Газовая пружина состоит из стального цилиндра , содержащего газ (азот) под давлением, и штока , который входит и выходит из цилиндра через герметичную направляющую.
Когда газ сжимается за счет втягивания стержня, он создает ответную силу, действующую как пружина. По сравнению с традиционными механическими пружинами (геликоидальными, тарельчатыми или резиновыми) газовая пружина имеет почти плоскую кривую усилия даже при очень длинных ходах. Поэтому он используется везде, где требуется сила, пропорциональная поднимаемому или перемещаемому весу, или для уравновешивания подъема подвижного тяжелого оборудования.
Чаще всего их можно увидеть на дверях автомобилей, на защитных кожухах промышленных машин, на мебельных дверях, в медицинском и фитнес-оборудовании, на моторизованных жалюзи и навесах, на мансардных окнах с нижними петлями и внутри торговых прилавков супермаркетов.
В простейшем варианте газовая пружина состоит из цилиндра (С) и штока (S), на конце которого закреплен поршень (P), совершающий циклы сжатия и растяжения цилиндра (C) через герметичный руководство. Цилиндр содержит газообразный азот под давлением (см. стрелки) и масло (O). Во время фазы сжатия азот проходит снизу поршня (В) в верхнюю часть (А) через каналы (F).
Во время этой фазы давление внутри цилиндра из-за небольшого доступного объема, вызванного входом штока поршня, повышается, создавая приращение силы (прогрессивность). Изменяя поперечное сечение каналов (F), поток газа можно регулировать для замедления или увеличения скорости скольжения стержня; изменяя комбинацию диаметров цилиндра/поршневого штока, длины цилиндра и количества масла, можно изменить последовательность.
ТЕМПЕРАТУРА
Температура влияет на силу газовой пружины.
Это заставляет азот в цилиндре расширяться или сжиматься, и, поскольку изменение происходит при постоянном объеме, это вызывает увеличение или уменьшение внутреннего давления. Усилие газовой пружины меняется на 0,36% на каждый °C (т.е. 3,6% на каждые 10°C).
Пример: при стандартной температуре упражнений 20°С и усилии 100Н при 30°С F1=103,6Н и т.д.
ТОРМОЗНОЕ ДЕЙСТВИЕ
В цилиндр газовой пружины вводится определенное количество масла, которое не только служит для смазки уплотнения, но и при распределении между поршнем и направляющей оказывает тормозящее действие при выдвижении штока и обеспечивает более мягкое и безударное движение. Например, в диапазоне демпферов масляное торможение замедляет движение закрылка вниз. (в этих случаях азот можно не использовать).
В горизонтальных установках, при которых шток поршня находится выше цилиндра (не рекомендуется), при переворачивании газовой пружины (например, в кузове автомобиля с кузовом хэтчбек) тормозного действия нет (поршень не соприкасается с маслом). . Тормозное действие в этих случаях должно быть достигнуто с помощью альтернативного продукта (газовая пружина с динамическим демпфированием).
СИЛА ГАЗОВОЙ ПРУЖИНЫ
Усилие газовой пружины определяется давлением , которое азот в цилиндрическом цилиндре оказывает на сечение штока.
Соединяя штоки разного диаметра с цилиндром соответствующего объема, воздействуя на входное давление газа и регулируя каналы на поршне или вводя большее количество масла, можно получить различные рабочие конфигурации газовой пружины в дополнение к требуемому. силу, чтобы удовлетворить широкий спектр требований пользователей.
Сила пружины (F1) измеряется специальным динамометром при комнатной температуре ок. 20 °С со штоком, сжатым примерно на 10 мм и свободным от трения о уплотнение; мера дается в Н (Ньютон) и является статическим (FS) значением, обычно используемым при определении характеристик пружины.
РАСЧЕТ СИЛЫ
Другие компоненты взаимодействуют с этим основным значением и становятся особенно заметными в «динамической» фазе пружины. Сопротивление, оказываемое таким трением, действует в направлении, противоположном движению стержня, его величина может варьироваться от 20 до 50 ньютонов и добавляется или вычитается из упомянутой выше «статической» силы. Эта разница называется трением и обозначается FR.
Закрывающее усилие обозначено на графике F3, а открывающее усилие F1. Видно, что F3 и F1 выше и ниже, соответственно, средней линии, определяющей «статическую» силу FM. Разница между F3 и F1 заключается в трении FR. Разница между F2 и F1 заключается в развитии газовой пружины.
Формула для расчета силы газовой пружины в зависимости от применения
F1={[( M X D) : L] : НМ } + (10% ~ 15%)
F1: Сила пружины, противодействующая весу перемещаемого объекта, показана вектором; в этом случае F1 выражается в кг и должна быть преобразована в ньютоны, умножив полученное значение на 9,81.
M: Вес поднимаемого объекта в кг, показанный в виде вектора.
D: Расстояние в мм, измеренное по горизонтали между центром тяжести B и точкой вращения O.
B: Точка приложения веса поднимаемого объекта; соответствует центру тяжести.
O: точка опоры и точка вращения подвижного объекта.
L: длина в мм рабочего рычага газовой пружины; соответствует наименьшему расстоянию между приставкой S или приставкой С и центром вращения О; чаще всего он равен ходу газовой пружины и ни в коем случае не может быть больше.
S: Точка крепления газовой пружины к неподвижной части.
C: Точка крепления газовой пружины к подвижной части.
nm: Количество газовых пружин, которые будут использоваться в приложении (1, 2 или более).
