Việc chỉ định chính xác lò xo khí bắt đầu bằng một số: lực mà nó phải cung cấp tại vị trí hành trình cần thiết. Phép tính thực sự là sự cân bằng mô men chứ không phải là ước tính trọng lượng đơn giản. Nếu bạn chọn lò xo khí bằng cách chỉ phù hợp với trọng lượng của nắp, cửa hoặc ghế, thiết bị có thể quá yếu để giữ bộ phận mở hoặc mạnh đến mức bộ phận đó bật lên. Bài viết này giải thích phương trình lực, các biến a tính toán lực lò xo khí nhu cầu, một ví dụ thực tế và những lỗi thực tế xuất hiện trong xưởng.
Bắt đầu với phương trình lực lò xo khí cơ bản
Lực phát ra lý thuyết của lò xo khí là F = P × A , trong đó P là áp suất nitơ bên trong và A là diện tích hiệu dụng của piston. Nhà sản xuất thường đánh giá lực này tại một điểm xác định trong hành trình, thường là khi thanh được kéo dài hoàn toàn. Xếp hạng đó được gọi là F1.
F2 là lực đo khi thanh bị nén hoàn toàn. Sự khác biệt giữa F1 và F2 xuất phát từ ma sát trong và sự thay đổi thể tích khí khi thanh di chuyển vào trong xi lanh. Trong một đơn vị điển hình, sự khác biệt là từ 10 đến 20 phần trăm và điều đó rất quan trọng. Nếu bạn chỉ sử dụng một lực danh định, lò xo có thể cảm thấy quá mềm khi gần kết thúc quá trình nén hoặc quá cứng khi gần kết thúc quá trình giãn.
Ý nghĩa của F1 và F2 trong thực tế
Đối với công việc thiết kế, hãy luôn yêu cầu cả hai giá trị khi bạn yêu cầu báo giá từ nhà cung cấp. Một lò xo khí đáp ứng F1 tính toán nhưng có F2 cao bất thường sẽ hoạt động khác khi người ta đẩy bộ phận chuyển động xuống. Điều này đặc biệt quan trọng đối với chỗ ngồi và bảng điều khiển truy cập, nơi chuyển động được điều khiển là một phần của trải nghiệm người dùng.
Cách máy tính lực lò xo khí mô hình hóa ứng dụng của bạn
Đầu vào chính bạn cần trước khi chạy số
Máy tính lực chỉ hoạt động tốt khi bạn cung cấp cho nó. Trước khi tính toán, hãy thu thập những thông tin sau:
- Trọng lượng của bộ phận chuyển động, bao gồm tay cầm, bản lề và mọi bộ phận kèm theo.
- Vị trí của bản lề hoặc trục quay.
- Khoảng cách từ trục quay đến trọng tâm của bộ phận chuyển động.
- Vị trí của các điểm lắp lò xo khí trên cả khung cố định và bộ phận chuyển động.
- Chiều dài hành trình và góc mở bạn muốn đạt tới.
- Phạm vi nhiệt độ hoạt động dự kiến
Phương trình cân bằng mômen
Phép tính là sự cân bằng mô men quanh trục quay:
Lò xo × dspring = W × dcg
Fspring là lực do lò xo khí cung cấp, dspring là khoảng cách vuông góc từ trục quay đến đường tâm của lò xo, W là trọng lượng của bộ phận chuyển động và dcg là khoảng cách theo phương ngang từ trục quay đến trọng tâm. Vì dspring và dcg thay đổi theo góc mở nên bạn cần kiểm tra ít nhất ba vị trí: đóng, mở một phần và mở hoàn toàn. Vị trí yêu cầu lực lò xo cao nhất sẽ đặt mức đánh giá mà bạn nên chỉ định.
Để lắp đặt hai lò xo, hãy chia lực cần thiết cho hai đơn vị. Thêm giới hạn an toàn khoảng 10 đến 15 phần trăm để bù đắp độ mòn của phốt, dung sai áp suất và các biến thể trong sản xuất.
Một máy tính trực tuyến điển hình giả định hình học đơn giản. Nếu các điểm lắp của bạn không đối xứng, hãy sử dụng máy tính làm điểm bắt đầu và kiểm tra thủ công vị trí quan trọng trong mô hình CAD của bạn.
