Xi lanh nâng khí cho ghế văn phòng: Xếp hạng đẳng cấp, An toàn & Thay thế

Xi lanh nâng khí là một lò xo khí chính xác, không phải là một ống khí nén đơn giản

Bộ phận điều chỉnh độ cao của ghế văn phòng là xi lanh nâng khí — một lò xo khí khép kín, kín sử dụng khí nitơ điều áp và van đo sáng để hỗ trợ và điều chỉnh trọng lượng của người ngồi. Khi nhấn cần dẫn động, nó sẽ mở một van bên trong xi lanh cho phép nitơ chảy giữa hai khoang bên trong qua một piston. các áp suất khí, thường được nạp từ 25 đến 40 bar tùy thuộc vào loại xi lanh, hỗ trợ tới 150 kg ở các thiết bị hạng nặng . Vỏ ngoài là một ống thép được kéo chính xác với cần piston mạ crom phải duy trì bề mặt hoàn thiện 0,1 micron Ra hoặc mịn hơn ở giao diện phốt. Bất kỳ vết xước, hố hoặc vết ăn mòn nào trên bề mặt thanh này sẽ phá hủy lớp đệm polyurethane bên trong trong vòng hàng trăm chu kỳ tác động, khiến ghế chìm dần dưới tải trọng. Xi lanh không chứa lò xo cuộn và không dựa vào lực nén cơ học; Lực nâng hoàn toàn đến từ nitơ điều áp tác động lên diện tích vi sai của mặt cắt cần piston bên trong thân xi lanh.

Tiêu chuẩn an toàn và hệ thống phân loại xác định khả năng chịu tải

Xi lanh nâng khí ghế văn phòng được phân loại theo các lớp an toàn được xác định theo Tiêu chuẩn quốc tế DIN 4550 và EN 16955 , trong đó chỉ định các yêu cầu về kích thước, độ dày thành, giới hạn nạp khí và thử nghiệm nổ bắt buộc. Xi lanh loại 1 có đường kính ống ngoài 28mm với độ dày thành 1,5 mm, thích hợp cho các ứng dụng nhẹ lên tới 80 kg. Xi lanh loại 2 sử dụng ống 28mm với thành dày hơn 2,0 mm, làm tăng biên độ nổ. Xi lanh loại 3 bước lên ống ngoài 38 mm với thành 2,0 mm, thông số kỹ thuật phổ biến nhất cho ghế văn phòng tiêu chuẩn có trọng lượng lên tới 120 kg. Xi lanh loại 4, loại nặng nhất, sử dụng ống 40mm hoặc lớn hơn với độ dày thành tối thiểu 2,5 mm và được thử nghiệm để hỗ trợ tải trọng động vượt quá 150 kg với áp suất nổ tối thiểu 120 bar . Xếp hạng lớp thường được khắc bằng laser trên vỏ ngoài hoặc in trên nhãn dính. Việc lắp đặt xi lanh Loại 2 vào ghế được thiết kế cho Loại 4 sẽ đặt người dùng vào một bộ phận hoạt động vượt quá giới hạn an toàn của nó — xi lanh có thể không nổ ngay lập tức, nhưng chu kỳ mỏi ở tải trọng cao sẽ làm giảm tuổi thọ sử dụng của nó từ nhiều năm đến vài tháng.

Chiếc ghế chìm và nguyên nhân con dấu bên trong thất bại

Triệu chứng phổ biến nhất của việc xi lanh nâng khí bị hỏng là ghế sẽ chìm dần khi có người sử dụng và cần phải điều chỉnh lại định kỳ. Sự thất bại này là do một Vòng đệm piston bên trong không còn duy trì rào cản kín khí giữa hai buồng áp suất . Vòng đệm, thường là vòng đệm polyurethane hoặc vòng chữ O được cung cấp năng lượng bởi chính áp suất khí, xuống cấp do sự kết hợp của sự mài mòn do chu trình thanh piston, phân hủy hóa học do hơi ẩm xâm nhập và bộ nén do tải trọng tĩnh trong thời gian dài. Khi phốt bị rò rỉ, nitơ di chuyển từ buồng áp suất cao sang buồng áp suất thấp xung quanh piston, cân bằng áp suất ở cả hai bên và loại bỏ lực chênh lệch hỗ trợ ghế. Xi lanh vẫn chứa khí - nó chưa thoát ra khí quyển - nhưng sự cân bằng áp suất bên trong có nghĩa là cần piston không còn giãn ra khi chịu tải. Chế độ thất bại này là không thể sửa chữa được; Xi lanh là khối hàn kín được hàn kín tại nhà máy và không có bộ con dấu thương mại nào có sẵn để chế tạo lại nó. Hành động khắc phục duy nhất là thay thế bằng một xi lanh mới có đúng thông số kỹ thuật về loại và kích thước.

