Как рассчитать нагрузку на газовую пружину

Уникальное преимущество газовых пружин по сравнению с классическими пружинами растяжения и сжатия заключается в том, что их номинальное усилие остается постоянным по всей длине хода. Это связано с тем, что сила, оказываемая давлением газа, действует только на область штока поршня, а не на поршень. Общий внутренний объем газа остается относительно постоянным, поскольку он не зависит от того, на какой стороне поршня находится объем. Расчет нагрузки требует знания поднимаемого веса и его угловых перемещений.

Содержание

Шаг 1

Определите приложение. Например, если пара газовых пружин, по одной на каждую сторону, будет использоваться для удержания 60-фунтовой жесткой крышки кровати пикапа длиной 6 футов, вы можете рассчитать нагрузку газовой пружины в любой точке вдоль ход крышки от полностью закрытого до полностью открытого. Предположим, что верхние части обеих пружин прикреплены к середине крышки на расстоянии 3 фута от кабины. Крышка наклоняется вверх под углом 30 градусов, когда полностью открывается в задней части кровати. Полностью открытый цилиндр имеет длину 30 дюймов и перпендикулярно прижимается к 30-градусной открытой крышке. Когда крышка закрыта, она находится под нулевым градусом, длина цилиндра составляет 20 дюймов, и она параллельна крышке под нулевым градусом. Его нижняя ось установлена на 16 дюймов впереди задней двери.

Шаг 2

Рассчитать нагрузку на цилиндры при удерживании крышки на 30 градусов. Если крышка была открыта в вертикальное положение, весь вес в 60 фунтов будет передан на шарнир возле кабины, а не на баллоны. Следовательно, поскольку крышка поворачивается на 30 градусов, треть от общего веса, или 20 фунтов, перемещается на шарнир, и цилиндр видит рычаг с почти перпендикулярным моментом в 3 фута, на котором всего 40 фунтов. Таким образом, каждый цилиндр принимает на себя половину нагрузки, что составляет чуть более 20 фунтов.

Шаг 3

Рассчитайте нагрузку, когда она полностью закрыта. Поскольку угол равен нулю относительно крышки, цилиндры могут толкаться только горизонтально против шарнира. Они не берут на себя вес крышки, и крышка хочет оставаться закрытой. В этот момент крышка имеет практически бесконечное механическое усиление по отношению к цилиндру, поэтому владельцу грузовика легко нажать на крышку. В любой точке между полностью закрытым и полностью открытым цилиндры начинают принимать больший вес крышки как пропорциональная углы между крышкой и тележкой и крышкой и цилиндрами. Это позволяет водителю освободить крышку, так как цилиндры будут держать ее открытой.

Определите максимальное усилие, необходимое для указания цилиндров. Поскольку в этом случае максимальное требуемое усилие – это когда крышка полностью открыта, укажите цилиндры, которые предварительно загружены, чтобы доставить 25 фунтов, чтобы обеспечить запас прочности, чтобы крышка оставалась открытой с небольшим сопротивлением, необходимым для ее закрытия.