气弹簧作业指导书----------V1-20080429

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文件名称：气弹簧作业指导书

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前言

为使本公司汽车结构设计规范化，参考国内外汽车气弹簧设计的技术要求，结合本公司已经开发车型的经验，编制本气弹簧设计指导书。旨在对本公司设计人员在气弹簧设计的过程中起到一定的指导作用，帮助新进员工了解结构设计开发流程和相关的设计经验，在设计的过程中少走些弯路，提高设计开发的能力和提高开发效率。

本作业指导书将在本公司所有车型相关结构开发设计中贯彻，并在实践中不断提高和完善。

本标准由SICAR提出。

本标准由标准管理科负责归口管理。

本标准主要起草人：郑颖蓉

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（一）气弹簧总成设计流程

（二）产品设计具体工作步骤

1、项目启动

了解必要的项目信息。包括：整车配制表的研究、项目任务解析，项目计划及采购计划，人力资源分配，竞争车型以及各部门接口人等信息。

2. 前期调研、样车分析

了解竞争车型的是否采用气弹簧，如果采用要了解气弹簧的类型、尺寸及其相关布置方式。编写个人计划和样车分析报告。

3、U0阶段

1）供应商前期介入技术交流

在造型输入和总布置校核后，供应商开始介入并做技术交流，开始编制VTS、BOM、DVP、

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供应商介入情况跟踪表和沿用件清单。

2）确定布置及安装结构

在布置过程中我们校核气弹簧的行程是否满足要求。

3）定义主断面

完成04D、20N和20M的断面图

以上是04D的断面图，断面图里反映了发盖铰链的位置，气弹簧与铰链的位置关系，气弹簧的布置关系及发盖开启时气弹簧伸长量和开启后的旋转角度。

4）数据结构设计

参考其他车型的气弹簧来做气弹簧的数据结构，主要反映气弹簧套筒长度及直径、气弹簧杆的长度及直径、气弹簧的连接方式等信息。另外同时我们要编写气弹簧的报价资料及技术协议及对数据的评审，如果不合格重新校核气弹簧布置和安装结构。

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4、U1阶段

1）供应商介入开发

在此阶段采购部应该完成供应商定点，与定点的供应商进行进一步的技术交流并完成产品开发计划。

2）细化钣金安装和工艺结构

在供应商的支持下，在此就要确定气弹簧和车盖与车身的安装关系和气弹簧的力值（开启力、关闭力、平衡点等）校核，确定气弹簧行程和力值校核没有问题后，细化钣金数据并更新断面最后数据评审。

5、T1阶段

1）附件工艺分析

2）优化结构设计

6、T2阶段

1）供应商数据输入及确认

供应商数据输入、确认后就要开始写DFMEA和PFMEA

2）数据评审

数据评审通过后，重新更新BOM、VTS和材料清单，同时更新断面，出2D断面图。

3）根据2D断面图，编制附件布置报告

4）客户确认

客户对数据确认后数据将被冻结，供应商按时送样。

5）装车及OTS认证

在装车同时，我们要更新气弹簧安装等方面是否存在风险。

（三）气弹簧设计的基本知识

1 基本的原理

在密闭的缸筒内充入和外界大气压有一定压差的惰性气体或者油气混合物，进而利用作用在活塞上的压力差完成气弹簧的自由运动。

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冲走。

3其主要零部件及名字(如图所示)。

注：尼龙球头可根据与气弹簧联接的两个钣金平面进行设计：分为普通直式和斜倾式（下图），倾斜式可分为不同的角度如8°、10°、16°等，可根据不同情况进行设计。

4 零部件材料及工艺

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序

零件名常见材料外观要求/表面处理号

1 球头销45# 渗碳处理

2 弹簧卡片 65Mn

镀铬（银色）或渗氮（黑色）〈出口欧洲的车

3 活塞杆35#

必须渗氮处理，以满足其环保要求〉

4 缸筒精轧钢管20 喷漆处理

5 导向环 Q235

6 密封件 NBR（丁晴橡胶）

7 活塞 Q235

8 球头 PA66+30%GF

5 机构原理

5.1 同样尺寸的气弹簧可以根据缸筒内部存储的气体压力大小来调整举力的大小。

5.2 气弹簧举升速度的大小可以根据活塞上的过油孔的大小来调整，一般分为￠0.3mm￠0.5mm￠0.6mm 等，过油孔越大，举升速度越快，造成的冲击越大，比如：举升速度过大可采用￠0.3mm。（阻尼油在气弹簧运动到阻尼区时才通过过油孔，此前只有气体流过，该特性由油的运动特性：高压区低压区决定）。

5.3 阻尼油、举力、密封圈材料影响气弹簧低温性能，例如：出口俄罗斯的气弹簧所用阻尼油型号 HS32，凝固点-50℃；密封圈材料丁晴橡胶的低温脆性温度由原来的-40℃改为-50℃。

5.4 如有支架，建议料厚为3mm，可以根据力的大小对支架进行工艺处理如：冲压出凹槽来增加强度。

6 安装方式

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6.1 气弹簧整车布置位置分为：前机盖支撑和后备门支撑两种。前机盖支撑有B11、T11等车型，后备门支撑有A15、S11、B14等车型。

