金属ベローズは、さまざまな技術用途でよく使用される柔軟なコンポーネントです。 これらは、接続された 2 つのシステムまたはコンポーネント間の気密シールを維持しながら、軸方向、横方向、角方向の動きに対応するように設計されています。
特徴
1. 柔軟性: Tベローズは連続した波形構造で構成されており、高い曲げ能力を発揮します。
2.伸縮性：C波形パイプは伸縮性があり、外力の作用により伸縮する可能性があります。 この特性により、コルゲートパイプは配管系内の温度変化や振動による熱膨張、収縮、変位を吸収し、パイプにかかる応力や歪みを軽減します。
3. 耐食性:コルゲートパイプは通常、耐食性の高い材料（ステンレス鋼など）で作られているため、耐食性が優れています。
4. シーリング:ベローズの波形構造により、シール性能が向上し、液体やガスの漏れを防ぎます。
5. 高温耐性:選択した材料に応じて、波形パイプは優れた高温耐性を持つことができます。
これは複数の薄壁の円筒形セクションで構成されており、通常はステンレス鋼またはその他の高強度合金で作られています。 これらのセクションはシームレスに溶接され、アコーディオンのような柔軟性を備えた単一ユニットを形成します。
6. 動作原理
圧力や温度の変化を受けると、用途に応じて膨張または収縮して反応します。
用途 波形鋼管はその独特の特性により、多くの産業分野で広く使用されています。
アプリケーション
一般的なアプリケーションには次のようなものがあります。
1. 配管システム: 金属ベローズが配管システムの熱膨張を補償し、接続されたコンポーネントへのストレスを軽減し、漏れを防ぎます。
2. 真空技術: ベローズは真空システムにおいて重要な役割を果たし、真空気密シールを維持しながら制御された動作を可能にします。
3. 航空宇宙産業: 航空宇宙用途では、極端な温度や振動に対処するために、エンジン、燃料システム、熱管理システムに利用されています。
4. 医療機器: ベローズは、ロボット手術器具や精密ポンプなどの医療機器の移動と正確な位置決めを容易にします。
5. 排気システム: 振動を吸収し、騒音伝達を低減し、熱膨張に対応するために、自動車および産業用排気システムに採用されています。
利点
金属ベローズには、他のソリューションに比べていくつかの利点があります。
1. 柔軟性: ベローズは多方向の柔軟性を提供し、軸方向、横方向、角度の動きを可能にします。
2. 気密封止: ベローズの複雑な形状により、システム間の確実なシールが可能になり、漏れや汚染が防止されます。
3. 長寿命: 高品質の素材と精密な製造技術が使用されており、耐久性と長寿命に貢献しています。
4. 耐食性: ベローズ構造にはステンレス鋼およびその他の耐食性合金が使用されており、さまざまな環境への適合性を保証します。
5. デザインのカスタマイズ: 特定の要件に合わせてカスタマイズできます。
長さ、直径、畳み込みの数など。
温度：
使用温度範囲は (-253 ~600) 度です。 （高温で動作するベローズに使用される材料には、十分な熱安定性が必要です。動作温度が上昇すると、材料の弾性率が低下し、ベローズの剛性、耐圧性、疲労寿命が低下します。使用するベローズ材料は良好な低温特性を備えている必要があります。低温では材料の脆性が表面欠陥の影響を受けやすいため、材料の表面品質を厳密に管理する必要があります。
波形の種類:
軸方向に沿って切断した後の波模様や形状を指します。 幾何学的形状に応じて、波形は U タイプ、C タイプ、S タイプ、V タイプ、Ω タイプに分類できます。
設計原則
金属ベローズの設計の理論的基礎は、プレートとシェルの理論、材料力学、計算数学などです。ベローズの設計には多くのパラメーターがあります。 システム内のベローズの用途が異なるため、設計計算の焦点も異なります。 たとえば、ベローズは力の平衡コンポーネントに使用されますが、ベローズの有効面積は動作範囲内で一定であるか、ほとんど変化しないことが求められます。 コンポーネントを測定する場合、ベローズの弾性特性は線形である必要があります。 真空シールとして使用される真空スイッチチューブの場合、ベローズの真空シール、軸方向の変位、および疲労寿命が必要です。 バルブのシールとして使用する場合、ベローズは一定の耐圧性、耐食性、温度耐性、作動変位、疲労寿命を備えていなければなりません。 ベローズの構造的特徴に応じて、ベローズは環状シェル、偏円錐シェル、または環状プレートから構成され得る。 ベローズの設計と計算は、円形シェル、平坦な円錐シェル、またはリング プレートの設計と計算でもあります。
計算されるパラメータは、剛性、応力、有効断面積、不安定性、許容変位、耐圧性、寿命です。
ジャバラの構造
ジャバラは主に以下の部品で構成されています。
1. ベローズシェル
ベローズシェルはベローズの主要な構造であり、金属板で作られています。 その中の波形がベローズの柔軟性と弾性を形成します。
2. コネクタ
コネクタは、波形パイプを他のパイプまたは機器に接続するために使用され、通常はねじ接続、フランジ接続などを使用します。
3. シール材
一般に、ベローズの作動中の良好なシール性能を確保するために、パイプラインのシール材にはゴムやポリテトラフルオロエチレンなどの高弾性材料が使用されています。
ベローズの両端を固定した場合、内腔に十分な圧力が加わるとベローズの頂部が破裂し、破損する恐れがあります。 ベローズが破裂し始めるときのベローズ内部の圧力値を破裂圧力といいます。 ベローズの全作業プロセス中、作動圧力は破裂圧力よりもはるかに低くなります。そうしないと、ベローズが破損して損傷します。
波形の長さが外径以下の場合、計算結果は実際の破裂圧力に非常に近くなります。 細いベローズの場合、実際の破裂圧力ははるかに低くなります。 破壊圧力は許容使用圧力の約3～10倍です。
許容変位
圧縮状態で動作するベローズの場合、その最大圧縮変位は、圧力の作用により波形が互いに接触する点までベローズが圧縮されたときに発生する最大変位値です。 構造物の最大許容変位とも呼ばれます。 ジャバラの自由長と最大圧縮長さの差に等しい。
ベローズが塑性変形しない範囲で得られる最大の変位をベローズの許容変位といいます。
要約すると、金属ベローズは、気密シールを維持しながら柔軟な動きの補正を可能にする多用途のコンポーネントです。
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