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氮气弹簧设计原理与特点

本文关键词:氮气弹簧的原理来源: 本站时间:2019-11-18
氮气弹簧是一种具有弹性功能的部件。它将高压氮气密封在确定的容器中,外力通过柱塞杆将氮气压缩,当外力去除时靠高压氮气膨胀来获得一定的弹压力,这种部件称为氮气缸或气体弹簧,简称氮气弹簧,氮气弹簧不仅可以在模具行业中广泛的应用,也可以用到其他工业领域,如汽车、电子、仪表等行业。由此看来,氮气弹簧的用途相当广泛,它的出现迎合了时代的要求,满足了工业发展的需要。

一、氮气弹簧设计原理

(1)采用氮气作为工作介质的氮气弹簧,它的工作过程,可以近似认为是等温膨胀和压缩过程,因此必须遵循波义耳一马略特(Boyle-Mariotte)气体状态方程。
(2)计算公式:PV/T=C,P1×V1=P2×V2
(3)应当说明,除了理论计算之外,氮气缸的结构设计、密封技术是氮气弹簧成败之关键技术。从目前国内外产品来看,氮气弹簧的结构一般可分为:活塞式各柱塞式二大类型,采用单腔或复腔的气室结构,气室设计上多为背压式结构。从整体而言,氮气弹簧可分为独立式和非独立式二大类型。可运动部分和不可运动部分的结构,充气、配气结构和形式等的设计均与制造工艺技术相关联,与新材料、新工艺、新技术的应用相关联,这些新技术的应用程度,都将直接影响氮气弹簧的技术性能指  标,影响氮气弹簧品质的高低。从这个意义说,氮气弹簧又是一种综合各项新技术应用的产品。
(4)气体密封形式和技术是一项复杂的工作,密封高压气体就更复杂,高压气体不仅要很好地长期密封,并要在这压力下循环工作,有时其增压比高达1.6-2.0,因此高压气体的长期密封,要比高压液体的密封困难得多,它是一项综合性的技术,这其中有密封的结构形式,静密封与动密封的路径、形式,运动付的制造精度、表面粗糙度、表面处理技术、密封材料的选择、密封可靠性与寿命等。

 
 

二、 氮气弹簧的特点

(1)在较小的空间中,可以产生较大的初始弹压力,不需要预紧,传力模块一俟开始与氮气弹簧柱塞接触就具有弹压力。一个氮气弹簧可以代替多个弹簧,对于工作行程相同的模具,采用氮气弹簧的模具高度要比采用弹簧的模具高度小很多;
(2)弹压力在整个行程中,可以基本保持恒定;
(3)根据不同的冷冲压工序要求,其弹压力的大小、受力点的位置可以随时调节,调节准确、方便,在模具设计和调试中,可以很方便实现弹压力的平衡;
(4)简化模具压力、卸料等结构,简化模具设计,缩短模具制造周期;
(5)提高冲压件质量,保证冲制件质量稳定,缩短在压力机上更换模具时间,提高劳动生产率,降低成本;
(6)使用寿命长、安全、可靠,安装和维修简单、可靠、方便;
(7)适用于作为不需要外加动力源的气垫装置。

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