Газова пружина складається із сталевого циліндра, що містить газ (азот) під тиском, і штока, який входить і виходить з циліндра через герметичну напрямну.
Коли газ стискається за рахунок втягування стрижня, він створює у відповідь силу, що діє як пружина. У порівнянні з традиційними механічними пружинами (гелікоїдальними, тарілчастими або гумовими) газова пружина має майже плоску криву зусилля навіть за дуже довгих ходів. Тому він використовується скрізь, де потрібна сила, пропорційна піднімається або переміщується вагою, або для врівноваження підйому рухомого важкого обладнання.
Найчастіше їх можна побачити на дверях автомобілів, на захисних кожухах промислових машин, на меблевих дверях, у медичному та фітнес-обладнанні, на моторизованих жалюзі та навісах, на мансардних вікнах з нижніми петлями та усередині торгових прилавків супермаркетів.
У найпростішому варіанті газова пружина складається з циліндра (С) і штока (S), на кінці якого закріплений поршень (P), що здійснює цикли стиснення та розтягування циліндра (C) через герметичний посібник. Циліндр містить газоподібний азот під тиском (див. стрілки) та олію (O). Під час фази стиснення азот проходить знизу поршня (В) у верхню частину (А)
через канали (F).
Під час цієї фази тиск усередині циліндра через невеликий доступний об'єм, викликаний входом штока поршня, підвищується, створюючи збільшення сили (прогресивність). Змінюючи поперечний переріз каналів (F), потік газу можна регулювати для уповільнення або збільшення швидкості ковзання стрижня; змінюючи комбінацію діаметрів циліндра/поршневого штока, довжини циліндра та кількості олії, можна змінити послідовність.
ТЕМПЕРАТУРА
Температура впливає силу газової пружини.
Це змушує азот в циліндрі розширюватися або стискатися, і оскільки зміна відбувається при постійному обсязі, це викликає збільшення або зменшення внутрішнього тиску. Зусилля газової пружини змінюється на 0,36% на кожен °C (тобто 3,6% на кожні 10°C).
Приклад: при стандартній температурі вправ 20°З зусилля 100Н при 30°С F1=103,6Н і т.д.
ГАЛЬМОВА ДІЯ
У циліндр газової пружини вводиться певна кількість олії, яка не тільки служить для змащення ущільнення, але і при розподілі між поршнем і направляючою надає гальмівну дію при висуванні штока і забезпечує м'якше і ненаголошене рух. Наприклад, у діапазоні демпферів масляне гальмування уповільнює рух закрилки вниз. (В цих випадках азот можна не використовувати).
У горизонтальних установках, при яких шток поршня знаходиться вище циліндра (не рекомендується), при перевертанні газової пружини (наприклад, у кузові автомобіля з кузовом хетчбек) гальмівної дії немає (поршень не стикається з маслом). . Гальмівна дія в цих випадках має бути досягнута за допомогою альтернативного продукту (газова пружина з динамічним демпфуванням).
СИЛА ГАЗОВОЇ ПРУЖИНИ
Зусилля газової пружини визначається тиском, який азот у циліндричному циліндрі чинить на переріз штока.
З'єднуючи штоки різного діаметра з циліндром відповідного об'єму, впливаючи на вхідний тиск газу і регулюючи канали на поршні або вводячи більше масла, можна отримати різні робочі конфігурації газової пружини на додаток до необхідного. силу, щоб задовольнити широкий спектр вимог користувачів.
Сила пружини (F1) вимірюється спеціальним динамометром при кімнатній температурі прибл. 20 °С зі штоком, стиснутим приблизно на 10 мм і вільним від тертя про ущільнення; міра дається Н (Ньютон) і є статичним (FS) значенням, зазвичай використовуваним щодо характеристик пружини.
РОЗРАХУНОК СИЛИ
Інші компоненти взаємодіють із цим основним значенням і стають особливо помітними у «динамічній» фазі пружини. Опір, що надається таким тертям, діє в напрямку, протилежному руху стрижня, його величина може змінюватись від 20 до 50 ньютонів і додається або віднімається зі згаданої вище «статичної» сили. Ця різниця називається тертям та позначається FR.
Зусилля, що закриває, позначено на графіку F3, а зусилля F1, що відкриває. Видно, що F3 і F1 вище і нижче відповідно середньої лінії, що визначає «статичну» силу FM. Різниця між F3 та F1 полягає у терті FR. Різниця між F2 та F1 полягає у розвитку газової пружини.
Формула для розрахунку сили газової пружини в залежності від застосування
F1={[( M X D) : L] : НМ } + (10% ~ 15%)
F1: Сила пружини, що протидіє вазі об'єкта, що переміщується, показана вектором; у цьому випадку F1 виражається в кг і повинна бути перетворена на ньютони, помноживши отримане значення на 9,81.
M: Вага об'єкта, що піднімається в кг, показаний у вигляді вектора.
D: Відстань мм, виміряна по горизонталі між центром тяжкості B і точкою обертання O.
B: Точка застосування ваги об'єкта, що піднімається; відповідає центру важкості.
O: точка опори та точка обертання рухомого об'єкта.
L: довжина мм робочого важеля газової пружини; відповідає найменшій відстані між приставкою S або приставкою і центром обертання О; найчастіше він дорівнює ходу газової пружини і в жодному разі не може бути більшим.
S: Крапка кріплення газової пружини до нерухомої частини.
C: Крапка кріплення газової пружини до рухомої частини.
nm: Кількість газових пружин, які будуть використовуватись у додатку (1, 2 або більше).
