压缩气弹簧的工作原理是用惰性气体或油 - 气混合物填充封闭压力缸,内腔压力是大气压强的几倍或几十倍。工作时利用活塞两侧的压差实现活塞杆的运动。
具体来说,当外力作用于压缩气弹簧时,气体被压缩到弹簧中,存储了一定量的能量。当外力消失时,弹簧会膨胀并释放储存的能量,产生反作用力,从而实现活塞杆的运动。
压缩气弹簧主要由压力缸、活塞杆、活塞、密封导柱、填充、缸内控制部件和油缸外控制部件和接头等组成。
压缩气弹簧具有速度相对较慢、动力变化不大、易于控制等优点。其参数众多,比如弹簧丝直径 d 是制造弹簧的钢丝直径;弹簧直径 D2 是弹簧的外径;弹簧内径 D1 是弹簧的最小外径;弹簧中径 D 是弹簧的平均直径,计算公式为 D=(D2 + D1)÷ 2 = D1 + d = D2 - d ;节距 t 是除支撑圈外,弹簧相邻两圈对应点在中径上的轴向距离;有效圈数 n 是弹簧能保持相同节距的圈数;支撑圈数 n2 是为使弹簧工作时受力均匀并紧的圈数,一般有 1.5d、2d、2.5d,常用 2d;总圈数 n1 是有效圈数与支撑圈的和,即 n1 = n + n2;自由高 H0 是弹簧在未受外力作用下的高度,由 H0 = nt + (n2 - 0.5)d = nt + 1.5d (n2 = 2 时)计算得出;弹簧展开长度 L 绕制弹簧时所需钢丝的长度,压簧时 L≈n1 (ЛD2)2 + n2 ,拉簧时 L = ЛD2 n + 钩部展开长度;螺旋方向有左右旋之分,常用右旋,图纸没注明一般用右旋;弹簧旋绕比是中径 D 与钢丝直径 d 之比。
在安装压缩气弹簧时,要注意活塞杆的位置必须根据加载时间向下,以减少摩擦,确保好的阻尼质量和缓冲性能。轻按收缩弹簧时,当弹簧关闭时,必须把它移过中点线,否则门一般会被拉开。
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