Как рассчитать размещение газовой пружины

Газовые пружины обеспечивают постоянную линейную силу в течение определенного хода, а также динамическое демпфирование от встроенного поршня для сглаживания их действия. Чрезвычайно высокое давление газа азота внутри прикладывается только к чистой площади поперечного сечения их поршневого штока, а не ко всему поршню, сохраняя объемные изменения внутри цилиндра небольшими, а давление и возникающие в результате этого силы почти постоянными. Это качество делает газовые пружины бесконечно полезными для обеспечения усилий открывания и закрывания дверей и люков, а также движущихся механизмов на машинах.

Содержание

Шаг 1

Определите размещение газовой пружины или применение установки. В этом случае набор из двух газовых пружин будет использоваться для открытия навесной крышки люка длиной 8 футов и шириной 6 футов на рыбацкой лодке. Обложка весит равномерно распределенные 80 фунтов. Для применения доступны две газовые пружины, но не было предоставлено никакой информации о том, где должны располагаться пружины, за исключением того, что крышка люка должна быть открыта под углом 45 градусов при поднятии. С конкретной информацией о пружинах вы можете рассчитать их правильное размещение.

Шаг 2

Определите характеристики двух доступных газовых пружин. Каждая пружина имеет постоянное растягивающее усилие в 100 фунтов, а при растяжении – 24 дюйма в длину, а при полном сжатии – 16 дюймов в длину. Ход – это расширенный размер за вычетом сжатого размера, или 24 дюйма – 16 дюймов = 8 дюймов.

Шаг 3

Определите общую формулу, регулирующую применение газовых пружин, и внимательно обратите внимание на прилагаемую диаграмму, объясняющую геометрию применения газовых пружин. Формула для определения силы растяжения, согласно одному из основных производителей, имеет вид F1 = (Fg x Lg/n x L1) x R, где F1 равна силе растяжения пружины; Fg равна вертикальной составляющей силы тяжести, которая тянет груз (крышку люка) вниз (когда она открыта на 45 градусов в этом примере); Lg равно горизонтальному расстоянию от оси (шарнира) до центра тяжести (центра люка); n равно количеству газовых пружин, доступных для нагрузки; и L1 – перпендикулярное расстояние между шарниром крышки и нижним шарниром газовой пружины. R – это коэффициент запаса прочности, равный 1,2, так что пружина, по крайней мере, в 1,2 раза превышает усилие, необходимое для удержания крышки открытой.

Шаг 4

Переставьте требуемую формулу силы, чтобы решить для L1 и Lg, которые являются двумя измерениями, которые будут определять размещение пружины. Следовательно, L1 = Lg x R x Fg/(F1 x n). Поскольку Lg 8-футового покрытия является синусоидальной функцией 45 градусов x 8 футов/2 (центр тяжести, когда крышка открыта), Lg = 2,83 фута.

Шаг 5

Решите для L1, подставив реальные значения в переупорядоченном уравнении. L1 = 2,83 фута х 1,2 фактора х 40 фунтов/(усилие пружины 100 фунтов х 2 пружины) = 0,6792 фута х 12 дюймов/фут = 8,15 дюйма. Поэтому установите конец основания газовой пружины (конец штока поршня вниз) на расстоянии 8,15 дюйма от шарнирного пальца шарнира на боковом фланце или отверстия в люке.

Добавьте отведенную на 16 дюймов длину к 8,15 дюйма, чтобы правильно расположить верхний конец газовой пружины на расстоянии не менее 24,15 дюйма от оси шарнира. Увеличение этого последнего расстояния увеличивает силу, удерживающую крышку открытой.

подсказки

Коэффициент безопасности для покрытия может быть увеличен для компенсации снега или других нагрузок путем перемещения базового или верхнего стержня дальше от шарнира.
Чтобы удерживать крышку в закрытом положении, нижний шарнир газовой пружины должен быть немного выше шарнира на самом люке, установив 2-дюймовый перпендикулярный кронштейн на люке.

Предупреждения

Применение газовых пружин – деликатная наука, и каждый производитель рекомендует проконсультироваться со своими инженерами, прежде чем принимать решение о любом применении, чтобы предотвратить повреждение или травму.
Газовые пружины находятся под очень высоким давлением и никогда не должны открываться или обращаться с ними грубо, чтобы избежать травм или смерти.