气弹簧选型的设计思路.pdf

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1、专ChassisandParts底盘与配件与配件气弹簧选型的设计思路孔令猛气弹簧作为一种支撑构件在医疗设备、有活塞杆腔的截面积和惰性气体压强之积成提要汽车、家具、纺织设备、机械行业等领域均正比。本文介绍了气弹簧得到了广泛的应用(见题图)。本文针对布局2气弹簧选型的基本原理，并通过图气弹簧时需要考虑支撑力、行程、安装尺寸例以理论计算公式为依等要素，对气弹簧的选型进行了经验总结，气弹簧选型的主要要素：安装尺寸、支可供技术人员参考。撑力、工作行程及连接方式。多数人在选型据，阐述了气弹簧选型时，对于气弹簧相对安装位置的不同，会导的步骤，以及气

2、弹簧安1气弹簧的基本原理致行程不同，而相对铰接点力臂又一直处于装的注意事项。气弹簧是在密闭的腔体内压入惰性气体变化等不太了解，因此无法确定支撑力；选(常用氮气)和油、或油气混合物，以气体为型不得要领时只好进行实物试验，但是经工作介质的一种弹性元件，主要由压力管、常会出现3个问题：一是力量太小，撑不起活塞、活塞杆及若干连接件组成。由于在活来；二是撑起来后行程过短，不能关闭；三塞内部设有通孔，活塞两端气体压力相等，是力量太大，关闭困难。最后不得不重新选而活塞两侧的截面积不同，一端接有活塞杆而另一端没有，故在气体压力作用下，会向截面积小的一

3、侧产生压力，即气弹簧的弹力，弹力的大小可以通过设置不同的气压或者不同直径的活塞杆予以设定。如图1所示，F1、F2分别为无活塞杆腔和有活塞杆腔体的压力；S1、S2分别为无活塞杆腔和有活塞杆腔体的截面积；P为惰性气体压强。气弹簧弹力F的平衡方程为：F＝F1－F2＝PS1－P(S1－S2)＝PS2。由气弹簧弹力的平衡方程可知，弹力与图1气弹簧结构剖视图图2气弹簧的工作状态2012.10商用汽车专用汽车与配件99CommercialVehicleSpecialPurposeVehicle&Parts专与配件底盘与配件ChassisandPar

4、ts择新型号，导致反复选型，耗时费力。笔者以2根气弹簧支撑上翻门的图例及理论计算公式为依据，介绍气弹簧的选型步骤。如图2将气弹簧的工作状态简化为连杆机构，首先设定相关联的几个参数：(1)参考点。O为铰a.销轴式铰链b.金属球头式铰链c.塑料球头式铰链接点；a1、b分别为气图3气弹簧的连接方式弹簧上、下支撑点；a2为O、b两点连线与a1绕O点旋转的轨由此会减少门两侧的空间，也增大了要考虑1.1～1.2的安全系数，故气弹簧迹圆交叉点；a3为a1绕O点旋转后的关气弹簧的材料成本；P值若大到一定支撑力F的公式为(下式为1.1系数)：闭点。程度

5、，b的位置就有可能超出门的尺寸F=(1.1/2)mgL/M(2)参考距离。S1为气弹簧的安装而不利于安装，这说明a1点所选位置式中，m为门的自质量，g为重力2尺寸(即门开止时气弹簧的尺寸)，a1到也不合理。故a1点位置的确定对于整加速度，取g=10kg/s。b的距离；S2为气弹簧工作半径中的最个气弹簧选型环节尤为关键。有了a1在门绕O点转动过程中，还可以通短尺寸，a2到b的距离；S3为气弹簧的点，便可结合气弹簧展开长度确定下过改变S1的大小来控制门的角度，角关闭尺寸(即门闭止时气弹簧的尺寸)，支撑点b，通常选择各厂家气弹簧展开度大小随

6、S1大小变化。从图2所示气弹a3到b的距离；L为门的理论质心到铰长度的标准尺寸，也可以根据实际情簧运动轨迹上可以很清楚地看出，开接点的距离(沿门方向)；P为上支撑点况进行定做。启角度处于直角时门重力对应的O点力到铰接点的距离(沿门方向)；M为气弹2.2工作行程的确定臂为最大值，产生的力矩也最大，因簧到铰接点的有效力臂。气弹簧的工作行程为气弹簧的展此只需以门开启90°时计算所得F的力值得注意的是，很多人认为气开长度与压缩长度的差值。通过图2值便可满足气弹簧的正常工作，而且弹簧的关闭尺寸S3是行程中的最短尺可知，当上支撑点转到a2的位置时

7、，不需要太大的力便可将门关闭。寸，其实这是错误的，由图2即可看为气弹簧在该工作过程中缩到最短位2.4连接方式出，O点、a2点、b点均处在同一条直置的点，若气弹簧的工作行程＜(S1－气弹簧的连接方式主要有两类：线时，气弹簧的尺寸最短。S2)的差值，即压缩长度＞S2时，就会销轴式铰链和球头式铰链。球头式铰根据以上选定的参数，则可以对出现门无法关闭的现象，考虑安装误链又分为金属球头式和塑料球头式2气弹簧各要素进行如下确定。差，故需要加上50mm安全尺寸，即种，如图3所示。2.1安装尺寸的确定最小行程为S1－S2+50mm，当然也销轴式连接，

8、其可靠性较好，但首先确定气弹簧的安装尺寸，即可以选更大的行程，但最大不得超过对气弹簧的使用有较高的方向要求，a1和b的位置。根据门外形、开启角1/2(S1－100)mm，因为活塞杆不可即气弹簧在运动过程中，其相对于销度(