Газовая пружина

Газовая пружина (газлифт) — разновидность пружины, в которой упругим элементом является газ, находящийся в цилиндре и периодически сжимаемый поршнем.

Сленговое название газлифт является устоявшимся в мебельной индустрии.

Не следует путать газовую пружину и амортизатор. Последние также часто встречаются в автотехнике и быту но имеют другое назначение. Справедливости ради надо отметить что зачастую газовая пружина совмещает в себе функцию амортизатора, оказывая дополнительное сопротивление движению.

Применение

Газовые пружины используются в конструкциях автомобилей, где они принимают на себя вес двери, капота или крышки багажника при открывании. Газовые пружины применяются также в раскладной мебели, в пневматическом оружии, в медицинском и аэрокосмическом оборудовании.

Устройство

Устройство газовой пружины

Типовая промышленная газовая пружина представляет собой герметичный цилиндр (8) в котором свободно перемещается шток (1). Втулка (2), пыльник (3), подшипник трения (4) и сальники (6,7) обеспечивают герметичное перемещение штока. Центрирующая втулка-поршень (9) и перепускной клапан (10) предохраняют шток от перекоса и обеспечивают демпфирующие свойства пружины.

Как правило газовые пружины заправляются один раз при изготовлении при давлениях от 5 до 200 атмосфер. Тем не менее иногда специальные пружины низкого давления снабжаются ниппелем (12) для регулировки жесткости. Пружины однократной заправки накачивают через сальник (7) при сборке. В таких пружинах цилиндр делается глухим.

Широко распространены специальные газовые пружины для офисных кресел. В них перепускной клапан (10) открывается кнопкой на штоке. При закрытом клапане пружина очень жесткая и под весом человека имеет короткий ход, подпружинивая кресло. При открытом клапане шток может перемещаться на полную длину пружины. Таким образом регулируют кресло по высоте.

В качестве газа в пружинах обычно используется азот, реже воздух. Газ осушают и очищают от пыли во избежание повышенного износа и коррозии. Для смазки деталей в цилиндр заливают небольшое количество машинного масла.

В отличие от жидкостных пружин, газовые пружины обеспечивают больший ход поршня, но меньшее усилие на штоке. Типовые значения хода - от единиц до десятков сантиметров (изменение длины до 45% от общей длины пружины). Типовые усилия - от единиц до сотен килограмм.

Давление газа, усилие и диаметр штока связаны простой формулой: $~F= P \pi D^2 / 4$, где F - усилие в Ньютонах (для перевода в килограммы поделить на 9,8); D - диаметр штока, м; P - давление газа, Паскалей (для перевода в атмосферы поделить на 100000).

Достоинства и недостатки

Достоинством газовых пружин по сравнению с обычными металлическими является то, что у них с течением времени не изменяется коэффициент жёсткости. Это делает их удобными для использования в пневматическом оружии.

Недостатки газовых пружин: работа только на сжатие, невысокое относительное удлинение, малый ресурс на низких температурах (текут сальники).

Техника безопасности

Газовые пружины содержат газ под большим давлением. Категорически запрещается вскрывать газовые пружины или наносить повреждения на корпус цилиндра. Взрывной выход газа с каплями масла может нанести серьёзные травмы. Если необходимо вскрыть пружину то сначала необходимо стравить давление. Безопаснее всего нанести небольшие повреждения на шток и утопив его в пружину стравить давление через повреждение. Нарушение техники безопасности может быть особенно опасным для глаз.

См. также

• Амортизатор