В формулу включено увеличение на 10-15%, так как вектор силы пружины не параллелен направлению вектора веса поднимаемого объекта, а также для компенсации любого трения в системе, которое могло бы уменьшить эффективность усилия пружины.
Примеры
ПРИМЕР 1
В этом примере (типичное применение: подъем дверей шкафа и купе) точку S следует располагать на расстоянии 30/40 мм от границы шкафа/купе, чтобы дверь не хлопала при закрывании.
ПРИМЕР 2
В так называемых «горизонтальных» приложениях (люки, крышки ящиков и т. д.) точка крепления S должна позволять пружине сохранять в полностью закрытом положении наклон вниз не менее 10°, чтобы максимально использовать пружину и предотвращать дверь/крышка от захлопывания.
В этом случае F1 относится к газовой пружине в полностью закрытом положении, т.е. F2. По этой причине результат необходимо разделить на коэффициент прогрессии. Причем в этом случае увеличение 10/15% не нужно.
ПРИМЕР 3
В данном примере (типичное применение: автомобильные багажники) на рисунке показана пружина со штоком, направленным вверх. Применение правильное, потому что пружина при закрытом пыльнике имеет шток, направленный вниз.
СОВЕТЫ ПО ПРАВИЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ
Долгий срок службы газовой пружины зависит от правильной смазки уплотнений. Поэтому пружину всегда следует устанавливать штоком вниз или с направляющей штока в нижнем положении по отношению к креплению цилиндра.
В некоторых случаях, как показано на рисунках выше (например, в багажнике автомобиля), открывающее движение пружины может привести к ее вращению вверх между полностью открытым и полностью закрытым положениями. Здесь также следует обратить внимание на установку пружины со штоком, направленным вниз, когда он находится в полностью закрытом положении, и сжатым внутри цилиндра. Такое рекомендуемое положение облегчает смазку направляющих и уплотнений, обеспечивая при этом отличный эффект торможения.
Поверхность стержня важна для поддержания давления газа и поэтому не должна быть повреждена тупыми или абразивными предметами или каким-либо агрессивным химическим веществом. При установке газовой пружины верхний и нижний штуцеры должны быть совмещены, чтобы уплотнение не подвергалось натяжению. Выравнивание должно сохраняться на протяжении всего хода штока. Если это невозможно, используйте шарнирные приспособления, позволяющие выполнять выравнивание.
Вибрации машины, к которой применяется газовая пружина, могут передаваться на уплотнения через крепления, которые слишком жестко соединены с рамой. Оставьте небольшой зазор между крепежными винтами и насадками или зафиксируйте пружину, используя хотя бы одну шарнирную насадку.
Мы рекомендуем фиксировать пружину с помощью гладких штифтов, а не болтов с резьбой, так как гребень резьбы, соприкасаясь с крепежным отверстием, создает трение, которое может препятствовать правильному функционированию газовой пружины.
При применении газовой пружины убедитесь, что тяговое усилие не превышает силу тяги газовой пружины, чтобы не превышалась нормальная скорость скольжения штока.
Нормальная рабочая температура газовой пружины находится в диапазоне от -30°C до +80°C.
Особенно влажная и холодная среда может привести к образованию инея на уплотнениях и сократить срок службы газовой пружины.
Газовая пружина была разработана и изготовлена для облегчения или уравновешивания веса, который в противном случае является очень тяжелым для оператора или для конструкции, в которую она вставлена. Любое другое использование, для которого она может быть использована (амортизатор, замедлитель, стопор), должно быть тщательно оценено проектировщиком и производителем с точки зрения долговечности пружины и безопасности.
Правильное приложение
Неверное приложение
УТИЛИЗАЦИЯ ИЗДЕЛИЯ ПО ОКОНЧАНИИ СРОКА СЛУЖБЫ
Внимание: баллон газовой пружины содержит азот под давлением!
Давление внутри новой газовой пружины может достигать очень высоких значений, поэтому нельзя резать цилиндры газовой пружины лобзиком, зубилом или стружколомом, так как они могут взорваться с последующим вылетом осколков и серьезно ранить окружающих. Для утилизации газовых пружин необходимо выполнить следующую процедуру.
Порядок утилизации газовых пружин
- Убедитесь, что вы можете положиться на адекватную защиту лица и рук;
- Осмотрите газовую пружину, подлежащую утилизации, и убедитесь, что шток полностью вынут из цилиндра; надежно закрепив его на сверлильных тисках, приступайте к сверлению цилиндра острием диаметром 1-2 мм (острие меньшего размера в случае поломки может быть выброшено газом при выходе из отверстия);
- Цилиндр необходимо просверлить на расстоянии около 5 мм от нижнего крепления;
- Сверлите медленно, чтобы избавиться от стружки; как только вы сделаете отверстие в стенке цилиндра, содержащийся в нем газ быстро выйдет наружу. Поскольку газовая пружина может содержать масло, обратите особое внимание на масляные туманы;
- Направляющая содержит два уплотнения, образующих небольшой воздухонепроницаемый корпус, в котором может находиться газ под давлением; просверлите также в этой области, принимая те же меры предосторожности, что и выше;
- Наконец, слейте масло, содержащееся в цилиндре, в подходящие контейнеры для утилизации компетентными органами или в подходящих местах в соответствии с действующими национальными правилами.
Отзывов: 0 / Написать отзыв
