一、氮气弹簧
也叫气撑杆、气弹簧,是通过在密闭的气缸内充入高压气体(氮气:不燃性,无毒无味),并将氮气的反作用力持续用作弹簧使用。
氮气弹簧构成:
工作原理:通过活塞上的气孔,保持活塞两边压强相同,活塞两边受力面积差(一端受力面积少了活塞杆的横截面积部分)形成两端压力差,从而产生持续向外的作用力。内部注入少量油,起到润滑、密封、阻尼作用。在压入-弹出全行程运动时,气弹簧还产生一定的摩擦力。标准自由型气弹簧,阻尼速度有两种,分别有气压和液压两个阶段。活塞杆向下安装,弹出时活塞首先通过气动阶段,而后是液压区,活塞杆在液压油作用下缓慢弹出,产生柔性打开效果。
二、使用场合
汽车、机械设备箱盖、家具行业、印刷机械、医疗设备、健身器材、模具设备等行业。
三、氮气弹簧的特点
1.相比于传统金属弹簧,氮气弹簧拥有初始力,起始压缩位置就可以提供比较大的反作用力。
2.整个行程中,力值相对较恒定。
3.小型、轻量化,同时可达到大弹力效果。
4.多功能设计,轻柔停、随意停、可控型、压缩型、拉伸型等多种功能。
如下图,在气弹簧设计中,F1的反作用力,是在活塞杆完全伸展前5mm(有些10mm)的位置测定的,它是除了外观尺寸之外,最重要的指标。在计算反作用力时,也是指的这个位置。
四、如何进行氮气弹簧选型
1.计算反作用力
(1)如有多个(n)氮气弹簧支撑,计算结果,请除以n。
(2)计算后,建议预留10%左右弹力空间,即计算结果乘以1.1。
(3)计算单位,门板重量取N,F值即为N,门板重量取kg,F值即为kg。
(4)F值因门的角度和氮气弹簧的安装位置变化而变化,请以设计的结构为基础,若有调整,需重新计算力值。
(5)支点安装位置,是氮气弹簧能否正常进行工作的保证,当关闭时,门板受力点移过结构中心(上图3),否则氮气弹簧可能会经常自动将门推开。
2.确定氮气弹簧最大长度:
运动过程中,氮气弹簧两端安装点间最远距离,选择氮气弹簧时,可选择Lmax大于此长度产品。
3.确定氮气弹簧行程:
运动过程中,氮气弹簧两端安装点最远距离,减去最近距离,即为行程,选择氮气弹簧时,可选择行程大于此差值产品,且最小长度小于需求长度的型号,注意保留5~10mm行程空间。
4.确定氮气弹簧接头固定方式:
五、氮气弹簧应用案例
水平打开:
侧面向上打开:
侧门向下打开:
六、氮气弹簧使用注意事项
1.氮气弹簧为高压制品,严禁随意拆卸、火烤、砸碰,以防发生意外。
2.氮气弹簧活塞杆需向下安装,不得倒装,这样可以减低摩擦和确保最好的阻尼质量及缓冲性能
3.氮气弹簧在工作中不应受到倾斜力或横向力的作用,不得作扶手用,以防产品弯曲变形损坏。
4.为确保密封的可靠性,不得破坏活塞杆表面,严禁将油漆和化学物质等涂在活塞杆上,否则会影响其使用寿命。
5.一般使用环境温度:-30℃~+80℃。
6.安装连接点应转动灵活,不能有卡阻现象。
7.选择尺寸要合理,力的大小要合适,活塞杆行程尺寸要留有一定余量。