Arc de gaz
Un arc de gaz (cunoscut și sub numele de arc de gaz ) este un arc pneumatic care folosește gaz de înaltă presiune pentru a asigura forța arcului. Avantajele în comparație cu arcurile elicoidale sunt forța aproape independentă de cursa arcului, necesarul de spațiu redus și posibilitatea integrării unui mecanism de amortizare în arc.
① plunger
② scufita
③ plunger ștergătoare de
④ bucșă de ghidare
⑤ inel de sprijin (pentru a preveni extrudare decalaj
de O-ring ⑥)
⑥ O-ring (garnitură)
⑦ plunger garnitură etanșare arbore (RWDR)
⑧ cilindru
⑨ amortizare piston
⑩ deschidere (în piston ⑨)
⑪ bucșă de ghidare
⑫ supapă
⑬ șurub dop
Aplicații
Arcurile sub presiune cu gaz sunt adesea folosite pentru a compensa greutatea și pot fi găsite, de exemplu, pe scaunele de birou , ca dispozitiv de susținere a deschiderii și susținerii clapetelor vehiculelor ( capacul portbagajului , capotei ) sau în clapetele pentru bagaje din habitaclul aeronavei. La fabricarea sculelor , arcurile sub presiune de gaz înlocuiesc arcurile sub presiune convenționale din oțel datorită densității lor ridicate de putere.
În niciun caz nu ar trebui să fie deschise de laici, deoarece există o presiune foarte mare în interior.
Funcția și designul
Arcul de presiune a gazului este un element de reglare hidropneumatic și constă din tubul de presiune și piston , precum și conexiuni adecvate. Este umplut cu un gaz comprimat, a cărui cantitate determină presiunea internă prestabilită. Pistonul îndeplinește două sarcini: partea mai lungă are diametrul mai mic și rulează într-o etanșare pe tubul de presiune (pistonul cu piston) Presiunea acționează asupra secțiunii sale transversale. Aceasta are ca rezultat o forță în direcția de extindere. Partea mai mare a pistonului cu deschiderea de preaplin este utilizată pentru amortizare și ghidare. Forța de extensie poate fi determinată cu precizie în limite fizice prin selectarea adecvată a presiunii de umplere și a diametrului conductei de presiune și a pistonului.
Arcurile de presiune a gazului constau întotdeauna dintr-un cilindru și un piston care se deplasează în el . Construcțiile mai complexe sunt prevăzute cu un piston de separare care separă două spații umplute cu gaz și ulei . Apoi pistonul de amortizare rulează în ulei.
În designul cel mai simplu și cel mai frecvent utilizat, întregul interior este umplut cu gaz - în principal azot . Pistonul de amortizare are o mică deschidere prin care poate curge gazul și a cărui secțiune transversală determină gradul de amortizare. Componenta conține, de asemenea, o cantitate mică de ulei, care este utilizat pentru amortizare și lubrifiere. Etanșarea împotriva pierderii de gaz se află pe ghidajul pistonului.
Pătrunderea tijei pistonului în interior reduce volumul de acolo (cu tija pistonului extinsă) . Pistonul de amortizare nu contribuie la schimbarea volumului (datorită deschiderii de preaplin 10). Deoarece nu poate scăpa niciun gaz, cantitatea de substanță din gaz rămâne constantă.
Situația de funcționare trebuie luată în considerare la calcularea forțelor sau a presiunilor. În principiu, atât compresia, cât și revenirea pot fi privite ca o schimbare de stare adiabatică .
În caz de acționare ocazională, de exemplu pe capotele autovehiculelor, compresia este adiabatică, dar deoarece arcul se răcește, presiunea de ieșire pentru revenirea adiabatică trebuie calculată mai întâi din ecuația gazului ideal . Această presiune este mai mică, deoarece odată cu răcirea arcului, și presiunea internă a scăzut.
Presiunea după o schimbare de stare adiabatică de la starea 1 (extinsă sau retractată) la starea 2 (inversă la starea 1) este:
- ,
unde exponentul izentropic κ pentru gazele diatomice (aer, azot și altele) este 1,4, iar pentru gazul nobil (monatomic) este 1,6.
Dacă gazul se poate răci, presiunea internă scade și poate fi calculată din ecuația ideală a gazului (modificările temperaturii ambiante sunt neglijate):
- ,
Datorită frecării ridicate a garniturilor, forța reală de refacere este mai mică decât presiunea din arcul gazului. În plus, pot fi prezente și elemente pentru amortizarea poziției finale .