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氮氣彈簧設計原理與特點

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氮氣彈簧是一種具有彈性功能的部件。它將高壓氮氣密封在確定的容器中,外力通過柱塞杆將氮氣壓縮,當外力去除時靠高壓氮氣膨脹來獲得一定的彈壓力,這種部件稱為氮氣缸或氣體彈簧,簡稱氮氣彈簧,氮氣彈簧不僅可以在模具行業中廣泛的應用,也可以用到其他工業領域,如汽車、電子、儀表等行業。由此看來,氮氣彈簧的用途相當廣泛,它的出現迎合了時代的要求,滿足了工業發展的需要。

一、氮氣彈簧設計原理

(1)采用氮氣作為工作介質的氮氣彈簧,它的工作過程,可以近似認為是等溫膨脹和壓縮過程,因此必須遵循波義耳一馬略特(Boyle-Mariotte)氣體狀態方程。
(2)計算公式:PV/T=C,P1×V1=P2×V2
(3)應當說明,除了理論計算之外,氮氣缸的結構設計、密封技術是氮氣彈簧成敗之關鍵技術。從目前國內外產品來看,氮氣彈簧的結構一般可分為:活塞式各柱塞式二大類型,采用單腔或複腔的氣室結構,氣室設計上多為背壓式結構。從整體而言,氮氣彈簧可分為獨立式和非獨立式二大類型。可運動部分和不可運動部分的結構,充氣、配氣結構和形式等的設計均與製造工藝技術相關聯,與新材料、新工藝、新技術的應用相關聯,這些新技術的應用程度,都將直接影響氮氣彈簧的技術性能指  標,影響氮氣彈簧品質的高低。從這個意義說,氮氣彈簧又是一種綜合各項新技術應用的產品。
(4)氣體密封形式和技術是一項複雜的工作,密封高壓氣體就更複雜,高壓氣體不僅要很好地長期密封,並要在這壓力下循環工作,有時其增壓比高達1.6-2.0,因此高壓氣體的長期密封,要比高壓液體的密封困難得多,它是一項綜合性的技術,這其中有密封的結構形式,靜密封與動密封的路徑、形式,運動付的製造精度、表麵粗糙度、表麵處理技術、密封材料的選擇、密封可靠性與壽命等。

 
 

二、 氮氣彈簧的特點

(1)在較小的空間中,可以產生較大的初始彈壓力,不需要預緊,傳力模塊一俟開始與氮氣彈簧柱塞接觸就具有彈壓力。一個氮氣彈簧可以代替多個彈簧,對於工作行程相同的模具,采用氮氣彈簧的模具高度要比采用彈簧的模具高度小很多;
(2)彈壓力在整個行程中,可以基本保持恒定;
(3)根據不同的冷衝壓工序要求,其彈壓力的大小、受力點的位置可以隨時調節,調節準確、方便,在模具設計和調試中,可以很方便實現彈壓力的平衡;
(4)簡化模具壓力、卸料等結構,簡化模具設計,縮短模具製造周期;
(5)提高衝壓件質量,保證衝製件質量穩定,縮短在壓力機上更換模具時間,提高勞動生產率,降低成本;
(6)使用壽命長、安全、可靠,安裝和維修簡單、可靠、方便;
(7)適用於作為不需要外加動力源的氣墊裝置。

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