Ví dụ hoạt động: định cỡ lò xo khí cho nắp nặng
Xét một cái nắp có trọng tâm cách bản lề 300mm khi đóng nắp. Nắp nặng 150 N và bạn định sử dụng hai lò xo khí. Bảng dưới đây cho thấy lực cần thiết cho mỗi lò xo ở ba vị trí dựa trên sự cân bằng mô men đơn giản.
| Vị trí nắp | Cánh tay đòn CoG | Tay đòn lò xo khí | Lực mỗi mùa xuân |
|---|---|---|---|
| Đã đóng (0°) | 300 mm | 120mm | 187,5 N |
| Mở một phần (30°) | 260mm | 128mm | 152 N |
| Mở hoàn toàn (60°) | 150mm | 140mm | 80,4 N |
Vị trí đóng yêu cầu lực cao nhất. Nhân 187,5 N với giới hạn an toàn 15 phần trăm sẽ được 216 N mỗi mùa xuân . Điều này có nghĩa là F1 được chỉ định cho mỗi lò xo ít nhất phải là 216 N. Một máy tính lực chỉ yêu cầu trọng lượng chuyển động sẽ bỏ lỡ con số này, vì mômen phụ thuộc vào cánh tay đòn chứ không chỉ trọng lượng.
Trong thực tế, hãy kiểm tra xem lò xo khí sẽ được lắp đặt với thanh hướng lên, xuống hay sang một bên. Định hướng thay đổi ma sát và bôi trơn bên trong, do đó, cùng một chiếc F1 có thể cảm thấy cứng hơn ở vị trí lắp này so với vị trí lắp khác. Nếu giá trị tính toán không khớp với bất kỳ sản phẩm tiêu chuẩn nào, thiết bị tùy chỉnh có áp suất khí được điều chỉnh thường là câu trả lời tốt hơn việc thay đổi điểm lắp đặt.
Những lỗi thường gặp khi tính lực lò xo khí
Ngay cả với công thức phù hợp, những sai sót nhỏ cũng có thể dẫn đến lò xo quá yếu hoặc quá mạnh. Những lỗi dưới đây là những lỗi chúng tôi thường thấy nhất trong các bản vẽ sản xuất và yêu cầu gửi lại.
- Sử dụng toàn bộ trọng lượng của bộ phận chuyển động thay vì tính mômen của nó đối với bản lề. Chỉ riêng trọng lượng không cho bạn biết lực cần thiết.
- Giả sử lực lò xo khí không đổi trong toàn bộ hành trình. F1 và F2 khác nhau, tay đòn cũng thay đổi.
- Chỉ kiểm tra vị trí đóng. Nhu cầu lực có thể thấp nhất ở đó nếu hình dạng lắp lò xo thay đổi, vì vậy hãy luôn kiểm tra ít nhất ba góc.
- Thêm một hệ số an toàn quá khổ. Biên độ 30 phần trăm có thể làm cho lò xo mạnh đến mức người vận hành nhẹ không thể đóng nắp, đặc biệt nếu lò xo được gắn gần bản lề.
- Bỏ qua ảnh hưởng của nhiệt độ. Áp suất khí bên trong thay đổi tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối, do đó, một thiết bị được định mức ở 23°C có thể tạo ra lực mạnh hơn đáng kể dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp hoặc trong xưởng nóng.
Một trường hợp điển hình mà chúng tôi thấy liên quan đến nắp 200 N được lắp lò xo 500 N. Người lắp đặt đã sử dụng trực tiếp trọng lượng của nắp mà không tính đến tay đòn ngắn của lò xo. Nắp bật mở nhanh đến mức những người vận hành nhỏ không thể kiểm soát được. Tính toán lại bằng tay đòn thực chỉ ra đơn vị 300 N, và vấn đề đã biến mất.
Từ tính toán đến sản phẩm thực tế: kết hợp lực với ứng dụng
Giá trị lực chỉ là điểm khởi đầu. Bộ phận phù hợp cũng phải có hành trình phù hợp, đầu nối cuối, khả năng giảm chấn và hình dạng lắp đặt phù hợp với sản phẩm bạn đang chế tạo.