6.2 气弹簧支撑方式的布置可分为：直立支撑和旋转支撑，目前我公司采用直立支撑的有：S21 S22 旋转支撑的有：S11 S12 A11 A18 B11。支撑方式的布置是由后备门铰链轴所处的位置来决定的。

（四）气弹簧的设计构想 1 气弹簧布置 1.1 位置定义

根据参考车型或者近似车型初步安排安装点，根据经验,机盖上安装点与铰链轴之间的距离不宜小于200mm，否则直接影响铰链的强度和寿命，同时要满足气弹簧生产条件。

布置设计时尽量保证在车门关闭状态下气弹簧缸筒在上方，活塞杆在下方，因为机盖处于关闭状态的时间长，缸筒在上活塞杆在下，使阻尼油对缸筒内气体有很好的密封作用，从而延长气弹簧寿命。

机盖关闭时尽量经过死点线，如果不能经过死点线，关门状态与死点线之间的角度要少于10度，此时气弹簧的力矩F*L2为负或很小，门锁承受的力矩较小，延长寿命，且减小行车噪音。（死点线：铰链点和气弹簧两安装点的连线）

1 旋转支撑

侧围支撑点

备门支撑点

死点线

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球头铰链轴线与运动轨迹中的任何一个位置的杆件轴线角度大于等于75度，小于等于105度。

1.2 长度定义

根据定义的安装位置和机盖打开角度（机盖打开角度由总布置定义），即可确认气弹簧的最大长度和最小长度，气弹簧长度应满足如下公式：

气弹簧最小长度-（气弹簧最大长度-气弹簧最小长度）>90mm

（该数值的定义主要考虑活塞的尺寸及预留出油气混合物的空间，不同的气弹簧供应商要求可能会有所区别，在设计的时候需要跟供应商确认该数据。）

气弹簧的长度须根据机盖开启及关闭布置图确定，但是必须保证以下生产尺寸。

文件编号： 1.3 举力定义

1）机盖运动过程中的力学变化

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如上图：

机盖开启过程中，初始状态F*L2＜G*L1*a(安全系数a=1.1)，需要人给机盖作用力，机盖处于水平位置前：L1、L2的值逐渐增大，G 值始终保持不变，F 值逐渐减小；此后，L1、L2的值逐渐减小，G 值始终保持不变，F 值继续减小。其中有一点F*L2=G*L1*a，此后F*L2＞G*L1*a，气弹簧自动将机盖打开。 2）根据经验，F*L2=G*L1*a 时，机盖把手离地面的高度应为0.85m～1.15m，初步定义为1m，此位置时G*L1、L2已知，根据公式F*L2=G*L1*a 即可算出气弹簧举力F 和该状态的机盖打开角度α。 3）下图为对于长度及力值选取的经验值，供参考：

气弹簧长度变化量气弹簧最大长度推荐力值气弹簧长度变化量气弹簧最大长度推荐力值 500 400 205.0

600 500 700 365.0

600 60.0 205.5

800 700 245.0

500 140.0

365.5

800 600 100 700 150 80.0

245.5

800 200 500 250 285.0 600 300 700 350 100.0 285.5

800 400 500 500 325.0 600 405.0

600 700 700 120.0 325.5

800

160.0

405.5

800

文件编号：如下为S21气弹簧举力的计算相关资料：

为适宜）

（考虑人开启门时的力在5-10N

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2.1 气弹簧与边界间隙

设计球头销的高度不宜太高，否则强度不够，球头与球头销最近平面的设计间隙约为5mm。按照奇瑞目前的制造公差建议，气弹簧与其他边界设计间隙为大于或等于8mm。

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2.2 气弹簧长度校核

验证是否满足：气弹簧最小长度－（气弹簧最大长度－气弹簧最小长度）>90mm

2.3 举力校核

1）关闭机盖时人的作用力N是否满足5N～10N。

2）当机盖打开角度α时，测定气弹簧的伸长量Lˊ，验证气弹簧举力F和Lˊ是否与供应商提供的力值变化曲线符合。

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2.4 运动校核

气弹簧运动过程中不能出现干涉现象，气弹簧与周围的钣金间隙一般为8mm的安全间隙。

（五）气弹簧设计必须遵循的法规和相关标准

1、执行标准见如下表格

序号标准号标准名称标准类型

1 QC/T2007-1996 汽车用普通气弹簧汽标

2 Q/SQR·04·154-2

005气弹簧总成技术要求

企标

2、产品性能要求：

① 工作温度范围：-40℃～90℃

② 活塞杆进行96h中性盐雾试验，表面不应有肉眼可见的腐蚀缺陷；

③ 气弹簧总成上除活塞杆及球头以外的其他部件应能承受144h中性盐雾试验，无腐蚀现象；

④ 气弹簧的力学性能、气密性能及抗拉强度的要求均需要满足Q/SQR·04·154-2005的相关规定；

⑤ 满足双方共同确认的DV/PV和试验大纲

3、外观质量要求：

①产品必须满足图纸要求；

②按照Q/SQR·04·154-2005—5.1.2检查产品的表面应无划痕、毛刺、斑点、锈蚀等缺陷；

3、主要性能试验

1）力学性能试验

试验条件：温度20±2℃，放置4h后进行测量，测试速度为500 mm／min。

试验方法：将气弹簧的活塞杆朝下垂直装夹于试验机上，进行不少于3个循环的运行，同时观察气弹簧活塞杆有无卡滞或明显的振动。如无异常，则开始测量并记录力一位移曲线，各点F力按下述方法测量：按图样规定的L距离压缩气弹簧活塞杆到a点，停留3s；记录F3力的数值。