Đo xi lanh để xác định kích thước thay thế chính xác

Xi lanh nâng khí cho ghế văn phòng không thể thay thế được cho nhau. Ba kích thước quan trọng phải phù hợp để xi lanh thay thế vừa khít với đế ghế và cơ cấu ghế. các Đường kính ống ngoài xác định vị trí lắp vào ổ cắm côn của chân ghế , với 28 mm và 38 mm là hai kích thước phổ biến. Chiều dài hành trình, được đo khi thanh chrome lộ ra di chuyển từ khi rút lại hoàn toàn đến mở rộng hoàn toàn, xác định phạm vi điều chỉnh độ cao của ghế và thường đo là 60, 80, 100 hoặc 120 mm. Đầu nối thanh piston, lắp vào cơ cấu ghế, có hai cấu hình tiêu chuẩn: thiết kế dẫn động phía trên trong đó nút dẫn động nhô ra khỏi đầu thanh và được ép bằng một tấm đòn bẩy trong cơ cấu, và một thiết kế dẫn động bên trong đó thanh có rãnh gia công hoặc phẳng gắn với bộ truyền động cáp kéo bên. Đo xi lanh hiện có trước khi đặt hàng thay thế là bước duy nhất giúp bạn tránh được sự thất vọng khi nhận được một bộ phận không phù hợp. Quy trình đo rất đơn giản: đo đường kính ống ngoài bằng thước cặp ở phần không côn, đo đường kính thanh crom, đo chiều dài hành trình lộ ra từ đỉnh ống ngoài đến mặt dưới của khớp nối đầu thanh với thanh được mở rộng hoàn toàn và chụp ảnh cấu hình đầu thanh để phù hợp với kiểu truyền động.

Ổ cắm côn cơ sở và lý do khiến xi lanh bị kẹt khó loại bỏ

Kết nối xi lanh với đế là dạng côn tự khóa, thường là Côn kiểu Morse với góc bao gồm từ 1 đến 2 độ . Khi ghế được lắp ráp tại nhà máy, xi lanh được ép vào ổ cắm với lực vài trăm kg, tạo ra khóa ma sát kim loại với kim loại không cần ren hay ốc vít. Qua nhiều năm sử dụng, sự ăn mòn đáng lo ngại ở bề mặt côn sẽ hàn xi lanh vào đế một cách hiệu quả, đó là lý do tại sao việc tháo xi lanh bị kẹt đòi hỏi lực nhiều hơn đáng kể so với việc lắp đặt. Phần côn được thiết kế để siết chặt hơn khi chịu tải—mỗi khi người dùng ngồi, xi lanh sẽ được dẫn động sâu hơn một cách vi mô vào ổ cắm—vì vậy, một xi lanh đã được sử dụng trong 5 năm sẽ được nêm chặt hơn so với xi lanh mới lắp.

Kỹ thuật loại bỏ và các công cụ thực sự hiệu quả

Việc tháo xi lanh nâng khí ra khỏi chân ghế đòi hỏi phải khắc phục khóa côn mà không làm hỏng ổ cắm chân đế, thường là bằng nhôm đúc hoặc nylon gia cố bằng thủy tinh. Phương pháp hiệu quả nhất là sử dụng một cờ lê ống áp vào thân trụ với đế ghế được đảo ngược và giằng . Hàm răng cưa của cờ lê ống cắn vào ống thép bên ngoài của xi lanh và một vòng xoắn sắc nét sẽ phá vỡ liên kết côn. Dầu thấm được bôi lên phần trên của ổ cắm đế và để thấm xuống khớp côn trong 30 phút trước khi cố gắng tháo ra có thể tạo ra sự khác biệt giữa xi lanh nhả ra với lực vừa phải và xi lanh yêu cầu các biện pháp khắc nghiệt. Đối với các xi lanh vẫn bị kẹt sau phương pháp cờ lê ống, một búa đập chết tác dụng vào thân xi lanh trong khi vẫn duy trì áp suất quay bằng cờ lê sẽ tạo ra lực sốc cần thiết để phá vỡ liên kết ăn mòn băn khoăn. Sau đó, xi lanh được tháo ra khỏi cơ cấu tựa bằng cách sử dụng kỹ thuật cờ lê ống tương tự hoặc, đối với các xi lanh dẫn động từ trên, bằng cách dùng búa đập vào thanh piston lộ ra và trôi sau khi tháo tấm tựa.

• Trước tiên hãy tháo đế ghế ra khỏi xi lanh, sau đó tháo xi lanh ra khỏi cơ cấu ghế. Cố gắng cả hai cùng một lúc sẽ làm phức tạp quá trình.
• Một cái vồ cao su không đủ để tháo xi lanh. Sử dụng búa đập chết có trọng lượng đầu tối thiểu 1 kg để truyền sốc hiệu quả.
• Bảo vệ bề mặt thanh crom trong quá trình tháo. Một vết xước sâu do tiếp xúc với dụng cụ không đúng cách sẽ làm hỏng xi lanh mới khi lắp đặt.
• Không làm nóng xi lanh hoặc đế bằng đèn khò. Nitơ được điều áp bên trong xi lanh giãn nở một cách nguy hiểm khi có nhiệt và đế nhôm có thể bị nứt do ứng suất nhiệt.

