Газовые пружины, также называемые газовыми демпферами, пружинами растяжения или газонапряжающими пружинами, в зависимости от установки и контекста, представляют собой баллоны со сжатым воздухом или маслом, которые устанавливаются в движущихся конструкциях для гашения усилий и возврата кинематических связей и более сложных узлов в исходное положение. Газовые пружины работают через поршень на конце штока, который выступает из стального корпуса цилиндра; обычно сжатый газ (часто азот), находящийся внутри цилиндра, воздействует на этот поршень, заставляя его занять заданное положение. Азот широко используется в данном случае, поскольку он инертен и негорюч.
В таких конструкциях масло или консистентная смазка между поршнем и другими контактирующими деталями минимизируют трение. На самом деле небольшое количество масла в этих газовых пружинах выполняет еще одну функцию — дополнительно увлажняет и мягко замедляет газовые пружины при полном растяжении или сжатии. В некоторых установках даже предусмотрено тонкое отверстие в поршне для демпфирования, которое происходит медленнее, чем в других конструкциях; такие пружины с медленным демпфированием часто используются на защитных воротах и дверях.
Напротив, газовые пружины с увеличенным радиусом действия обычно используют телескопические механизмы, соединяющие несколько цилиндров на одном стержне; тогда меньший цилиндр выдвигается изнутри большего цилиндра. Рассмотрим одно особенно перспективное применение: пассивные компенсаторы качки — системы на судах или морских нефтяных вышках, которые уменьшают воздействие волн на инженерные сооружения. В них используются газовые пружины с многометровым ходом.
К числу других применений газовых пружин относятся медицинские кровати и подъемники; промышленное оборудование, такое как станкостроительные прессы; внедорожное и автомобильное оборудование для люков, вытяжек и чехлов; офисное оборудование и мебель; а также общее применение стоек и опор. Быстродействующие газовые пружины находят применение в оружейном и аэрокосмическом производстве. Конкретные варианты включают газовые пружины со стандартными цилиндрами или цилиндрами фиксированной высоты; конструкции только со шпинделем; а также тросовые, возвратные, регулируемые с автоматическим возвратом, неповоротные, ступенчатые и многорежимные цилиндры.
Независимо от выбранного варианта, усилие растяжения газовой пружины — величина, которая обычно составляет от 1 до 5000 Н — зависит от поперечного сечения штока поршня, умноженного на давление заполнения. Производители обычно выражают усилие вытягивания двумя значениями — для выдвижения штока и для втягивания штока — при нормальной температуре окружающей среды и при направленном вниз штоке поршня. (Обратите внимание, что типичные диапазоны — это только наиболее распространенные; в некоторых применениях газовых пружин в тяжелой промышленности используются газовые пружины, выдерживающие нагрузку в несколько сотен тысяч Ньютонов.) Другие определения газовых пружин включают два усилия втягивания — при выдвижении и втягивании стержня — и общую силу трения. Эти значения зависят от объема газа и демпфирующего масла в газовой пружине. Различные отверстия сопел и количество масла позволяют регулировать скорость выталкивания и вдавливания.
Если параметры конструкции неизвестны, поищите производителей, способных создать прототип, особенно для конструкций, требующих точного усилия, которое трудно оценить заранее, например, для подъема рамы за заданное время. Некоторые производители продают предварительно заполненные баллоны с выпускными клапанами. Затем монтажники могут стравливать газ из баллонов после настройки системы, чтобы получить правильный профиль срабатывания в зависимости от усилия и ускорения. Единственное предостережение заключается в том, что при стравливании слишком большого количества газа в сборе потребуется новая пружина. Вот почему количество газовых пружин на уровне производителя оправдывает использование готовых баллонов с заданным давлением. Или же газовые пружины могут полностью настраиваться при проектировании с помощью выпускных клапанов и механизмов повышения давления с подвижными концевыми упорами, тросов Боудена, ручек и многого другого. В некоторых газовых пружинах экстренного использования также используются газогенераторные картриджи, похожие на те, что используются в подушках безопасности.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии