Die Stabilität von Faltenbälgen

Wenn beide Enden des Faltenbalgs eingeschränkt sind und der Druck im Faltenbalg auf einen bestimmten kritischen Wert ansteigt, werden die Faltenbälge instabil.

Für einen Faltenbalg, der in einem komprimierten Zustand arbeitet, ist seine maximale Kompressionsverschiebung: Unter der Einwirkung von Druck können die Faltenbälge auf den maximalen Verschiebungswert komprimiert werden, der erzeugt werden kann, wenn die Wellungen miteinander in Kontakt kommen, auch bekannt als die maximal zulässige Verschiebung der Struktur, die gleich der Differenz zwischen der freien Länge der Faltenbälge und der maximalen komprimierten Länge ist.

Die maximale Verschiebung, die ohne plastische Verformung des Faltenbalgs erreicht werden kann, wird als zulässige Verschiebung des Faltenbalgs bezeichnet.

Der Faltenbalg erzeugt eine Restverformung im eigentlichen Arbeitsprozess. Die Restverformung wird auch als permanente Verformung oder plastische Verformung bezeichnet. Der Faltenbalg wird unter Einwirkung von Kraft oder Druck verformt. Wenn die Kraft oder der Druck entfernt wird, kehrt der Faltenbalg nicht in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Restverformung, die Restverformung wird normalerweise durch den Betrag ausgedrückt, um den der Faltenbalg nicht in die ursprüngliche Position zurückkehrt, auch als Nullversatz bezeichnet.

Die Beziehung zwischen der Verschiebung des Faltenbalgs und dem Nullversatz, unabhängig von der Zug- oder Druckverschiebung, im Anfangsstadium der Faltenbalgverschiebung ist ihre Restverformung sehr gering und im Allgemeinen kleiner als die zulässige Nullposition, die im Standard-Offsetwert des Faltenbalgs angegeben ist. Wenn jedoch die Zug- (oder Druck-) Verschiebung allmählich über einen bestimmten Verschiebungswert hinaus zunimmt, führt dies zu einem plötzlichen Anstieg des Null-Offset-Wertes, was bedeutet, dass der Faltenbalg eine relativ große Restverformung erzeugt. Wenn die Verschiebung etwas mehr erhöht wird, nimmt die Restverformung deutlich zu. Daher sollte der Faltenbalg diese Verschiebung im Allgemeinen nicht überschreiten, da sonst seine Genauigkeit, Stabilität, Zuverlässigkeit und Lebensdauer erheblich verringert werden.

Die zulässige Druckverdrängung des Faltenbalgs bei Arbeiten in Kompression ist größer als die zulässige Zugverschiebung bei Arbeiten unter Zug, so dass bei der Konstruktion der Faltenbälge die Faltenbälge so weit wie möglich in Kompression arbeiten sollten. Es wird durch Experimente festgestellt, dass im Allgemeinen die zulässige Druckverschiebung der Faltenbälge des gleichen Materials und der gleichen Spezifikation das 1,5-fache der zulässigen Zugverschiebung beträgt.

Die zulässige Verschiebung hängt mit den geometrischen Parametern und Materialeigenschaften des Faltenbalgs zusammen. Im Allgemeinen ist die zulässige Verschiebung des Faltenbalgs proportional zur Streckgrenze des Materials und zum Quadrat des Außendurchmessers und umgekehrt proportional zum Elastizitätsmodul des Materials und der Wandstärke des Faltenbalgs. Gleichzeitig haben auch die relative Wellentiefe und die Wellendicke einen gewissen Einfluss darauf.