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　　氮氣彈簧是一種具有彈性功能的部件,它將高壓氮氣密封在確定的容器內(nèi),外力通過柱桿將氮氣壓縮,當外力去除時,靠高壓氮氣膨脹,來獲得一定的彈壓力,這種部件稱為氮氣缸或稱氣體彈簧,或稱氮氣缸彈壓裝置,簡稱氮氣彈簧("NitrogenCylinder","GasSpring").

　　 目前常規(guī)彈性元件是彈簧,橡皮和氣墊,這些彈性元件在工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應用,解決了各種彈性儲能的需要,發(fā)揮著其應有的作用.

—、在模具工業(yè)中,一直大量使用著彈性元件.這些年來,模具技術(shù)和模具制造水平有了很大的發(fā)展和提高,業(yè)產(chǎn)品對模具的需求量工越來越大,模具朝著精密,復雜,高效,長壽命的方向迅速發(fā)展,而原有的常規(guī)彈性元件存在著一定的缺點,不能滿足這種形勢的需要,不能理想地解決沖壓工藝的要求,往往影響沖壓件質(zhì)量,使模具結(jié)構(gòu)設(shè)計變得比較復雜,影響模具在壓力機上更換的時間;

　　同時常規(guī)彈性元件占有的模具空間太大,增大了模具制造的成本.例如:彈簧,橡皮均存在著需要預緊,才能達到設(shè)計所需求的彈壓力,而它們的彈壓力又是隨行程加大而明顯地增大,這種彈壓力不恒定的性能,可能導致零件不能成形,對拉延壓邊是很不理想的.對于復雜的拉延成形零件,這個矛盾就顯得特別突出,有時只好采用增加工序的辦法來解決這類問題.再如彈簧,橡皮的起始力都不大,這一點對要求起始力比較大的彎曲,翻邊等工藝,也不理想.由此產(chǎn)生的結(jié)果是,沖壓制件的質(zhì)量不穩(wěn)定,調(diào)整模具費時費力.對于密集型沖頭的沖裁工藝,如采用彈簧或橡皮卸料,往會遇到模具的卸料空間不夠安放彈簧或橡往皮,而需要加大模具空間來解決這類問題.可舉出不少這類例子.因還當前沖壓設(shè)計人員只能采用氣墊來部分彌補這些不足.是采用壓力但機氣墊時,模具的設(shè)計,調(diào)整,使用都不很方便;由于氣壓的波動和管道節(jié)流損失,氣墊所提供的力量也不是很準確;它所占有的空間比較大;需要配備專用的壓縮空氣站,況且并非所有的壓力機均配有氣墊.在使用氣墊時,模具設(shè)計均要受氣墊頂桿位置的限制,模具安裝調(diào)試也不方便.為此,人們努力開發(fā)一種新型的彈性功能部件來替代常規(guī)的彈性元件,這種新型彈性元件具有更加完善的性能,能代替常規(guī)彈性元件,完成常規(guī)彈性元件難于完成的工作,具有常規(guī)彈性元件所不具備的性能,能代替常規(guī)彈性元件,完成常規(guī)彈性元件難于完成的工作,具有常規(guī)彈性元件所不具備的性能,氮氣彈簧做為新型彈性功能部件也就應運而生.它能夠補上述不足,簡化模具設(shè)計,制造,方便模具調(diào)整;它可以作為獨立部件,安裝在模具中使用,也可以設(shè)計成一種氮氣彈簧系統(tǒng),作為模具的一部分參加工作,可以在系統(tǒng)中很方便實現(xiàn)彈壓力恒定和延時動作,是一種具有柔性能的彈性部件.氮氣彈簧不僅可以在模具行業(yè)中廣泛地應用,可以應用到其他工業(yè)也領(lǐng)域,如汽車,電子,儀表等行業(yè).由此看來,氮氣彈簧的用途相當廣泛,它的出現(xiàn)迎合了時代的要求,滿足了工業(yè)發(fā)展的需要,顯然,這項技術(shù)的發(fā)展如今正是方興未艾.


二、氮氣彈簧的設(shè)計原理,基本參數(shù)和特性

1,氮氣彈簧設(shè)計原理

　　采用氮氣作為工作介質(zhì)的氮氣彈簧,它的工作過程,可以近似認為是等溫膨脹和壓縮過程,因此必須遵循波義耳一馬略特(Boyle-Mariotte)氣體狀態(tài)方程.
　　PV/T=C,P1×V1=P2×V2
　　應當說明,除了理論計算之外,氮氣缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計,密封技術(shù)是氮氣彈簧成敗之關(guān)鍵技術(shù).從目前國內(nèi)外產(chǎn)品來看,氮氣彈簧的結(jié)構(gòu)一般可分為:活塞式各柱塞式二大類型,采用單腔或復腔的氣室結(jié)構(gòu),氣室設(shè)計上多為背壓式結(jié)構(gòu).從整體而言,氮氣彈簧可分為獨立式和非獨立式二大類型.可運動部分和不可運動部分的結(jié)構(gòu),充氣,配氣結(jié)構(gòu)和形式等的設(shè)計均與制造工藝技術(shù)相關(guān)聯(lián),與新材料,新工藝,新技術(shù)的應用相關(guān)聯(lián),這些新技術(shù)的應用程度,都將直接影響氮2氣彈簧的技術(shù)性能指標,影響氮氣彈簧品質(zhì)的高低.從這個意義說,氮氣彈簧又是一種綜合各項新技術(shù)應用的產(chǎn)品.

　　氣體密封形式和技術(shù)是一項復雜的工作,密封高壓氣體就更復雜,高壓氣體不僅要很好地長期密封,并要在這壓力下循環(huán)工作,有時其增壓比高達1.6-2.0,因此高壓氣體的長期密封,要比高壓液體的密封困難得多,是一項綜合性的技術(shù),其中有密封的結(jié)構(gòu)形式,它這靜密封與動密封的路徑,形式,運動付的制造精度,表面粗糙度,表面處理技術(shù),密封材料的選擇,密封可靠性與壽命等.

　　2,氮氣彈簧基本性能參數(shù)氮氣彈簧的設(shè)計固然是希望拓寬應用面,能適用于各種不同的環(huán)境條件,不同的工藝要求,但就目前我們推薦的氮氣彈簧,一般說來是在常溫下使用,對于高溫的環(huán)境,應當另作別論.其使用環(huán)境是:頻率響應每分鐘不高于40次;塞或活塞的運動速度應有30-40米/柱分;備用行程一般設(shè)計為3毫米;能在常溫下正常使用.在這種條件下氮氣彈簧的性能參數(shù)可以確定為以下幾項內(nèi)容:


(1)充氣額定壓力巴

(2)額定初始彈壓力牛頓

(3)有效工作行程毫米

(4)一次充氣壽命米或次

(5)特性曲線與增壓比

(6)工作環(huán)境溫度攝氏度

(7)外觀顏色

(8)結(jié)構(gòu)形式和最大偏載角

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