Hướng dẫn thiết kế lò xo khí hoàn chỉnh: Lực, hành trình, lắp đặt và lựa chọn

Thiết kế lò xo khí: Kết luận cốt lõi

Chúng ta hãy bắt đầu với một kịch bản thực tế. Bạn đang thiết kế một thùng máy có nắp bằng thép nặng. Nắp nặng 35 kg, bản lề nằm ở một cạnh và bạn muốn nó luôn mở mà không cần chốt cơ học. Lò xo khí cần cung cấp đủ lực để cân bằng nắp ở mọi vị trí, nhưng không quá mạnh đến mức đóng sầm lại. Sự khác biệt giữa một thiết kế thành công và một thất bại tại hiện trường thường nằm ở các chi tiết tính toán lực, lựa chọn hành trình và hình học lắp đặt.

Nguyên tắc làm việc của lò xo khí: Điều gì quyết định hiệu suất

Lò xo khí là một xi lanh khép kín chứa đầy khí nitơ và một lượng nhỏ chất lỏng thủy lực. Khi cần piston được đẩy vào, thể tích khí giảm làm tăng áp suất và tạo ra lực phục hồi. Chất lỏng thủy lực chảy qua van đo sáng, van này kiểm soát tốc độ giãn nở và cung cấp khả năng giảm chấn.

Bốn tham số sau đây là nguyên nhân phổ biến nhất gây ra lỗi lựa chọn:

• Lực lượng: Lực định mức được đo tại một điểm cụ thể trong hành trình. Nó không phải là hằng số. Khi lò xo nén lại, lực tăng lên tỷ lệ thuận với mức tăng áp suất.
• Đột quỵ: Đây là khoảng cách thanh di chuyển giữa các vị trí được mở rộng hoàn toàn và được nén hoàn toàn. Lò xo quá dài hoặc quá ngắn sẽ không cho phép cơ cấu đạt được vị trí đóng hoặc mở như dự kiến.
• Gắn kết: Đòn bẩy hiệu quả phụ thuộc vào khoảng cách giữa các điểm lắp lò xo và bản lề. Một lò xo được gắn gần bản lề yêu cầu mức lực cao hơn, trong khi một lò xo được gắn xa bản lề sẽ mang lại nhiều khả năng kiểm soát hơn cho cùng một kích thước vật lý.
• Giảm xóc: Đối với những ứng dụng mà nắp phải mở từ từ hoặc đóng nhẹ nhàng, hãy chọn lò xo khí ẩm. Nếu không giảm chấn, lò xo sẽ ​​giải phóng năng lượng quá nhanh, điều này có thể gây nguy hiểm hoặc hư hỏng.

Để biết thêm chi tiết về cơ chế nội bộ, hãy xem bài viết của chúng tôi về thanh lò xo khí hoạt động như thế nào .

Lò xo khí có thể khóa cho chỗ ngồi và đồ nội thất có thể điều chỉnh Lò xo khí này có hệ thống khóa kép dầu và khí bên trong để định vị chính xác. Nó phù hợp với ghế văn phòng, ghế làm tóc và giường bệnh viện, cung cấp khả năng hỗ trợ từ 450N đến 1200N với chuyển động êm ái, yên tĩnh. Xem sản phẩm →

So sánh dữ liệu: Các loại lò xo khí thông thường

Bảng dưới đây tóm tắt những khác biệt thực tế giữa bốn cấu hình lò xo khí chính được sử dụng trong ghế ngồi, đồ nội thất và thiết bị công nghiệp.

Phạm vi lực là điển hình cho các sản phẩm chúng tôi sản xuất; thiết kế tùy chỉnh có thể đạt giá trị cao hơn hoặc thấp hơn.

Số liệu ẩn: Nhiệt độ và hành vi giảm xóc

Hai số liệu thường nằm ngoài bảng thông số kỹ thuật là độ nhạy nhiệt độ và độ ổn định giảm chấn. Áp suất khí bên trong xi lanh kín tuân theo định luật khí lý tưởng. Khi nhiệt độ môi trường tăng lên, lực cũng tăng lên; khi nó rơi xuống thì lực giảm đi. Đối với thiết bị ngoài trời hoặc máy móc gần nguồn nhiệt, sự thay đổi này có thể đáng kể.