压缩气弹簧活塞杆到b点，停留3s；记录F4力的数值。

气弹簧活塞杆伸张到c点，停留3s；记录F2力的数值。

气弹簧活塞杆伸张到d点，停留3s；记录F1力的数值。

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2) 气密性能试验

将气弹簧放置在80±2°C的高温试验箱中，保温4h后移置至20±2℃下保温2h,再将其置于一40±2°C的低温试验箱中，保温4h后移置至20±2℃下保温2h。进行2次高、低温试验后，再按5．1测试其力学性能。

3) 耐久性试验

气弹簧按实际装车状态装于试验机上，以4～6次／min的频率连续均匀地进行25000次循环。每循环2500次，按5．1进行测试并记录。

4）耐腐蚀性试验

气弹簧的活塞杆处于图样规定的最小压缩状态下，按GB 6458的规定进行48h的试验，试验后检查耐腐蚀性。

5）抗拉强度试验

将气弹簧的两端连接部位固定在试验机上，施加4．6规定的拉力试验。试验后，按5．1测试其力学性能。

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（六）设计工作流量表

气弹簧设计工作流量表

项目工作内容需要人数所需时间人工(人天) 1

气弹簧安装方式

气弹簧的安装方式怎么计算？气弹簧气动支撑杆的安装方法 1 气弹簧的特点气弹簧是一根举力(本文用F表示)近似不变的伸缩杆,在汽车,飞机,医疗器械,宇航器材,纺织机械等领域都有广泛的应用。它的内部构造是一条可在密闭筒腔内作直线运动的活塞杆。密闭筒腔内充满由高压气体和可溶解部分高压气体的液体所构成的液2气两相混合体。气弹簧的举力由高压气体推动活塞杆产生。推动力决定于高压气体的压强。高压气体在液体中的溶解量随气体压缩增加(此过程对应气弹簧工作于压缩阶段),随气体膨胀而减少(此过程对应气弹簧工作于伸长阶段),使得密闭筒腔内的高压气体的密度始终维持一个近似恒值,也就是气压近似不变(即举力近似不变)。 2 气弹簧的安装研究表面上看,将气弹簧安装到客车舱门上非常简单,实际上安装设计所要解决的问题远非所想象的简单。气弹簧在舱门上的一般安装状态已知安装信息只有门体(几何形状,质量,重心,材料等),铰链和开度α要求,未知安装信息却多达6个(X1,X2,Y1,Y2,Z,F)。而由数学理论知道,要解出6个未知数,必须要解出由这6个未知数构成的6个方程式组成的方程组。由此可见,要求设计人员从纯理论形态入手解决气弹簧的安装几乎是不可能的。因此,从工程角度切入,深挖安装信息,简化未知数,是解决气弹簧安装设计问题的关键所在。 2-11 力学分析门体,铰链(门体作开关运动的中心)和气弹簧构成一个杠杆系统。由于气弹簧对铰心的力臂远小于门重对铰心的力臂,所以这是一个费力杠杆系统。即是说,气弹簧举力必须远大于门重才可以将门体支撑起来。这是一个很重要的隐蔽条件。有了这个条件,才可以初选多大举力的气弹簧。气弹簧的举力可以确定为门重的3倍左右。当然也可以确定为门重的2倍,4倍,5倍,6倍左右。对同一个门体来说,相对于气弹簧举力取3倍门重,当气弹簧举力取2倍门重时,气弹簧力臂要增大,工作行程要增大,总长度要增加,安装空间增大;反之,当气弹簧举力取4倍以上门重时,气弹簧力臂要减小,工作行程要减小,总长度要减小,安装空间减小。这可根据实际安装空间选取气弹簧举力。笔者在实际设计中常用3倍数。 2-12 确定气弹簧的上下安装点气弹簧的总长度,工作行程是在确定上下安装点过程中确定的。确定气弹簧上下安装点是整个气弹簧安装设计的最难点。下面以单轴铰链门体为例来说明"两圆法"在进行气弹簧安装设计的应用。安装示意图及有关参数如图2所示。下面的计算是以门体为规则,匀质的理想模型(重心=几何中心)为基础进行的。门体在开门过程中对铰心O的力矩不断变化(小→大→小),有两个峰值,一个是最大值,位于门体处于水平位置(α=90°)时;一个是固定值,位于门体处于开尽位置(α=最大值)时。根据物理学杠杆平衡原理可知,门体要在气弹簧的作用下自动打开和开尽以后长时间不掉下来,气弹簧在门体处于这两个特殊位置时对铰心O的瞬时力矩必须大于等于门体在这两个特殊位置时门重对铰心O的瞬时力矩。由此可以确定气弹簧所需的最大力臂(R),最小力臂(r)分别为(列式,计算过程略): 最大力臂R=G (H/2-h)2F≈G H4F,(当Hmh时)最小力臂r=G (H/2-h) cos(α-90°)2F≈G H cos(α-90°)4F,(当Hmh时)式中G为门重,N;F为气弹簧举力,N;H为门高,mm;h为门顶到铰心的垂距,mm;α为门体最大开度,°;2为每个门使用两支气弹簧作支撑。以铰心O为圆心,以最力臂R,最小力臂r为半径分别作大小两个圆。作小圆的一条切线的延长线交大圆于A点,则A 点为气弹簧的上安装点。气弹簧的下安装点B则必然在此切线下方的某一点上。AB两点的距离L为气弹簧的总长度。需要说明的是:A点必须落在门体内侧并离门面板竖直距离20mm

