氣動彈簧是什么原理工作的?

氣動彈簧的工作原理是在密閉的壓力缸內(nèi)充入惰性氣體或者油氣混合物,使腔體內(nèi)的壓力高于大氣壓的幾倍或者幾十倍。

由于活塞桿的橫截面積小于活塞的橫截面積,從而產(chǎn)生壓力差,實現(xiàn)活塞桿的運動。

氣彈簧內(nèi)部充有高壓氮氣,活塞內(nèi)部設(shè)有通孔,活塞兩端氣體壓力相等,但活塞兩側(cè)的截面積不同,一端接有活塞桿而另一端沒有,在氣體壓力作用下,產(chǎn)生向截面積小的一側(cè)的壓力,這就是氣彈簧的彈力,彈力大小能通過設(shè)置不同的氮氣壓力或者不同直徑的活塞桿來設(shè)定。

比如彈簧不受外力時,自然伸長為最小行程處,也就是最大伸長處。當(dāng)有外力作用時,活塞兩邊氣壓相等,但受力面積不同,產(chǎn)生壓力差提供氣彈簧的支撐力。

在氣彈簧運動中,瞬時提供的總支撐力包含兩部分,一是壓力差產(chǎn)生的支撐力,二是摩擦力。外力壓縮氣彈簧時,撐桿在氣室內(nèi)體積增大,壓縮氣體的有效容積變小,氣室氣壓變大,壓力差產(chǎn)生的支撐力變大。而且氣室壓力越大,摩擦力越大,撐桿運動越快,摩擦力越大,離自然伸長處越遠(yuǎn),摩擦力越大。

同時,氣溫也會影響氣彈簧支撐力,氣溫越低,氣室壓力越低,氣彈簧提供的支撐力越小。

另外,氣動彈簧利用氣體的特性實現(xiàn)減震和支撐,它由氣壓儲存器和活動腔體兩個主要部分組成。當(dāng)外部力施加在氣動彈簧上,活動腔體會上下移動,這個過程中,氣體會從氣壓儲存器中流入活動腔體,提供支撐力。當(dāng)外部力減小或消失,氣體會從活動腔體流回氣壓儲存器,使彈簧恢復(fù)原有狀態(tài)。

與機械彈簧不同,氣彈簧具有近乎線性的彈性曲線,標(biāo)準(zhǔn)氣彈簧的彈性系數(shù) X 介于 1.2 和 1.4 之間,其他參數(shù)可根據(jù)要求及工況靈活定義。

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