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氣彈簧撐桿的安裝研究
該用戶有一個特點,就是喜歡在所購買的車輛的艙門(如電池艙門,水箱艙門,前側(cè)圍檢修艙門,后側(cè)圍檢修艙門等)使用氣彈簧作支撐。由于筆者是負(fù)責(zé)側(cè)圍艙門設(shè)計的,所以市場需求促進(jìn)了本人對氣彈簧的安裝研究,并將研究心得應(yīng)用于氣彈簧的安裝設(shè)計。 歡迎光臨公司網(wǎng)http://www.wan-
1 氣彈簧的特點
氣彈簧是一根舉力(本文用F表示)近似不變的伸縮桿,在汽車,飛機,醫(yī)療器械,宇航器材,紡織機械等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。它的內(nèi)部構(gòu)造是一條可在密閉筒腔內(nèi)作直線運動的活塞桿。密閉筒腔內(nèi)充滿由高壓氣體和可溶解部分高壓氣體的液體所構(gòu)成的液2氣兩相混合體。氣彈簧的舉力由高壓氣體推動活塞桿產(chǎn)生。推動力決定于高壓氣體的壓強。高壓氣體在液體中的溶解量隨氣體壓縮增加(此過程對應(yīng)氣彈簧工作于壓縮階段),隨氣體膨脹而減少(此過程對應(yīng)氣彈簧工作于伸長階段),使得密閉筒腔內(nèi)的高壓氣體的密度始終維持一個近似恒值,也就是氣壓近似不變(即舉力近似不變)。
2 氣彈簧的安裝研究
表面上看,將氣彈簧安裝到客車艙門上非常簡單,實際上安裝設(shè)計所要解決的問題遠(yuǎn)非所想象的簡單。氣彈簧在艙門上的一般安裝狀態(tài)如圖1所示。從此圖可知,已知安裝信息只有門體(幾何形狀,質(zhì)量,重心,材料等),鉸鏈和開度α要求,未知安裝信息卻多達(dá)6個(X1,X2,Y1,Y2,Z,F)。而由數(shù)學(xué)理論知道,要解出6個未知數(shù),必須要解出由這6個未知數(shù)構(gòu)成的6個方程式組成的方程組。由此可見,要求設(shè)計人員從純理論形態(tài)入手解決氣彈簧的安裝幾乎是不可能的。因此,從工程角度切入,深挖安裝信息,簡化未知數(shù),是解決氣彈簧安裝設(shè)計問題的關(guān)鍵所在。
211 力學(xué)分析
門體,鉸鏈(門體作開關(guān)運動的中心)和氣彈簧構(gòu)成一個杠桿系統(tǒng)。由于氣彈簧對鉸心的力臂遠(yuǎn)小于門重對鉸心的力臂,所以這是一個費力杠桿系統(tǒng)。即是說,氣彈簧舉力必須遠(yuǎn)大于門重才可以將門體支撐起來。這是一個很重要的隱蔽條件。有了這個條件,才可以初選多大舉力的氣彈簧。氣彈簧的舉力可以確定為門重的3倍左右。當(dāng)然也可以確定為門重的2倍,4倍,5倍,6倍左右。對同一個門體來說,相對于氣彈簧舉力取3倍門重,當(dāng)氣彈簧舉力取2倍門重時,氣彈簧力臂要增大,工作行程要增大,總長度要增加,安裝空間增大;反之,當(dāng)氣彈簧舉力取4倍以上門重時,氣彈簧力臂要減小,工作行程要減小,總長度要減小,安裝空間減小。這可根據(jù)實際安裝空間選取氣彈簧舉力。筆者在實際設(shè)計中常用3倍數(shù)。