气弹簧使用方法

气弹簧使用方法自由型气弹簧自由型气弹簧（图 1 ）在自由状态下长度最长（行程最小），在受到大于自身推力的外界压力后，可以被压缩，直至最小长度（行程最大）。自由型气弹簧只有压缩状态（外界施加压力和自由状态两种） ,在它的行程中无法进行自行锁紧。自由型气弹簧主要起支撑作用!

图一图二自由型气弹簧的原理如图2：在压力管内充上高压气体，运动活塞上图2有通孔，保证整个压力管内的压力不会随着活塞的移动而变化。而气弹簧的力主是要压力管和外界大气压作用于活塞杆横截面上的压力差。由于压力管内的气压基本不变，而活塞杆的横截面是一定的,所以在整个行程中气弹簧图一的力基本保持恒定。

自由型气弹簧凭借其轻便、工作平稳、操作方便、价格优惠等特点，在汽车、工程机械、印刷机械、纺织设备、烟草机械、制药设备等行业等到了广发的应用！第一步：根据您的实际情况，确定直径、行程、安装尺寸、外力等参数。然后参照下面的表格，看您所选的参数是否在表中所给出的范围之内。如果在表中所给的范围之内，说明您所选的参数是可以生产出来的。

第二步选择您所需要的接头，我们为客户准备多种接头形式。叉形接头单片接头球形接头铰链接头四、实物图

调角器自锁型气弹簧（图1）又称调角器，是一种可以在行程任一位置锁定的气弹簧。在自锁型气弹簧的活塞杆端部有一个针阀打开这个针阀，则自锁型气弹簧可以象自由型气弹簧那样运行;松开针阀，自锁型气弹簧能够自型锁定在当时的位置，并且自锁力往往很大，即能够支撑相对较大的力量。所以自锁型气弹簧在保持了自由型气弹簧功能的同时，还可以在行程的任一位置锁定，而且锁定后还可以承载较大的负荷!自锁型气弹簧根据自锁形式的不同，分为弹性自锁和刚性自锁。刚性自锁又分为压入

气弹簧工作原理

气弹簧弹簧不受外力时，自然伸长为最小行程（指压缩行程）处，即最大伸长处；活塞两边气压相等，由于受力面积不同，产生压力差提供气弹簧的支撑力；气弹簧运动中瞬时提供的总支撑力包括两部分：压力差产生的支撑力和摩擦力。外力压缩气弹簧，由于撑杆在气室内体积增大，压缩气体的有效容积变小，气室气压变大，压力差产生的支撑力变大；摩擦力变化：气室压力越大，摩擦力越大，撑杆运动越快，摩擦力越大，离自然伸长处越远，摩擦力越大；气温影响气弹簧支撑力：气温越低，气室压力越低，气弹簧提供的支撑力越小。气弹簧是以气体和液体为工作介质的一种弹性元件，由压力管，活塞，活塞杆及若干联接件组成,其内部充有高压氮气，由于在活塞内部设有通孔，活塞两端气体压力相等，而活塞两侧的截面积不同，一端接有活塞杆而另一端没有，在气体压力作用下，产生向截面积小的一侧的压力，即气弹簧的弹力，弹力的大小可以通过设置不同的氮气压力或者不同直径的活塞杆而设定。与机械弹簧不同的是，气弹簧

具有近乎线性的弹性曲线。标准气弹簧的弹性系数X介于1.2和1.4之间，其他参数可根据要求及工况灵活定义气弹簧（gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。目前，该产品在医疗设备、汽车、家具、纺织设备、加工行业等领域都得到了广泛地应用。根据不同的特点及应用领域，气弹簧又被称为支撑杆、调角器、气压棒、阻尼器等. 气弹簧的基本原理是在密闭的腔体内压入惰性气体和油、或则油气混合物。根据气弹簧的结构和功能，气弹簧主要有自由型气弹簧、自锁型气弹簧、随意停气弹簧、牵引式气弹簧、阻尼器几种。产品展示气弹簧介绍一、自由型气弹簧（支撑杆）是应用最为广泛的气弹簧。它主要起支撑作用，只有最短、最长两个位置，在行程中无法自行停止。在汽车、纺织机械、印刷设备、办公设备、工程机械等行业应用最广。二、自锁型气弹簧（调角器、气压棒）在医疗设备、座椅等产品上应用的最多。该种气弹簧借助一些释放机构可以在行程中的任意位置停止，并且停止以后有很大的锁紧力（可以达到10000N以上）。三、随意停气弹簧（摩擦式气弹簧）主要应用在厨房家具、医疗器械等领域。它的特点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间：不需要任何的外部结构而能停在行程中的任意位置，但没有额外的锁紧力。（选型参数基本可以参考自由型气弹簧）