Quy trình lắp đặt và tránh hư hỏng con dấu sớm

Việc lắp đặt một xi lanh nâng khí mới đơn giản hơn về mặt cơ học so với việc tháo ra nhưng có những yêu cầu cụ thể nhằm ngăn chặn hư hỏng ngay lập tức đối với bộ phận mới. Ổ cắm đế phải sạch sẽ và không có gờ, ăn mòn hoặc tàn tích của lớp phủ bên ngoài của xi lanh trước đó. Bất kỳ khiếm khuyết nào nổi lên bên trong ổ cắm sẽ tạo thành vết xước trên ống ngoài của xi lanh mới trong quá trình lắp đặt và có khả năng tạo ra bộ tăng ứng suất. Xi lanh được lắp vào ổ cắm cơ sở và sau đó được đặt bằng Đập vào phần trên của thân xi lanh bằng búa đập đầu mềm, không phải bằng cách đập vào cần pittông . Việc đánh vào thanh truyền lực tác động trực tiếp vào vòng đệm bên trong và cụm van, điều này có thể gây hư hỏng vòng đệm ngay lập tức và xi lanh hoàn toàn mới bị rò rỉ ngay từ ngày đầu tiên sử dụng. Phương pháp đúng là đặt một khối gỗ hoặc một miếng nhựa trôi vào mép trên của ống ngoài hình trụ và đập vào khối đó, đẩy thân hình trụ vào ổ côn mà không tải các bộ phận bên trong. Khi xi lanh đã được đặt hoàn toàn vào đế, cơ cấu ghế sẽ được hạ xuống thanh piston và được cố định theo thiết kế cơ cấu cụ thể của ghế.

Cấu hình xi lanh phi tiêu chuẩn và chỗ ngồi văn phòng đặc biệt

Một số ghế văn phòng, đặc biệt là những thiết kế tiện dụng của các nhà sản xuất như Herman Miller, Steelcase và Humanscale, sử dụng xi lanh nâng khí có kích thước không chuẩn hoặc cơ chế truyền động độc quyền. Ví dụ, một chiếc ghế Herman Miller Aeron sử dụng một xi lanh dẫn động bên có hình dạng đầu thanh cụ thể và chiều dài hành trình được hiệu chỉnh theo cơ cấu nghiêng động học của ghế . Việc thay thế một hình trụ chung cho những chiếc ghế này sẽ dẫn đến phạm vi chiều cao ghế không chính xác, hình dạng dẫn động không tương thích hoặc ghế không thể khóa ở độ cao mong muốn. Ghế kéo và chỗ ngồi có chiều cao bằng ghế đẩu sử dụng các xi lanh có hành trình kéo dài với hành trình tổng thể của thanh vượt quá 200 mm và các xi lanh này phải được định mức để tăng mômen uốn tác dụng lên thanh khi ghế ở mức mở rộng tối đa. Các yêu cầu về loại xi lanh áp dụng như nhau cho các thiết kế hành trình kéo dài, nhưng tải trọng uốn khi mở rộng hoàn toàn phải được tính theo đường kính thanh và chiều dài ống lót dẫn hướng bên trong của xi lanh để đảm bảo cụm lắp ráp đáp ứng cùng hệ số an toàn như xi lanh hành trình tiêu chuẩn ở phần mở rộng thấp hơn.

Xử lý và nguy cơ áp suất khí dư

Một xi lanh nâng khí đã qua sử dụng, thậm chí một xi lanh đã mất hoàn toàn chức năng nâng vẫn chứa nitơ điều áp. Khí đã được cân bằng bên trong nhưng chưa thoát ra ngoài và xi lanh vẫn là một bình chịu áp kín. Khoan vào bình nâng khí để xả áp cực kỳ nguy hiểm —sự giải phóng khí nén đột ngột có thể đẩy mũi khoan hoặc bản thân ống trụ với một lực đủ mạnh để gây thương tích nghiêm trọng. Không bao giờ được đốt xi lanh vì nhiệt sẽ khiến áp suất bên trong tăng lên cho đến khi thân xi lanh nổ tung. Việc thải bỏ đúng cách tuân theo các quy định của địa phương đối với bình khí nén. Ở hầu hết các khu vực pháp lý, điều này có nghĩa là xi lanh phải được giảm áp suất một cách có kiểm soát bởi cơ sở quản lý chất thải được trang bị để xử lý lò xo khí hoặc có thể đưa nó trở lại chương trình tái chế đồ nội thất văn phòng chấp nhận các bộ ghế hoàn chỉnh. Phải xử lý xi lanh với thanh piston ở vị trí mở rộng, điều này cho người xử lý chất thải biết rằng thiết bị có thể chứa áp suất khí, thay vì nén thanh và ẩn điện tích khí.