Împărtășiți articolul:

Arcuri de compresie cu gaz industriale – proiectare, avantaje și utilizări

Arcurile de compresie cu gaz susțin piesele mobile sau compensează greutatea. Acestea sunt utilizate, de exemplu, pentru uși, trape sau brațe pivotante. În special în ingineria mecanică și în ingineria instalațiilor, acestea pot fi utile din motive de siguranță pentru a dota anumite componente și utilaje cu trape. Arcurile cu gaz permit deschiderea și închiderea acestora, în special la trape și uși grele. Acest articol de pe blog explică cum funcționează, ce variante există și unde pot fi folosite.

Prezentare generală a arcurilor de compresie cu gaz și a arcurilor de tensionare cu gaz

Termenul arc cu gaz sau arc cu gaz industrial este utilizat ca termen generic pentru arcurile de tensionare cu gaz și arcurile de compresie cu gaz. Arcurile de compresie cu gaz constau dintr-un cilindru, un piston și o tijă de piston. Pistonul conectat la tija pistonului este mobil. Cilindrul formează cadrul arcului de compresie cu gaz. În funcție de tip, pot exista adaptoare diferite pentru conectarea la alte componente, de exemplu, pini filetați, îmbinări unghiulare sau inele. Presiunea gazului este presetată cu ajutorul unei supape.

Arcurile generice de compresie cu gaz stochează energia furnizată acestora atunci când tija pistonului este împinsă prin comprimarea gazului din cilindru, de exemplu, azot gazos. Gazul comprimat de modificarea volumului are tendința de a-și recăpăta volumul inițial și astfel generează o forță de retur, care împinge înapoi pistonul și astfel tija pistonului. Atunci când arcurile de compresie cu gaz sunt în repaus, pistonul cu tija pistonului sunt complet extinse.

Amortizoarele de compresie cu gaz reprezintă un tip special de arc de compresie cu gaz. Pe lângă susținerea mișcării, o funcție de amortizare este instalată prin intermediul unei deschideri de contrapresiune, adică reglează viteza mișcării de închidere prin compensarea presiunii interne, amortizând astfel șocurile simultan. În funcție de design, se poate utiliza și ulei și pentru reglarea vitezei de împingere. Uleiul necompresibil este trecut prin deschiderea contrapresiune, ceea ce limitează debitul uleiului între camerele separate de piston. În combinație cu o cameră suplimentară umplută cu gaz, se pot obține un efect de amortizare și o viteză limitată de deplasare a pistonului în cilindru.

  • Arcul de compresie cu gaz din stânga (1) = poate fi montat numai la o pantă maximă de 60°
  • Arcul de compresie cu gaz din dreapta (2) = orice direcție de montare
  • 1 = Piesă de montare
  • 2 = Carcasă cilindru
  • 3 = Piston
  • 4 = Tija pistonului
  • 5 = Deschidere contrapresiune
  • 6 = Etanșare
  • 7 = Ghidaj tijă
  • 8 = Ulei
  • 9 = Piston liber
  • 10 = Umplere cu gaz (compresie)
  • A = Camera A
  • B = Camera B
  • C = Camera C

Arcurile de tensionare cu gaz sunt construite în mod similar cu arcurile de compresie cu gaz. Totuși, în aceste cazuri, tija pistonului se află în interiorul cilindrului, inițial într-o poziție fără sarcină. Atunci când tija pistonului este amplasată sub sarcină de tracțiune și pistonul este tras în exterior, gazul, de ex., azot, din camerele (A și B) este comprimat. Gazul comprimat încearcă să își redobândească volumul inițial și împinge pistonul înapoi în poziția inițială.

  • 1 = Piesă de montare
  • 2 = Carcasă cilindru
  • 3 = Etanșare
  • 4 = Piston
  • 5 = Deschidere contrapresiune
  • 6 = Orificiu de ventilare
  • 7 = Ghidaj tijă
  • A = Camera A (umplută cu gaz)
  • B = Camera B (umplută cu gaz)

Designul arcurilor de compresie cu gaz

Parametrii importanți pentru calcularea arcurilor de compresie cu gaz sunt punctele lor de montare. Acestea afectează direct funcționarea. Arcurile de compresie cu gaz își îndeplinesc scopul numai atunci când sunt amplasate și dimensionate corect. Trapa închisă servește drept punct de pornire pentru calcul.