气弹簧使用指引

气弹簧使用指南一、气弹簧综述气弹簧(gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的弹性元件。气弹簧的基本原理是在密闭的缸体内充入具有一定压力的氮气和油、或油气混合物，进而利用作用在活塞杆或活塞截面上的压力使气弹簧产生推力或拉力，气弹簧和机械弹簧的最大区别在于：前者的力－位移曲线斜率很小，在整个运动行程中力值基本保持不变，后者的力－位移曲线斜率很大。根据气弹簧的结构和功能，气弹簧主要有自由型气弹簧、自锁型气弹簧、随意停气弹簧、牵引式气弹簧、阻尼器几种。 ※自由型气弹簧（压缩气弹簧）只有伸展（无外力作用下，长度最长）和压缩（外力大于气弹簧的推力，长度最短）两种状态，在行程中无法自行停止，主要起支撑作用，该类气弹簧有恒阻尼和变阻尼两种结构。在汽车、工程机械、纺织机械、印刷机械、办公家具等行业得到广泛应用。 ※自锁型气弹簧（升降可锁定气弹簧、角调可锁定气弹簧）通过其内部的阀门可以将气弹簧锁定在行程的任意位置，根据内部结构的不同，该类气弹簧有弹性锁定、压缩刚性锁定、拉伸刚性锁定、压缩拉伸双向刚性锁定等类型。自锁型气弹簧同时具备支撑、高度和角度调节的功能，而且操作方便灵活，结构简单。因而在医疗设备、家具、汽车等行业得到广泛应用。 ※随意停气弹簧（平衡气弹簧）通过其内部特殊的平衡阀机构，加上合理的外界负载设计，可以使气弹簧停在行程中的任意位置，但没有额外的锁紧力，它的特点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间。主要应用在厨房家具、医疗器械、电子产品等行业。 ※牵引气弹簧（拉伸气弹簧）是一种特殊的气弹簧:别的气弹簧在自由状态的时候都处在最长的位置，即在受到外力后是从最长的位置向最短的位置运动，而牵引式气弹簧的自由状态在最短的位置，受到牵引时从最短处向最长处运行。牵引气弹簧中也有相应的自由型、自锁型等产品。 ※阻尼器通过活塞上的阻尼结构可使阻尼力随着运动速度而改变，可以明显的对相连的机构的速度起阻尼作用，该类产品有多种结构以适合不同的用途。在汽车、家电产品、医疗设备上都用得比较多。二、气弹簧型号标记方法 ※气弹簧的标记由1代号、2活塞杆直径、3缸体外径、4行程、5伸展长度、6活塞杆端接头形式与缸体端接头形式、7最小伸展力组成。规定如下： ×××××/××-×××-××× (××-××) ××× 1 2 3 4 5 6 7 ※各种气弹簧代号：压缩气弹簧（YQ）、升降可锁定气弹簧(SKQ)、角调可锁定气弹簧（JKQ）、平衡气弹簧(PQ）、拉伸气弹簧(LQ)、阻尼器(ZQ) ※活塞杆直径、缸体外径、行程、伸展长度单位为毫米(mm)，最小伸展力单位为牛顿(N) ※接头形式代号：单片(O)、双耳(U)、单耳(L)、球铰(B)、螺纹(M)、锥度(S) ※标记示例：压缩气弹簧的活塞杆直径为10mm，缸体外径为22mm，行程为260mm，伸展长度为630mm，活塞杆端接头为单片式，缸体端接头为球铰式，最小伸展力为380N。标记为：YQ10/22-260-630(O-B)380 三、气弹簧规格系列

气弹簧式转轴结构的制作技术

本技术新型公开了一种气弹簧式转轴结构，是用于笔记本电脑自动开启显示屏的装置，由基础构架、动力机构和制动阻尼机构三部分组成，充分利用了空气动力学原理，将活塞等部件由压缩空气产生的平向动力经曲柄凸轮等部件转化为带动总轴旋转的动力，当到达第一预设角度时，结构的制动阻尼机构输出制动力使总轴停止翻转，在自调角度范围内可将显示屏随意调整至最佳视角，其间因阻尼力的作用使显示屏可保持静止状态，本技术新型制造工艺简单、耐磨性好可靠性高为大批量生产提供了有效地保证。技术要求 1.一种气弹簧式转轴结构，由基础构架、动力机构和制动阻尼机构三部分组成，其特征在于：

