Газовая пружина , также известная как газовая стойка , представляет собой тип пружины , которая, в отличие от типичной механической пружины, основанной на упругой деформации , использует сжатый газ , содержащийся внутри закрытого цилиндра . [1] Этот цилиндр герметизирован скользящим поршнем для пневматического накопления потенциальной энергии и выдерживания внешней силы , приложенной параллельно направлению вала поршня.
Газовые пружины используются в автомобилях для изготовления стоек, способных выдержать вес хэтчбеков, задних дверей и капотов. Они также используются в мебели и дверях, а также в некоторых медицинских и аэрокосмических применениях. Газовые пружины большего размера встречаются в машинах, которые используются в промышленном производстве, особенно в прессовой промышленности, где силы, которые они могут оказывать, могут варьироваться от 2500 Н до 400 000 Н (сорок тонн). [ нужна цитата ]
Функционирование газовых пружин зависит исключительно от давления, что приводит к плавному выдвижению и втягиванию. [2] [ нужен лучший источник ]
Если внутренний поршень имеет диафрагму, выступающую в сторону газовой трубки, он перестанет двигаться, как только приложенная сила станет постоянной, и будет выдерживать вес, как обычная пружина. Однако если в плунжере имеется мелкое отверстие, его называют «медленно демпфирующей пружиной» и его можно использовать на тяжелых дверях и окнах. Газовая пружина, предназначенная для быстрого срабатывания, называется «быстрой газовой пружиной» и используется при производстве пневматического оружия и амортизаторов отдачи .
Уменьшить объем газа и увеличить его внутреннее давление можно с помощью подвижного концевого упора или путем скольжения одной трубки по другой, что позволяет регулировать характеристики газовой пружины во время работы. Стержень может быть полым за счет использования хитроумных уплотнений или может состоять из нескольких стержней малого диаметра. Обычно присутствует небольшое количество масла.
Газ можно подавать с помощью клапана типа Шредера , используя манжетное уплотнение вокруг стержня и заставляя его впускать газ за счет внешнего избыточного давления или челночной системы уплотнительных колец . Газовые пружины большого калибра содержат очень большое количество энергии и могут использоваться в качестве силового агрегата. В экстренных случаях газ можно подавать через газогенераторную ячейку , аналогичную тем, которые используются в подушках безопасности . Пассивные компенсаторы вертикальной качки оснащены большими газовыми пружинами, а длина их хода может превышать 6 метров.
Газовой пружине можно придавать регулируемое усилие нажатия с помощью местной ручки или дистанционно с помощью троса Боудена . Увеличенный ход иногда достигается с помощью телескопических механизмов, обычно состоящих из одного стержня и двух цилиндров, где меньший из двух цилиндров фактически действует как второй стержень, входящий и выходящий из большего цилиндра. [ нужна цитата ]
Существуют также технологии изготовления газовых пружин с регулируемым подъемом. Они предназначены для коротких производственных циклов и прототипов, а также в приложениях, где точная сила важна, но ее трудно оценить заранее, например, при медленном подъеме крышки за известное время. В этом случае баллон поставляется заполненным до максимального расчетного давления, но оснащенным выпускным отверстием, позволяющим выпустить газ после установки. Цель состоит в том, чтобы конструкцию можно было подрессорить, а затем поэтапно снизить давление для оптимизации поведения. Если выделяется слишком много газа, необходимо установить новую пружину. [ нужна цитата ]
Также возможно изготовить дегрессивные газовые пружины, в которых пружина становится более, а не менее мощной по мере расширения главного цилиндра. [3]