Pentru trape, forța de activare necesară a arcului de compresie cu gaz poate fi calculată, de exemplu, după cum urmează:

F = \frac {W \times A}{B \times n} \times 1.1
  • W = Greutatea ușilor etc. în kg
  • A = Distanța orizontală dintre balama și centrul de greutate (punctul în care este suportată greutatea totală a trapei)
  • B = Distanța verticală dintre balama și punctul de montare al arcului de compresie cu gaz
  • n = Numărul de arcuri de compresie cu gaz care trebuie utilizate
  • F = Forță de împingere necesară (la lungimea maximă)
  • 1 = Ușă
  • 2= Linia axei

Avantajele arcurilor de compresie cu gaz

Arcurile de compresie cu gaz au mai multe avantaje față de arcurile de compresie convenționale:

  • Control precis al mișcării: Controlul precis al mișcării este posibil datorită amortizării reglabile. Nu există opriri bruște sau vibrații nedorite. Forța poate fi, de asemenea, reglată cu precizie.
  • Durabilitate și fiabilitate: Arcurile de compresie cu gaz sunt complet etanșate, de aceea sunt mai puțin susceptibile la uzură și la influențele externe.
  • Instalare și întreținere ușoare: Arcurile cu gaz au o întreținere redusă, deoarece nu necesită lubrifiere suplimentară
  • Forță ridicată și aproape constantă: În ciuda carcasei destul de compacte, arcurile de compresie cu gaz pot genera forțe considerabile care rămân aproape constante pe întreaga cursă. Arcurile de compresie cu gaz cu amortizare au o curbă de forță răsucită în regiunea în care este inițiat efectul de amortizare.

Diferite variante de arcuri de compresie cu gaz

Există diferite tipuri de arcuri de compresie cu gaz pentru o gamă largă de aplicații:

  • Arcuri de compresie cu gaz de blocare: Arcurile de compresie cu gaz de blocare se pot bloca în diferite poziții.
  • Arcuri de compresie cu gaz și cap sferic: Arcurile de compresie cu gaz cu cap sferic au un cap sferic la capătul tijei pistonului. Acest lucru permite integrarea arcului de compresie cu gaz într-o manieră flexibilă și mobilă.
  • Arcuri de compresie cu gaz pentru capace: Arcurile de compresie cu gaz pentru capace facilitează deschiderea, prinderea și închiderea capacelor într-o manieră controlată.
  • Arcuri de compresie cu gaz și piston flotant: Arcurile de compresie cu gaz cu piston flotant au o construcție specială cu doi cilindri. Pistonul flotant separă gazul și uleiul unul de celălalt.
  • Arcuri progresive și degresive de compresie cu gaz: Datorită forței lor de desfășurare neliniare, arcurile de compresie progresivă sau degresivă cu gaz sunt utilizate pe uși sau trape foarte grele. În funcție de design, acestea oferă un sprijin mai mare la începutul sau la sfârșitul cursei.

Arcuri de compresie cu gaz de la MISUMI

MISUMI oferă o varietate de arcuri cu gaz industriale diferite. Aceasta include arcuri compacte de compresie cu gaz pentru aplicații care economisesc spațiu, arcuri de compresie cu gaz care permit sarcini inițiale mari și o gamă largă de lungimi ale cursei.

Tabelul următor oferă o prezentare generală a arcurilor cu gaz disponibile și a posibilelor lor aplicații:

Proprietățile arcurilor cu gaz
Nume catalog Proprietăți Preîncărcare— N [D] Diametru exterior Cursă - S
min. max. min. max. min. max.
GSP Compact și foarte rezistent.
O selecție mai mare de dimensiuni pentru mai multă libertate.		 1500 30000 19 63 10 80
GSQ Un tip de GSP32 pentru aplicații dificile (capacitatea de pornire a sarcinii este cu 32% mai mare decât GSP32.) 6600 6600 32 32 10 80
GSN Înălțime mai mică, ideală pentru sarcini mari. 3750 20000 32 63 10 100
MGSN Clasa de bază cu un diametru mai mic, ceea ce asigură că se potrivește cu matrițele compacte. 1000 5100 16 32 10 80
MGSL Ideal pentru aplicații cu o sarcină ușor mai mare decât în cazul arcurilor elicoidale. 800 1600 19 25 10 80
MGSM Tip rezistent la înșurubare 400 800 12 16 10 25
GSX Arc cu gaz clasic 4750 31000 32 63 10 80
GSV Selecție mare de aproximativ 150 de dimensiuni. Cel mai frecvent model. 1700 117000 19 195 7 125
GST Diametru, lungime și încărcare ca și cu GSV. Adâncimea orificiului de setare este mai mică decât cu GSV. 3600 95400 32 150 10 125
GSH Diametrul, lungimea și încărcarea ca și în cazul GSV / GST, forma canelurii inferioare și distanța de montare sunt diferite 9200 66300 50 120 10 125
GSK Forța inițială de până la maximum 106.000 N și lungimea maximă a cursei de până la 300 mm. 1700 106000 32 195 10 300
GSSC Încărcătură inițială de până la maximum 184.100 N, capacul de plastic atașat previne contaminarea 4250 184100 25 150 6 50
HSE Diametrul minim Ø 12, cel mai mic model 50 3200 12 32 7 125