У формулу включено збільшення на 10-15%, так як вектор сили пружини не паралельний напрямку вектора ваги об'єкта, що піднімається, а також для компенсації будь-якого тертя в системі, яке могло б зменшити ефективність зусилля пружини.
ПРИКЛАДИ
ПРИКЛАД 1
У цьому прикладі (типове застосування: підйом дверей шафи та купе) точку S слід розташовувати на відстані 30/40 мм від межі шафи/купе, щоб двері не плескали під час закривання.
ПРИКЛАД 2
У так званих «горизонтальних» додатках (люки, кришки ящиків і т. д.) точка кріплення S повинна дозволяти пружині зберігати в повністю закритому положенні нахил вниз не менше 10°, щоб максимально використовувати пружину і запобігати закриванню дверей/кришки.
У цьому випадку F1 відноситься до газової пружини повністю закритому положенні, тобто. F2. Тому результат необхідно розділити на коефіцієнт прогресії. Причому в цьому випадку збільшення 10/15% не потрібне.
ПРИКЛАД 3
У цьому прикладі (типове застосування: автомобільні багажники) на малюнку показана пружина зі штоком, спрямованим нагору. Застосування правильне, тому що пружина при закритому пильовику має шток, спрямований вниз.
ПОРАДИ З ПРАВИЛЬНОЇ УСТАНОВКИ
Довгий термін служби газової пружини залежить від правильної мастила ущільнень. Тому пружину завжди слід встановлювати штоком вниз або з направляючої штока в нижньому положенні до кріплення циліндра.
У деяких випадках, як показано на рисунках вище (наприклад, у багажнику автомобіля), рух пружини, що відкриває, може призвести до її обертання вгору між повністю відкритим і повністю закритим положеннями. Тут також слід звернути увагу на встановлення пружини зі штоком, спрямованим вниз, коли він знаходиться в закритому положенні, і стиснутим всередині циліндра. Таке рекомендоване положення полегшує мастило напрямних та ущільнень, забезпечуючи при цьому відмінний ефект гальмування.
Поверхня стрижня важлива для підтримання тиску газу і тому не повинна бути пошкоджена тупими або абразивними предметами або агресивною хімічною речовиною. При установці газової пружини верхній та нижній штуцери повинні бути поєднані, щоб ущільнення не зазнавало натягу. Вирівнювання повинно зберігатись протягом усього ходу штока. Якщо це неможливо, використовуйте шарнірні пристрої, які дозволяють виконувати вирівнювання.
Вібрації машини, до якої застосовується газова пружина, можуть передаватися на ущільнення через кріплення, які надто жорстко з'єднані з рамою. Залиште невеликий зазор між гвинтами кріплення і насадками або зафіксуйте пружину, використовуючи хоча б одну шарнірну насадку.Ми рекомендуємо фіксувати пружину за допомогою гладких штифтів, а не болтів з різьбленням, так як гребінь різьблення, стикаючись з отвором кріплення, створює тертя, яке може перешкоджати правильному функціонуванню газової пружини.
У разі застосування газової пружини переконайтеся, що тягове зусилля не перевищує силу тяги газової пружини, щоб не перевищувалась нормальна швидкість ковзання штока.
Нормальна робоча температура газової пружини в діапазоні від -30°C до +80°C.
Особливо вологе та холодне середовище може призвести до утворення інею на ущільненнях та скоротити термін служби газової пружини.
Газова пружина була розроблена і виготовлена для полегшення або врівноваження ваги, який в іншому випадку є дуже важким для оператора або для конструкції, в яку вона вставлена. Будь-яке інше використання, для якого вона може бути використана (амортизатор, сповільнювач, стопор), має бути ретельно оцінено проектувальником та виробником з погляду довговічності пружини та безпеки.
Правильний додаток
Невірна програма
УТИЛІЗАЦІЯ ВИРОБИ ПО ЗАКІНЧЕННІ ТЕРМІНУ СЛУЖБИ
Увага: балон газової пружини містить азот під тиском!
Тиск усередині нової газової пружини може досягати дуже високих значень, тому не можна різати циліндри газової пружини лобзиком, зубилом або стружколомом, оскільки вони можуть вибухнути з наступним вильотом уламків і серйозно поранити оточуючих. Для утилізації газових пружин необхідно виконати таку процедуру.
Порядок утилізації газових пружин
- Переконайтеся, що ви можете покластися на адекватний захист обличчя та рук;
- Огляньте газову пружину, що підлягає утилізації, та переконайтеся, що шток повністю вийнятий з циліндра; надійно закріпивши його на свердлильних лещатах, приступайте до свердління циліндра вістрям діаметром 1-2 мм (вістря меншого розміру у разі поломки може бути викинуто газом при виході з отвору);
- Циліндр необхідно просвердлити на відстані близько 5 мм від нижнього кріплення;
- Свердліть повільно, щоб позбутися стружки; як тільки ви зробите отвір у стінці циліндра, газ, що міститься в ньому, швидко вийде назовні. Оскільки газова пружина може містити олію, зверніть особливу увагу на масляні тумани;
- Напрямна містить два ущільнення, що утворюють невеликий повітронепроникний корпус, в якому може бути газ під тиском; просвердлюйте також у цій галузі, вживаючи ті самі запобіжні заходи, що й вище;
- Нарешті, злийте масло, що міститься в циліндрі, у відповідні контейнери для утилізації компетентними органами або у відповідних місцях відповідно до чинних національних правил.
Відгуків: 0 / Написати відгук
