2.4.2波纹管的分析

凹凸模的形状十分简单，所以常择取淬火完后，硬度在60-62之间的，故而采用9Mn2V冷作为模具钢来使用。

9Mn2V钢是一种力学综合性能对比碳素类型的工具钢而言，其为更加优良的较低合金情况的工具钢，为合金类型工具钢内的不涵盖且为唯一存在的Ni、Cr因素的经济类型的钢种，当下在中国其具备很长的使用的时间，累计了诸多的先驱应用的经验，它一般具有比较高的硬度和耐磨性。淬火时它的变形量较小，淬透性十分良好好。出于在钢内诸多很多的钒，实现了晶粒的细化，由此降低了钢过热类型的敏感性。并且其碳化物对比很小和以及元素均匀分布。

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