MISUMI furnizează, de asemenea, arcuri cu gaz și dispozitive de siguranță integrate:

  • OSAS: protecție activă față de cursa în exces
  • USAS: protecție activă la cursa de retur necontrolată
  • OPAS: dispozitiv activ de siguranță la suprapresiune

OSAS asigură eliberarea gazului de azot intern în timpul unei curse excesive și împiedică astfel deformarea arcului cu gaz. USAS previne ruperea componentelor interne ale arcului cu gaz și propulsarea spre exterior a tijei pistonului atunci când mișcarea tijei pistonului devine necontrolată. OPAS reprezintă o protecție activă împotriva supraîncărcării prin suprapresiune. Dacă uleiul din mașină sau altă substanță penetrează arcul de gaz și determină o creștere anormală a presiunii, OPAS eliberează azotul gazos intern, prevenind astfel deformarea și/sau defectarea arcului de gaz.

Utilizarea arcurilor de compresie cu gaz

Pe lângă multe alte aplicații, pot fi utilizate și arcuri cu gaz pentru dispozitive de siguranță. În caz de urgență, acestea pot fi utilizate, de exemplu, pentru a deschide ușile ieșirilor de urgență sau trapele de urgență rapid și în mod controlat. Arcurile de compresie cu gaz pot ajuta la poziționarea și fixarea pieselor de prelucrat în timpul asamblării sau cu dispozitive de testare.

Arcurile de compresie cu gaz pot fi instalate, de asemenea, direct într-un sistem compus, de exemplu, cu un afișaj de control al presiunii. Acest lucru permite controlul precis al forței arcului și sporește siguranța. MISUMI oferă toate componentele necesare în acest scop.

Se recomandă următoarea secvență la selectarea componentelor individuale:

Un astfel de sistem compus poate fi construit după cum urmează, de exemplu:

  • 1 = Arc de compresie cu gaz
  • 2 la 4 = Adaptor
  • 5 = Furtun din material textil
  • 6 = Clemă pentru conectare
  • 7 = Unitate de control al presiunii

Instrucțiuni de instalare și siguranță

Arcurile de compresie cu gaz industriale și arcurile de tensionare cu gaz sunt aprobate numai pentru uz industrial și nu sunt aprobate pentru instalare în vehicule cu motor. Instalarea incorectă, utilizarea în medii umede sau în aer liber și modificarea presiunii gazului sau a cilindrului poate duce la defecțiuni și accidente grave, inclusiv explozii. Arcurile de compresie cu gaz sunt livrate cu o presiune presetată și sunt destinate utilizării cu această presiune presetată. Această presiune nu trebuie modificată. Arcurile de compresie cu gaz defecte trebuie înlocuite imediat. Purtați ochelari de protecție atunci când scoateți și înlocuiți unitatea. Arcul de compresie trebuie depresurizat înainte de eliminare. Din motive de siguranță, mai întâi gazul comprimat trebuie eliberat din arc.

Arcurile cu gaz conțin gaz de înaltă presiune. Prin urmare, este deosebit de important să respectați anumite reguli atunci când le utilizați și instalați. Prin urmare, acestea nu trebuie niciodată modificate, încălzite sub nicio formă (de ex., prin sudură, topire) sau dezasamblate. Temperatura ambiantă este, de asemenea, un factor decisiv pentru utilizarea în siguranță. Arcurile cu gaz care se încălzesc la 80 °C pot exploda sau garniturile instalate intern se pot deteriora, ceea ce duce la scurgeri de gaz și pierderea funcționării. Se recomandă o distanță de convecție de aproximativ 2 mm pe fiecare parte a arcului pentru disiparea căldurii. Evitați contactul cu orificiile de montare.

Erori frecvente care pot duce la deteriorare sau scurgeri de gaz:

  • Este exercitată o sarcină oblică sau o sarcină transversală.
  • Arcul cu gaz nu se fixează cu șuruburi.
  • Presiunea asupra tijei pistonului nu se exercită pe întreaga suprafață.
  • Suprafața de contact a tijei pistonului este deformată.
  • A fost aplicată o cantitate mare de lubrifiant (în special lubrifianți pe bază de clor).
  • Arcul cu gaz a intrat în contact cu umezeala, aburul sau substanțele chimice.
  • Gazul a fost reumplut sau presiunea a fost reglată.
  • Cilindrul a fost șlefuit.
  • Arcul cu gaz este utilizat sau depozitat în aer liber sau într-un loc umed.