Biểu đồ thanh bên dưới cho thấy lực tương đối của lò xo khí nitơ điển hình ở ba nhiệt độ môi trường xung quanh so với đường cơ sở tiêu chuẩn 20°C.

Giảm xóc cũng quan trọng không kém. Nếu ứng dụng yêu cầu tốc độ mở êm và được kiểm soát thì độ nhớt của dầu và lỗ định lượng phải phù hợp với nhiệt độ vận hành dự kiến. Ở nhiệt độ rất thấp, dầu đặc hơn sẽ làm chậm lò xo; ở nhiệt độ cao, dầu loãng hơn có thể làm cho nó nhanh hơn.

Phân phối ứng dụng ngành

Lò xo khí được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, nhưng sự phân bổ khác nhau tùy theo loại sản phẩm. Dựa trên các ứng dụng chúng tôi phục vụ tại ADF, biểu đồ hình tròn sau đây thể hiện sự phân chia điển hình cho thị trường lò xo khí.

Trong phân khúc ghế ngồi, ghế văn phòng và ghế quầy bar dựa vào xi lanh nâng khí để điều chỉnh độ cao một cách trơn tru. Để có cái nhìn sâu hơn về các ứng dụng của ghế, hãy xem thẻ sản phẩm bên dưới.

Xi lanh nâng khí cho ghế văn phòng dòng ADF Dòng ADF cung cấp nhiều loại hành trình và chiều dài ống ngoài, với khả năng chịu tải 300-500N. Nó bao gồm giảm chấn để vận hành êm ái và có sẵn màu đen hoặc mạ điện, lý tưởng cho chỗ ngồi văn phòng. Xem sản phẩm →

Hướng dẫn lựa chọn và quy trình làm việc

Hãy thực hiện theo năm bước sau để chọn lò xo khí phù hợp cho thiết kế của bạn.

Đối với hầu hết các ứng dụng, dòng sản phẩm tiêu chuẩn của chúng tôi đáp ứng phần lớn nhu cầu. Nếu cần một lực hoặc nét tùy chỉnh, chúng tôi có thể làm việc từ bản vẽ hoặc mẫu của bạn.

Lò xo khí đa năng cho ghế và sử dụng công nghiệp Bao gồm lò xo ghế quầy bar và loại tự động quay trở lại, những lò xo khí này mang đến khả năng điều chỉnh độ cao và đệm êm ái. Chúng bền, ít cần bảo trì và có khả năng thích ứng với nhiều ứng dụng công nghiệp và công thái học khác nhau. Xem sản phẩm →

Khuyến nghị về bảo trì và tuân thủ

Lò xo khí thường không cần bảo trì nhưng việc lắp đặt đúng cách và kiểm tra định kỳ sẽ kéo dài tuổi thọ sử dụng. Dưới đây là những điểm chính cần truyền đạt tới người dùng cuối:

• Không tháo rời: Lò xo khí chứa khí điều áp. Không bao giờ cố gắng mở hoặc chọc thủng xi lanh.
• Kiểm tra thanh và vòng đệm: Tìm kiếm các vết trầy xước, ăn mòn hoặc rò rỉ dầu ở phốt thanh. Rò rỉ cho thấy vòng đệm bị hỏng cần được thay thế trước khi lò xo mất lực.
• Gắn chính xác: Tránh tải bên. Thanh phải thẳng hàng với đường chuyển động dự định; lực bên tăng tốc độ mài mòn của con dấu.
• Tuân thủ: Đối với sản phẩm ghế ngồi, hãy kiểm tra xem xi lanh nâng khí có đáp ứng các tiêu chuẩn hiện hành như BIFMA X5.1 hoặc EN 1335 hay không. Đối với máy móc, hãy xác nhận việc tuân thủ chỉ thị liên quan đến máy móc.

Kiểm tra hiệu suất thường xuyên được khuyến nghị cho sản xuất số lượng lớn. Chúng tôi có thể cung cấp thử nghiệm mẫu và chứng nhận bắt buộc cho ứng dụng của bạn.

Cần một thiết kế cụ thể? Liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi với bản vẽ hoặc yêu cầu mẫu của bạn.