本發明涉及波紋膜片，具體為一種波紋膜片全型面過載止動結構及其生產方法。

背景技術：

1、波紋膜片通常是具有同心環狀的圓膜片，波紋膜片根據其型面又常分為圓弧形，正弦形，三角形，梯形等，其結構如圖1所示，其型面結構主要分為平邊、波紋及平中心三部分，當波紋膜片工作時，平邊部分與其他結構配合實現膜片上、下面的隔離，其中波紋部分主要實現感受壓力后的彈性變形，然后平中心部分用于輸出位移，波紋膜片由于其壓力－位移曲線線性好的特點大量應用于壓力信號器等壓力敏感元件中。

2、但是波紋膜片在實際使用過程中，不可避免的需要承受過載壓力，為了防止在過載條件下發生過大變形而失效，往往需要在波紋膜片受壓背面設計特定的止動結構，在膜片過載條件下提供支撐，但是如圖2所示，傳統的波紋膜片止動結構包括機械加工的帶有錐形斜面的止動結構，膜片在壓力作用下，波峰是貼合在止動板錐面上；而如圖3所示的機械加工的帶有臺階型面的止動結構中，膜片在壓力作用下，各個波峰分別與相應的止動臺階面貼合，上述兩種止動結構均具有結構緊湊、加工方便的特點，但止動面與膜片工作應變狀態下的形狀不能完全吻合，僅是線接觸止動，止動方式單一，止動效果不好，過載條件下膜片型面不能受到充分保護，易發生變形，從而使膜片壓力－位移特性發生漂移甚至失效，所以亟需一種波紋膜片全型面過載止動結構及其生產方法，解決上述存在的問題。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明提出一種波紋膜片全型面過載止動結構及其生產方法，應用于波紋膜片技術領域，解決現有的膜片型面不能受到充分保護、易發生變形、膜片應力大和疲勞壽命短的技術問題。

2、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

3、一種波紋膜片全型面過載止動結構，包括止動板和波紋膜片，波紋膜片包括平邊部分、波紋部分和平中心部分，止動板上分別設置有與平邊部分、波紋部分和平中心部分形狀相同的匹配部分，波紋膜片上的平邊部分、波紋部分和平中心部分分別與對應的匹配部分全型面貼合。

4、進一步的，止動板上的匹配部分包括平邊配合部、波紋配合部和平中心配合部，平邊配合部與平邊部分形狀配合且緊貼設置，波紋配合部與波紋部分形狀配合且緊貼設置，平中心配合部與平中心部分形狀配合且緊貼設置。

5、一種如上所述的波紋膜片全型面過載止動結構的生產方法，包括以下步驟：

6、s1、通過仿真計算方法，計算出波紋膜片平中心在對應工作壓力下產生的位移以及波紋膜片各個波峰和波谷的軸向位移；

7、s2、進行波紋膜片全型面止動結構中止動板型面曲線設計，以波紋膜片型面曲線為基礎，波紋膜片型面曲線各波峰、波谷處可視為圓弧，各圓弧間可視為用公切線連接，以步驟s1中所計算出的軸向位移為基準，對膜片型面曲線各波峰波谷的軸向位置進行調整；

8、s3、對型面曲線進行二次調整，對步驟s2所形成的波紋型面進行的尺寸調整，對波峰圓弧適當的增大，對波谷圓弧適當的減少，以及對波峰、波谷圓弧圓心位置在膜片徑向的調整，其中調整尺寸根據膜片工作位移設定。

