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氣彈簧撐桿的安裝研究
該用戶有一個(gè)特點(diǎn),就是喜歡在所購(gòu)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(jì)的,所以市場(chǎng)需求促進(jìn)了本人對(duì)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(jì)。 歡迎光臨公司網(wǎng)http://www.wan-
1 氣彈簧的特點(diǎn)
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(jī),醫(yī)療器械,宇航器材,紡織機(jī)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(yùn)動(dòng)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(dòng)活塞桿產(chǎn)生。推動(dòng)力決定于高壓氣體的壓強(qiáng)。高壓氣體在液體中的溶解量隨氣體壓縮增加(此過(guò)程對(duì)應(yīng)氣彈簧工作于壓縮階段),隨氣體膨脹而減少(此過(guò)程對(duì)應(yīng)氣彈簧工作于伸長(zhǎng)階段),使得密閉筒腔內(nèi)的高壓氣體的密度始終維持一個(gè)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(jiǎn)單,實(shí)際上安裝設(shè)計(jì)所要解決的問(wèn)題遠(yuǎn)非所想象的簡(jiǎn)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(kāi)度α要求,未知安裝信息卻多達(dá)6個(gè)(X1,X2,Y1,Y2,Z,F)。而由數(shù)學(xué)理論知道,要解出6個(gè)未知數(shù),必須要解出由這6個(gè)未知數(shù)構(gòu)成的6個(gè)方程式組成的方程組。由此可見(jiàn),要求設(shè)計(jì)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(jiǎn)化未知數(shù),是解決氣彈簧安裝設(shè)計(jì)問(wèn)題的關(guān)鍵所在。
211 力學(xué)分析
門體,鉸鏈(門體作開(kāi)關(guān)運(yùn)動(dòng)的中心)和氣彈簧構(gòu)成一個(gè)杠桿系統(tǒng)。由于氣彈簧對(duì)鉸心的力臂遠(yuǎn)小于門重對(duì)鉸心的力臂,所以這是一個(gè)費(fèi)力杠桿系統(tǒng)。即是說(shuō),氣彈簧舉力必須遠(yuǎn)大于門重才可以將門體支撐起來(lái)。這是一個(gè)很重要的隱蔽條件。有了這個(gè)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(duì)同一個(gè)門體來(lái)說(shuō),相對(duì)于氣彈簧舉力取3倍門重,當(dāng)氣彈簧舉力取2倍門重時(shí),氣彈簧力臂要增大,工作行程要增大,總長(zhǎng)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(shí),氣彈簧力臂要減小,工作行程要減小,總長(zhǎng)度要減小,安裝空間減小。這可根據(jù)實(shí)際安裝空間選取氣彈簧舉力。筆者在實(shí)際設(shè)計(jì)中常用3倍數(shù)。