Trong các ứng dụng chỗ ngồi, tải không phải là nắp cố định mà là người chuyển động. Sự cân bằng giữa F1, giảm chấn và lực khóa quyết định ghế di chuyển êm hay giật. Nếu bạn đang làm việc trên ghế quầy bar hoặc chỗ ngồi có thể điều chỉnh độ cao tương tự, lò xo khí cho ghế quầy bar phải phù hợp với phạm vi trọng lượng dự kiến của người dùng và hành trình điều chỉnh độ cao. của chúng tôi kết hợp lò xo khí với yêu cầu về thiết kế và trọng lượng của ghế quầy bar hướng dẫn bao gồm các biến này chi tiết hơn.
Nhà cung cấp, nhà máy sản xuất lò xo gas cho ghế quầy bar - Công ty TNHH lò xo gas Thường Châu Andefu Andefu là nhà cung cấp và nhà máy sản xuất lò xo gas cho ghế quầy bar Trung Quốc, Bán lò xo gas cho ghế quầy bar tùy chỉnh, Bộ sản phẩm gas ghế đẩu dòng ADF-243... Xem sản phẩm → Đối với cửa tủ, tấm bảo vệ máy và bảng truy cập, hỗ trợ lò xo khí cung cấp lực nâng có thể dự đoán được với cách bố trí lắp đặt đơn giản. Trong các sản phẩm này, cân bằng mô men ở vị thế đóng thường là con số xác định xếp hạng F1.
Nhà sản xuất lò xo hỗ trợ khí, Nhà cung cấp lò xo hỗ trợ nâng khí ADF là Nhà sản xuất hỗ trợ lò xo khí, Nhà cung cấp hỗ trợ nâng lò xo khí và Nhà máy hỗ trợ nâng khí tại Trung Quốc, cung cấp Gas Strut L... Xem sản phẩm → Khi bộ phận chuyển động phải giữ ở vị trí trung gian, chẳng hạn như cần giám sát hoặc cửa bảo trì, lò xo khí có thể khóa cung cấp khóa vị trí ở bất cứ đâu trong hành trình. Kiểm tra lực khóa tại điểm tải cao nhất, không chỉ ở vị trí đóng hoàn toàn. Để so sánh sâu hơn, hãy xem hướng dẫn lựa chọn lò xo khí khóa có thể điều chỉnh .
Nhà sản xuất lò xo khí có khóa, nhà cung cấp lò xo khí có khóa Các nhà sản xuất và nhà máy lò xo khí có khóa có thể điều chỉnh của Trung Quốc, Nhà cung cấp và nhà máy sản xuất lò xo khí có thể khóa, ADF cung cấp Thanh chống khí có thể khóa tùy chỉnh, Điều chỉnh... Xem sản phẩm → Bản thân vị trí lắp sẽ thay đổi cánh tay đòn hiệu quả, do đó, cùng một giá trị lực có thể có cảm giác khác nhau trên một cánh tay ngắn, cứng so với cánh tay đòn dài hơn, mềm hơn. Luôn xác minh khoảng cách thực tế từ đường tâm lò xo khí đến trục quay trong mô hình CAD của bạn trước khi đặt hàng.
Tại sao xác nhận kết quả máy tính với nhà sản xuất
Giá trị F1 được tính toán là một con số lý thuyết, không phải là thông số kỹ thuật cuối cùng. Các đơn vị sản xuất thực tế bị ảnh hưởng bởi đường kính thanh, ma sát phốt, lượng dầu nạp, giá đỡ và vị trí chính xác của các điểm gắn. Đây là lý do tại sao nhà sản xuất có thử nghiệm nội bộ có thể giúp bạn tiết kiệm thời gian và làm lại.
Tại ADF, chúng tôi phát triển lò xo khí và xi lanh từ bản vẽ hoặc mẫu của khách hàng, kiểm tra từng bước quy trình và hỗ trợ cả các dự án OEM và hậu mãi. Với 15 dây chuyền sản xuất và đội ngũ hơn 130 người, chúng tôi được thành lập để xử lý các chiều dài hành trình tùy chỉnh, đầu nối đặc biệt và các giá trị lực không phải lúc nào cũng khớp với danh mục tiêu chuẩn.
Bắt đầu với cân bằng mô men, kiểm tra các vị thế đóng và mở, thêm một biên độ an toàn nhỏ và sau đó thảo luận kết quả với nhà sản xuất trước khi đặt hàng. Sự kết hợp đó đáng tin cậy hơn bất kỳ máy tính độc lập nào.