9、進一步的，步驟s1中仿真計算方法，包括以下步驟：

10、s101、波紋膜片設計建模；

11、s102、膜片平邊施加固定約束；

12、s103、膜片波紋區及平中心區加載工作壓力；

13、s104、計算膜片波峰、波谷及平中心的軸向位移。

14、進一步的，步驟s2中軸線位置的調整指對波紋膜片中各波峰、波谷圓弧圓心的軸向位置調整，調整后，各波峰、波谷圓弧仍采用公切線進行連接，構成完整波紋型面。

15、進一步的，s3中最將波峰圓弧半徑增大5％～15％，將波谷圓弧半徑減小5％～15％，波峰、波谷圓弧圓心位置在膜片徑向調整1％～3％。

16、本發明具有以下有益效果：

17、1、本發明提到的一種波紋膜片全型面過載止動結構及其生產方法，與傳統止動結構相比，全型面止動結構保持了原有結構尺寸緊湊、重量輕的優點，未添加多余結構部件，在傳統卸載結構只對波峰止動(即線接觸止動)的基礎上，首先保證了波峰、波谷型面的面接觸止動，同時對其他區域也有一定的止動效果，使膜片在過載條件下負載背面擁有更加良好的承力面，保證膜片軸向不發生變形的同時也保證了膜片型面不發生變化，從而提高膜片耐壓能力和疲勞壽命。

18、2、本發明提到的一種波紋膜片全型面過載止動結構及其生產方法，能夠高效確定止動型面曲線，配合數控車床加工，工藝簡單、裝配便捷，產品一致性較好，適用于大部分波紋膜片止動結構的設計，適用性強，且止動型面的設計在產品設計階段即可完成，無需開展試驗，投入成本低，可以達到高效、低成本的研發效果，同一型面的膜片，通過改變其厚度，可以改變膜片剛度使其適用于不同壓力條件下的壓敏組件中，同時其止動板的設計基本無須調整，非常容易實現產品的推廣和產業化。

技術特征：

1.一種波紋膜片(2)全型面過載止動結構，其特征在于：包括止動板(1)和波紋膜片(2)，所述波紋膜片(2)包括平邊部分(3)、波紋部分(4)和平中心部分(5)，所述止動板(1)上分別設置有與平邊部分(3)、波紋部分(4)和平中心部分(5)形狀相同的匹配部分，所述波紋膜片(2)上的平邊部分(3)、波紋部分(4)和平中心部分(5)分別與對應的匹配部分全型面貼合。

2.根據權利要求1所述的一種波紋膜片(2)全型面過載止動結構，其特征在于：所述止動板(1)上的匹配部分包括平邊配合部、波紋配合部和平中心配合部，所述平邊配合部與平邊部分(3)形狀配合且緊貼設置，所述波紋配合部與波紋部分(4)形狀配合且緊貼設置，所述平中心配合部與平中心部分(5)形狀配合且緊貼設置。

3.一種根據權利要求1所述的一種波紋膜片(2)全型面過載止動結構的生產方法，其特征在于，包括以下步驟：

4.根據權利要求3所述的一種波紋膜片(2)全型面過載止動結構的生產方法，其特征在于，所述步驟s1中仿真計算方法，包括以下步驟：

5.根據權利要求3所述的一種波紋膜片(2)全型面過載止動結構的生產方法，其特征在于：所述步驟s2中軸線位置的調整指對波紋膜片(2)中各波峰、波谷圓弧圓心的軸向位置調整，調整后，各波峰、波谷圓弧仍采用公切線進行連接，構成完整波紋型面。

6.根據權利要求3所述的一種波紋膜片(2)全型面過載止動結構的生產方法，其特征在于：所述步驟s3中最將波峰圓弧半徑增大5％～15％，將波谷圓弧半徑減小5％～15％，波峰、波谷圓弧圓心位置在膜片徑向調整1％～3％。

技術總結
本發明提到一種波紋膜片全型面過載止動結構，包括止動板和波紋膜片，波紋膜片包括平邊部分、波紋部分和平中心部分，止動板上分別設置有與平邊部分、波紋部分和平中心部分形狀相同的匹配部分，波紋膜片上的平邊部分、波紋部分和平中心部分分別與對應的匹配部分全型面貼合，總之本發明采用全型面止動板與受壓狀態下的波紋膜片實現全型面貼合，通過止動板與波紋膜片的全型面貼合，使波紋膜片在承受過載壓力時各部分不再發生多余變形，避免波紋膜片產生過大應變，減少波紋膜片應力，提高膜片耐壓及疲勞壽命，具有成本低、結構簡單、止動效果好、不容易發生變形、使用壽命長和適合進行大規模推廣的優點。

技術研發人員：張佳良,楊曉,陳小軍
受保護的技術使用者：太原航空儀表有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28