所述基础构架主要包括系统承架、总轴和显示屏承架三大部件，其中系统承架上安装动力机构，并设置行程导轨使其动力定向传送，总轴与系统承架贯通滑动枢接，转动时可引起制动阻尼机构动作并带动显示屏承架翻转；所述动力机构由气弹簧和动力转向机构组成，在气体压力作用的推动下气弹簧推动动力转向机构使其带动总轴旋转；所述制动阻尼机构与总轴套连，由弹片组、止动凸轮和凹凸轮为主要部件组成，在总轴旋转到第一预设角度时制动阻尼机构进入制动阻尼状态。 2.根据权利要求1所述的一种气弹簧式转轴结构，其特征在于：所述气弹簧包括活塞、活塞杆、滑块和滑块转轴，其中安装在活塞杆顶部的滑块通过滑块转轴与动力转向机构的曲柄连接，并沿所述系统承架上的行程导轨所限定的方向移动。 3.根据权利要求1所述的一种气弹簧式转轴结构，其特征在于：所述动力转向机构由曲柄、曲柄凸轮转轴及曲柄凸轮为主要部件组成，所述曲柄凸轮为两个，其中一个通过曲柄凸轮转轴与系统承架滑动套连，另一个与总轴固定套连，两个曲柄凸轮的同向端由其中一个曲柄凸轮的轴杆串联并滑动连接曲柄，将来自气弹簧的平动改变成环绕总轴轴心的转动。 4.根据权利要求1所述的一种气弹簧式转轴结构，其特征在于：所述止动凸轮的一端固连于系统承架之上，其转动中心与总轴滑动套连，它的内表面为凹凸面与所述凹凸轮的一侧表面接触。 5.根据权利要求4所述的一种气弹簧式转轴结构，其特征在于：所述凹凸轮的转动中心贯穿固连于所述总轴，其一侧表面为凹凸面与所述止动凸轮的内表面相接触，另一表面为平面与弹片组相连。 6.根据权利要求5所述的一种气弹簧式转轴结构，其特征在于：

举升门气弹簧布置与支撑力计算

举升门气弹簧布置与支撑力计算单位：上海同捷科技股份有限公司姓名：许晓晖拟晋级别：中级

举升门气弹簧布置与支撑力计算许晓晖摘要：气弹簧助力式开启机构是目前乘用车上经常采用的一种结构。目前国内汽车车身设计中，对于气弹簧布置、选用采用逆向方法较多。即以标杆样车为参照，来布置设计车，以标杆车使用的气弹簧为基础样件，然后通过CAE运动分析来进行校核。本文从正向设计出发，以举升门为例，详细介绍了举升门气弹簧的布置与支撑力计算的设计过程，为新车设计正向布置气弹簧提供借鉴。关键词：举升门气弹簧布置气弹簧是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。气弹簧与其它弹簧相比具有尺寸小、容易布置、可靠性高及弹力随行程的变化小等特点，可在-40℃——80℃范围内工作，温度对其弹力的影响不到4%。气弹簧在专业生产厂家均按标准化和系列化设计，使用和维修也更加方便。本文就汽车设计中经常应用的气弹簧布置，以举升门气弹簧的应用设计进行分析。一、确认举升门铰链转轴中心位置在举升门气弹簧应用设计之前必须确认：举升门两个铰链是否同轴；举升门在沿着铰链轴转动过程中与车身部件有无干涉（一般要求间隙应大于3mm）；是否有气弹簧安装空间。铰链转轴中心是后续设计的基准。二、确定举升门的开启角度根据人机工程学分析来确定举升门的开度，目前对举升门开到最大位置车门下边沿的离地高度法规没有规定。依据整车总布置状态，确定该车型的举升门开启最大角度为94°，举升门最高点离地高度为2002mm。这样定义既考虑到人的头部不易碰到举升门下部最低点，也照顾到关门操纵时手部能很容易接触到拉手。三、计算气弹簧上、下安装点的位置及有效行程气弹簧和安装座通过带有螺纹段的轴销连接。气弹簧的安装点理论上是指气弹簧两端轴销上球头转动中心。有效行程是指气弹簧在车门关闭到车门完全开启长度变化的尺寸。首先根据车身状态确定上安装点，具体要求： ●安装面应满足气弹簧运动不引起干涉的要求，必要时调整安装面； ●安装面内部设计适合强度要求的螺母加强板。

民用飞机气弹簧计分析

民用飞机气弹簧设计分析-机械制造论文民用飞机气弹簧设计分析唐行微（上海飞机设计研究院结构部，中国上海201210）【摘要】气弹簧是性能可靠和安装方便的定制结构件，相对于民机上使用的传统机械弹簧单元在重量上具备优势。本文介绍了气弹簧的组成结构和工作方式，通过民用飞机舱门设计中的工程实例简要描述了在民机舱门上气弹簧设计的方法，通过CATIA仿真来模拟气弹簧的安装及运行来优化气弹簧的各项基本参数，并且给出了民机气弹簧的可靠性计算标准。关键词气弹簧；民机舱门；可靠性 0 前言气弹簧是一种可以实现支撑、缓冲、制动、高度及角度调节等功能的零件，在工程机械中，主要应用于雷达罩、口盖、舱门等部位。气弹簧主要由活塞杆、活塞、密封导向套、填充物、压力缸和接头等部分组成，在密闭的缸体内充入和外界大气压有一定压差的惰性气体或者油气混合物,进而利用在活塞杆横截面上的压力差完成气弹簧自由运动。工作时，惰性气体、油液通过活塞上的阻尼孔时产生阻尼作用，控制气弹簧的运行速度，其运行速度相对缓慢、动态力变化不大。在飞机结构舱门设计中经常使用弹簧作为机构功能实现的一部分单元，通常用于提供手柄回弹的回复力，机构运作的助力以及防止机构意外运动的过中心阻力。其中用于提供助力和阻力的弹簧通常为压缩弹簧，舱门设计中通常采用传统机械弹簧，这种设计存在两方面的劣势：一是传统机械弹簧其材料通常为321固溶钢或者15-5PH不锈钢，在重量上需要付出一定代价，二是目前航空领域弹

