Газовая пружина

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Га́зовая пружи́на (газли́фт) — разновидность пружины, в которой упругим элементом является газ, находящийся в цилиндре и периодически сжимаемый поршнем.

Сленговое название газлифт является устоявшимся в мебельной индустрии.

Не следует путать газовую пружину и амортизатор. Последние также часто встречаются в автотехнике и быту, но имеют другое назначение (а именно - гашение колебаний или скорости перемещения). Справедливости ради надо отметить, что зачастую газовая пружина совмещает в себе функцию амортизатора, оказывая дополнительное сопротивление движению.

Газовая пружина дверь открыта.JPG

Применение[править | править вики-текст]

Газовые пружины используются в конструкциях автомобилей, где они принимают на себя вес двери, капота или крышки багажника при открывании. Газовые пружины применяются также в раскладной мебели, в пневматическом оружии, в медицинском и аэрокосмическом оборудовании.

Устройство[править | править вики-текст]

Устройство газовой пружины

Типовая промышленная газовая пружина представляет собой герметичный цилиндр (8) в котором свободно перемещается шток (1). Втулка (2), пыльник (3), подшипник скольжения(4) и сальники (6, 7) обеспечивают герметичное перемещение штока. Центрирующая втулка-поршень (9) и перепускной клапан (10) предохраняют шток от перекоса и обеспечивают демпфирующие свойства пружины.

Некоторые пружины имеют регулятор, управляющий перепускным клапаном (10). Когда клапан закрыт жесткость пружины значительно возрастает так как увеличивается площадь газового упора (вместо диаметра штока — диаметр цилиндра). Такие пружины называются блокируемыми.[1]

Как правило газовые пружины заправляются один раз при изготовлении при давлениях от 5 до 200 атмосфер. Тем не менее иногда специальные пружины низкого давления снабжаются ниппелем (12) для регулировки жесткости. Пружины однократной заправки накачивают через сальник (7) при сборке. В таких пружинах цилиндр делается глухим.

В качестве газа в пружинах обычно используется азот, реже воздух. Газ осушают и очищают от пыли во избежание повышенного износа и коррозии. Для смазки деталей в цилиндр заливают небольшое количество машинного масла.

В отличие от жидкостных пружин, газовые пружины обеспечивают больший ход поршня, но меньшее усилие на штоке. Типовые значения хода — от единиц до десятков сантиметров (изменение длины до 45 % от общей длины пружины). Типовые усилия — от единиц до сотен килограмм.

Давление газа, усилие и диаметр штока для неблокированных пружин можно примерно оценить формулой: ~F= P \pi D^2 / 4, где

F — усилие в Ньютонах (для перевода в килограммы поделить на 9,8);
D — диаметр штока, м;
P — давление газа, Паскалей (для перевода в атмосферы поделить на 100 000).

Газовые пружины для офисных кресел[править | править вики-текст]

Широко распространены специальные блокируемые газовые пружины для офисных кресел (газлифты). В них перепускной клапан (10) открывается кнопкой на штоке. При закрытом клапане пружина очень жесткая и под весом человека имеет короткий ход, подпружинивая кресло. При открытом клапане шток может перемещаться на полную длину пружины. Таким образом регулируют кресло по высоте.

Большинство современных газлифтов делаются двухтрубными. В них кнопка находится не на штоке а на глухом торце цилиндра.[2] Перетекание газа между объемами над и под поршнем в такой пружине происходит через зазор между трубами. Двухтрубная конструкция уменьшает поперечные нагрузки на шток и уплотнители, упрощает конструкцию штока.

Для облегчения вращения кресла в конструкцию газлифта включают упорный шарикоподшипник.

Безопасность газлифтов[править | править вики-текст]

Давление в газлифте офисного стула можно грубо оценить исходя из жесткости пружины в разблокированном состоянии (стул начинает опускаться при нагрузке ~ 30 кг) и площади штока (~ 1 см2) в 30 атмосфер. Имеются свидетельства самопроизвольного разрушения газлифтов с тяжелыми последствиями. [3] [4]

Достоинства и недостатки[править | править вики-текст]

Достоинством газовых пружин по сравнению с обычными металлическими является то, что у них с течением времени не изменяется коэффициент жёсткости. Это делает их удобными для использования в пневматическом оружии.

Недостатки газовых пружин: работа только на сжатие, невысокое относительное удлинение, малый ресурс на низких температурах (текут сальники).

Техника безопасности[править | править вики-текст]

Газовые пружины содержат газ под большим давлением. Категорически запрещается вскрывать газовые пружины или наносить повреждения корпусу цилиндра. Взрывной выход газа с каплями масла может нанести серьёзные травмы. Если необходимо вскрыть пружину то сначала необходимо стравить давление. Безопаснее всего нанести небольшие повреждения штоку и утопив его в пружину стравить давление через повреждение. Нарушение техники безопасности может быть особенно опасным для глаз. Известны случаи непроизвольного взрыва газовой пружины в процессе эксплуатации.[5]

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]