弹簧笛又称包端管,图3.38提一个具有椭圆形、扁平形或偏心圆剖面的一端固定、一端自由并封闭的空心金届管。也有D形、8字形等其它非圆截面形状,见图3.39。管子截面的布置是使截面短轴位于管子的对称平面内。弹簧管的开口端焊在带孔接头中并固定在仪表基座上,而封闭端自由,当管的内腔受流体压力尸作用时,管子曲率改变,自由端产生直线位移。故弹簧管常用作测量压力的灵敏元件。当自由端的位移受到限制时,它将把压力转变为集中力。
与膜盒、波纹管比较,弹簧管灵敏度及有效面积都较小,因此弹簧管常用作测量较大压力的灵敏元件。为了提高弹簧管的灵敏度,有时采用螺旋形弹簧管(螺簧管)、盘簧形弹簧管(盘簧管形弹簧管,见图3.41。测量高压时,可采用麻花型弹簧管(图3.42(a))和偏心弹簧管(图3.42(b))。麻花型弹簧管可测几十个兆帕的高压,其原理是在压力作用下,横截面内产生弯矩,即是以压力作用下横截面的变形为基础。应用这种弹簧管,可使仪表传动机构简单,结构紧凑。偏心弹簧管则用于测量几百至几千兆帕的高压,其原理是在压力作用下,横截面内产生弯矩,从而使管子产生弯曲。制造弹簧管的材料主要有:黄铜、锡青铜——测量压力不大,迟滞要求不高:合金弹簧
钢——测量压力较高者。铁青铜和精密恒弹性合金——要求强度高,迟滞小且特性稳定。镍铬不锈钢——高温或腐蚀介质中工作的弹簧管。
1.薄壁弹簧管
弹簧管的管壁厚度与管截面短半轴之比A/660.7时,称为薄壁弹簧管。薄壁管的中心角的变化与作用压力之间的关系有:
弹簧管已有系列标准,应优先选用标准。当现有标准系列不满足使用要求时,才进行设计。设计方法是:由使用要求参考已有资料(系列标准等)初选几何形状及尺寸,代入变形公式和拉力公式,进行计算,看是否满足使用要求:若不满足则重选参数再进行计算,直到满足为止。然后试制、试验,最后确定参数。下面介绍一些参数的选取原则。
2 . 安全系数的选取
通常弹簧管的位移与压力之间的关系是线性的,但实验指出,当压力增大到某一数值时,其线性关系就会遭到破坏,这个压力称为弹簧。http://www.zhsysb.cn