簧制造主要通过辅助工具手工弯制，其实际力学性能通常与设计目标存在一定差异且不稳定。气弹簧由于其安装方便，工作平稳，使用安全，成为汽车和机械制造等领域的标准配件。相对于传统机械弹簧，定制气弹簧在确保满足设计需求和重量上具备明显的优势，舱门机构中使用的多处弹簧单元均可使用气弹簧来替代。本文根据实际舱门的结构特点及气弹簧在舱门上的具体应用，对安装在舱门上的气弹簧的运动状态进行了分析和研究，给出了具体舱门气弹簧的设计步骤，同时对于民机舱门在使用条件及可靠性方面做了基本的分析。 1 工程实例某型民用飞机设计舱门重量为8.39kg。舱门重心与铰链臂中心转轴的距离为：360.367mm。由于门体、铰链臂(门体进行开关运动的中心) 和气弹簧构成一个杠杆系统。在门打开过程中，通过门体本身重力和气弹簧阻力的双重作用，控制门下降速度门在完全打开位置时，伸展到极限程度。根据周边结构的实际可安装空间情况确定使用两个气弹簧，并将气弹簧的完全压缩力初步设计为门体重量的3 倍左右，考虑摩擦力等影响，将气弹簧的完全压缩力初步确定为300N。下图为飞机航截面投影面，两侧气弹簧的安装相对于门体对称面为对称结构。

气弹簧工作原理

弹簧不受外力时，自然伸长为最小行程（指压缩行程）处，即最大伸长处；活塞两边气压相等，由于受力面积不同，产生压力差提供气弹簧的支撑力；气弹簧运动中瞬时提供的总支撑力包括两部分：压力差产生的支撑力和摩擦力。外力压缩气弹簧，由于撑杆在气室内体积增大，压缩气体的有效容积变小，气室气压变大，压力差产生的支撑力变大；摩擦力变化：气室压力越大，摩擦力越大，撑杆运动越快，摩擦力越大，离自然伸长处越远，摩擦力越大；气温影响气弹簧支撑力：气温越低，气室压力越低，气弹簧提供的支撑力越小。气弹簧是以气体和液体为工作介质的一种弹性元件，由压力管，活塞，活塞杆及若干联接件组成,其内部充有高压氮气，由于在活塞内部设有通孔，活塞两端气体压力相等，而活塞两侧的截面积不同，一端接有活塞杆而另一端没有，在气体压力作用下，产生向截面积小的一侧的压力，即气弹簧的弹力，弹力的大小可以通过设置不同的氮气压力或者不同直径的活塞杆而设定。与机械弹簧不同的是，气弹簧具有近乎线性的弹性曲线。标准气弹簧的弹性系数X介于1.2和1.4之间，其他参数可根据要求及工况灵活定义气弹簧（gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。目前，该产品在医疗设备、汽车、家具、纺织设备、加工行业等领域都得到了广泛地应用。根据不同的特点及应用领域，气弹簧又被称为支撑杆、调角器、气压棒、阻尼器等. 气弹簧的基本原理是在密闭的腔体内压入惰性气体和油、或则油气混合物。根据气弹簧的结构和功能，气弹簧主要有自由型气弹簧、自锁型气弹簧、随意停气弹簧、牵引式气弹簧、阻尼器几种。产品展示气弹簧介绍一、自由型气弹簧（支撑杆）是应用最为广泛的气弹簧。它主要起支撑作用，只有最短、最长两个位置，在行程中无法自行停止。在汽车、纺织机械、印刷设备、办公设备、工程机械等行业应用最广。（具体参数见本网站或来电索取）二、自锁型气弹簧（调角器、气压棒）在医疗设备、座椅等产品上应用的最多。该种气弹簧借助一些释放机构可以在行程中的任意位置停止，并且停止以后有很大的锁紧力（可以达到10000N以上）。（具体参数见本网站或来电索取）三、随意停气弹簧（摩擦式气弹簧）主要应用在厨房家具、医疗器械等领域。它的特点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间：不需要任何的外部结构而能停在行程中的任意位置，但没有额外的锁紧力。（选型参数基本可以参考自由型气弹簧）四、阻尼器在汽车和医疗设备上都用得比较多，其特点是阻力随着运行的速度而改变。可以明显的对相连的机构的速度起阻尼作用。（具体参数请来电索取）五、牵引式气弹簧是一种特殊的气弹簧:别的气弹簧在自由状态的时候都处在最长的位置，即在受到外力后是从最长的位置向最短的位置运动，而牵引式气弹簧的自由状态在最短的位置，受到牵引时从最短处向最长处运行。牵引式气弹簧中也有相应的自由型、自锁型等。橡胶空气弹簧工作时，内腔充入压缩空气，形成一个压缩空气气柱。随着振动载荷量的增加，弹簧的高度降低，内腔容积减小，弹簧的刚度增加，内腔空气柱的有效承载面积加大，此时弹簧的承载能力增加。当振动载荷量减小时，弹簧的高度升高，内腔容积增大，弹簧的刚度减小，内腔空气柱的有效承载面积减小，此时弹簧的承载能力减小。这样，空气弹簧在有效的行程内，空气弹簧的高度、内腔容积、承载能力随着振动载荷的递增与减小发生了平稳的柔性传递、振幅与震动载荷的高效控制。还可以用增、减充气量的方法，调整弹簧的刚度和承载力的大小，还可以附设辅助气室，实现自控调节。

