Come calcolare il posizionamento di una molla a gas

Le molle a gas forniscono una forza lineare costante su una corsa definita, nonché uno smorzamento dinamico dal loro pistone integrale per uniformare la loro azione. La pressione estremamente elevata del gas di azoto all'interno viene applicata solo alla sezione trasversale della loro asta del pistone e non all'intero pistone, mantenendo piccole variazioni volumetriche all'interno del cilindro e pressioni e forze risultanti quasi costanti. Questa qualità rende le molle a gas infinitamente utili per fornire forze di apertura e chiusura per porte e boccaporti, nonché meccanismi di movimento su macchine.

Passaggio 1

Definire il posizionamento della molla a gas o l'applicazione di installazione. In questo caso, un set di due molle a gas verrà utilizzato per tenere aperto un coperchio di apertura a cerniera lungo 8 piedi e largo 6 piedi su una barca da pesca. La copertina pesa 80 libbre uniformemente distribuite. Sono disponibili due molle a gas per l'applicazione, ma non è stata fornita alcuna informazione su dove posizionare le molle eccetto che il coperchio del boccaporto deve essere tenuto aperto con un angolo di 45 gradi quando viene sollevato. Con informazioni specifiche sulle molle, è possibile calcolare il loro posizionamento corretto.

Passaggio 2

Determinare le caratteristiche delle due molle a gas disponibili. Ogni molla ha una forza di estensione costante di 100 libbre, ed è lunga 24 pollici quando è estesa, e lunga 16 pollici quando è completamente compressa. Il tratto è la dimensione estesa meno la dimensione compressa, o 24 pollici - 16 pollici = 8 pollici.

Passaggio 3

Determinare la formula generale che regola le applicazioni delle molle a gas e annotare attentamente il diagramma che illustra la geometria di un'applicazione con molla a gas. La formula secondo un importante produttore per determinare la forza di estensione è F1 = (Fg x Lg /n x L1) x R, dove F1 è uguale alla forza di estensione della molla; Fg è uguale alla componente verticale della gravità che tira verso il basso il carico (coperchio del boccaporto) (quando in questo esempio è aperto 45 gradi); Lg è uguale alla distanza orizzontale dal perno (cerniera) al centro di gravità (centro del portello); n è uguale al numero di molle a gas disponibili per sopportare il carico; e L1 è la distanza perpendicolare tra il perno del coperchio e il perno inferiore della molla a gas. R è un fattore di sicurezza della forza di 1,2, in modo che la molla abbia almeno 1,2 volte la forza necessaria per tenere aperto il coperchio.

Passaggio 4

Riorganizzare la formula della forza richiesta per risolvere L1 e Lg , che sono le due dimensioni che determineranno il posizionamento della molla. Pertanto, L1 = Lg x R x Fg /(F1 x n). Poiché la Lg del coperchio da 8 piedi è la funzione seno di 45 gradi x 8 piedi /2 (centro di gravità quando il coperchio è aperto), Lg = 2,83 piedi.

Passaggio 5

Risolvi per L1 sostituendo i valori reali nell'equazione riorganizzata. L1 = 2,83 piedi x 1,2 fattore x 40 libbre /(100 libbre forza della molla x 2 molle) = 0,6792 piedi x 12 pollici /piede = 8,15 pollici. Pertanto, montare l'estremità inferiore della molla a gas (estremità dell'asta del pistone verso il basso) di 8,15 pollici dal perno di articolazione della cerniera sulla flangia laterale o dall'apertura verso lo sportello.

Aggiungere la lunghezza retratta da 16 pollici agli 8.15 pollici per individuare correttamente la parte superiore estremità della molla a gas di almeno 24,15 pollici dal perno della cerniera. Aumentare quest'ultima distanza aumenta la forza per tenere aperto il coperchio.

Suggerimenti

Il fattore di sicurezza della copertura può essere aumentato per compensare la neve o altri carichi spostando il perno della base o il perno superiore più lontano da la cerniera

Per tenere abbassato il coperchio quando è chiuso, il perno della molla a gas inferiore deve essere leggermente sopra il perno sul portello stesso installando una staffa perpendicolare da 2 pollici sul portello.

Avvertenze

L'applicazione con molle a gas è una scienza delicata e ogni produttore consiglia di consultare i suoi ingegneri prima di decidere su qualsiasi applicazione per prevenire danni o lesioni.

Le molle a gas sono sottoposte a una pressione estremamente elevata e non devono mai essere aperte o manipolate per evitare lesioni o morte.

Articoli necessari

Calcolatrice

Compendio di tecnologia Spring Gas