微车尾门的气弹簧布置课件.ppt

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1、微车尾门气弹簧的布置一、气弹簧的介绍1.什么是气弹簧？气弹簧也叫气撑杆，顾名思义它是一个由气体产生弹性力从而起支撑和连接作用的一种器件。气弹簧一般由四部分组成：活塞及活塞杆、缸体、工作介质（气体）和接头。气弹簧有多种形式，如：自由型气弹簧（支撑杆）、自锁型气弹簧（调角器、气压棒）、随意停气弹簧（摩擦式气弹簧）、阻尼器和牵引式气弹簧。其特点及应用：气弹簧工作过程比较稳定，使用寿命长，具有缓冲、减震，消除噪音等功能。广泛用于汽车、纺机、印刷、食品、烟草等各种机械上，实现门窗的举升、暂停、闭合等动作。使用实例如下：2.气弹簧的一般工作原理。气弹簧是以气体和液体为工作介质的一种弹性元件，由压力管，活

2、塞及若干联接件组成，其内部充有高压氮气，因为活塞有通孔，所以两端气体气压均等，又由于两端受力面积不同而产生向外的弹力，弹力的大小可以通过设置不同的氮气气压而设定。与机械弹簧不同的是，气弹簧具有近乎线性的弹性曲线。标准气弹簧的弹性系数k介于1.2和1.4之间，其他参数可根据要求及工况灵活定义。1)、不考虑摩擦力，对气弹簧进行力的推导：设支撑力F，缸径D（半径R），杆径d（半径r），冲入气体压强p，活塞两端面积差S”-S’，大气压p0由公式看，气弹簧支撑力F仅与杆径r和充气气压p有关一般气弹簧冲入的氮气量有60~80个大气压，气弹簧力远大于大气压力，则上式可省略p0：大气压力F02)、气弹簧压缩

3、与伸长过程支撑力的改变：由此可见两种状态的支撑力的变化量的大小由气弹簧的缸径和杆径的大小和初始气压（氮气量）决定的。而一般气弹簧由供应商规定了系列产品，即缸径和杆径有了系列的定值（也可由主机厂自行设定），这将在后面的参数介绍有说明。所以按设计需要的气弹簧公称力来装入氮气量。由公式看，如果ΔF要取得最小值：则要R>>r，但r太小了又使支撑力F变小，而R太大也不可能，受安装空间限制。所以一般R=11~14，r=4、5、7。支撑力变化有100N左右。可参见后面的参数。于是伸长状态1与压缩状态2支撑力的变化ΔF：3)、压缩过程中压缩量l与支撑力F的关系：气弹簧弹性曲线理论上从公式推算看并非线性关系，

4、但由于气弹簧在运动过程活塞两端的气压均等存在个滞后性，还有摩擦力的作用，所以气弹簧的作用力可近似线性关系。标准气弹簧的弹性系数k介于1.2和1.4之间。不考虑大气压的影响，则上式为：其中l/S为压缩量与满行程的比值，l增大则F也随之增大，也就是越压缩需要的力气就越大，符合现实气弹簧的力学现象。3.气弹簧的种类。1)、自由型气弹簧（支撑杆）是应用最为广泛的气弹簧。它主要起支撑作用，只有最短、最长两个位置，在行程中无法自行停止。在汽车、纺织机械、印刷设备、办公设备、工程机械等行业应用最广。2)、自锁型气弹簧（调角器、气压棒）在医疗设备、座椅等产品上应用的最多。该种气弹簧借助一些释放机构可以在行程

5、中的任意位置停止，并且停止以后有很大的锁紧力（可以达到10000N以上）。3)、随意停气弹簧（摩擦式气弹簧）主要应用在厨房家具、医疗器械等领域。它的特点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间：不需要任何的外部结构而能停在行程中的任意位置，但没有额外的锁紧力。4)、阻尼器在汽车和医疗设备上都用得比较多，其特点是阻力随着运行的速度而改变。可以明显的对相连的机构的速度起阻尼作用。5)、牵引式气弹簧是一种特殊的气弹簧:别的气弹簧在自由状态的时候都处在最长的位置，即在受到外力后是从最长的位置向最短的位置运动，而牵引式气弹簧的自由状态在最短的位置，受到牵引时从最短处向最长处运行。牵引式气弹簧中也有相应的自由

6、型、自锁型等。在汽车尾门上经常用的就是自由型气弹簧，起到支撑尾门的作用。4.气弹簧的参数。1)、气弹簧的参数如：杆径d、缸径D、行程S、安装尺寸L、公称力F、接头形式。由前面的公式分析一下这几个参数：①杆径d：杆径d和充气气压p是与公称力F密切相关的，同气压情况下选用杆径d越大，公称力越大。但正常情况是杆径d形成系列产品，如d=6、8、10、12、14，在同杆径情况下冲入不同的氮气量得到不同的公称力F。双向气弹簧②缸径D：为了使公称力F的变化量ΔF较小，尽量使缸径D远大于杆径d，但受空间和成本等因素限制，缸径D不可能无限大，一般D/d=2~3。③行程S：行程S与公称力F关系不是很大，在同等气

7、压下，行程S越大需要充气越多，只要压缩量与行程的比值l/S相同，变化的支撑力F还是一样的。换句话说，在初始气压相同的情况下行程S越长，相同的支撑力变化量ΔF越得到细分，支撑力变化越缓慢。行程S可根据安装需要定制。④安装尺寸L：也就是自然状态气弹簧的长度，按安装需要定。⑤公称力F：按照设计需要选取，一般比需要的最低气弹簧力稍高。公称力F大小由杆径d和充气气压p。⑥接头形式：按安装空间需要选取或定制。2)、一般供