车用气弹簧安装设计分析

车用气弹簧安装设计分析作者：众泰控股集团有限公司潘玉华来源：AI 汽车制造业目前国内汽车产品开发中，对于气弹簧应用采用逆向的方法较多。其布置方法就是参照样车气弹簧在车身上大致的安装位置来布置新车，同时将原车气弹簧样件交给供应商依样去开发，这种开发过程没有依据其工作原理分析，缺乏严谨科学计算很难设计出最优的方案。所以必须从基本原理上寻求一种在汽车上布置气弹簧的科学方法来实现最终设计结果的正确性。下面就以汽车后背门气弹簧的布置安装设计为例进行分析。确认后背门铰链转轴中心位置在后背门气弹簧安装设计之前，应当对已经完成的数据进行验证。必须确认后背门两个铰链是否同轴；后背门在沿着铰链轴转动全过程中与车身周围有无干涉；气弹簧安装空间有无充分预留。确定后背门的总质量及质心的位置后背门的总质量是多项由金属和非金属材料组成部件的质量之和。包括后背门钣金件、后背门玻璃、后雨刮器系统、牌照灯及装饰板、后牌照、后背门锁及后背门内饰板等。在得知零部件密度的前提下，利用CATIA 的测量惯性命令可自动计算出重量和质心坐标点。确定气弹簧在后背门上安装点的位置这里气弹簧的安装点理论上是指气弹簧两端球头转动中心。气弹簧安装时一般采用活塞在上方，活塞杆在下方。气弹簧与门内板连接必须由装在后背门内板上的支架过渡，用以让开活塞外径及运动的空间。在门内板的内侧必须有加强螺母板用来安装气弹簧支架，后背门螺母板及支架的强度、后背门的刚度必须满足气弹簧最大受力状况需求。气弹簧在支架上的安装位即气弹簧的上安装点位置，此位置距铰链转轴中心的尺寸影响气弹簧需要的支撑力，在载荷力矩一定的条件下，该尺寸减少10%，气弹簧的支撑力增加将超过10%，同时气弹簧的行程也会随之变化。设计的目标应在满足后背门开度及背门两侧方便接近的前

气弹簧工作原理

气弹簧是以气体和液体为工作介质的一种弹性元件，由压力管，活塞，活塞杆及若干联接件组成,其内部充有高压氮气，由于在活塞内部设有通孔，活塞两端气体压力相等，而活塞两侧的截面积不同，一端接有活塞杆而另一端没有，在气体压力作用下，产生向截面积小的一侧的压力，即气弹簧的弹力，弹力的大小可以通过设置不同的氮气压力或者不同直径的活塞杆而设定。与机械弹簧不同的是，气弹簧具有近乎线性的弹性曲线。标准气弹簧的弹性系数X介于和之间，其他参数可根据要求及工况灵活定义气弹簧（gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。目前，该产品在医疗设备、汽车、家具、纺织设备、加工行业等领域都得到了广泛地应用。根据不同的特点及应用领域，气弹簧又被称为支撑杆、调角器、气压棒、阻尼器等. 气弹簧的基本原理是在密闭的腔体内压入惰性气体和油、或则油气混合物。根据气弹簧的结构和功能，气弹簧主要有自由型气弹簧、自锁型气弹簧、随意停气弹簧、牵引式气弹簧、阻尼器几种。产品展示气弹簧介绍一、自由型气弹簧（支撑杆）是应用最为广泛的气弹簧。它主要起支撑作用，只有最短、最长两个位置，在行程中无法自行停止。在汽车、纺织机械、印刷设备、办公设备、工程机械等行业应用最广。（具体参数见本网站或来电索取）二、自锁型气弹簧（调角器、气压棒）在医疗设备、座椅等产品上应用的最多。该种气弹簧借助一些释放机构可以在行程中的任意位置停止，并且停止以后有很大的锁紧力（可以达到10000N以上）。（具体参数见本网站或来电索取）三、随意停气弹簧（摩擦式气弹簧）主要应用在厨房家具、医疗器械等领域。它的特点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间：不需要任何的外部结构而能停在行程中的任意位置，但没有额外的锁紧力。（选型参数基本可以参考自由型气弹簧）四、阻尼器在汽车和医疗设备上都用得比较多，其特点是阻力随着运行的速度而改变。可以明显的对相连的机构的速度起阻尼作用。（具体参数请来电索取）五、牵引式气弹簧是一种特殊的气弹簧:别的气弹簧在自由状态的时候都处在最长的位置，即在受到外力后是从最长的位置向最短的位置运动，而牵引式气弹簧的自由状态在最短的位置，受到牵引时从最短处向最长处运行。牵引式气弹簧中也有相应的自由型、自锁型等。橡胶空气弹簧工作时，内腔充入压缩空气，形成一个压缩空气气柱。随着振动载荷量的增加，弹簧的高度降低，内腔容积减小，弹簧的刚度增加，内腔空气柱的有效承载面积加大，此时弹簧的承载能力增加。当振动载荷量减小时，弹簧的高度升高，内腔容积增大，弹簧的刚度减小，内腔空气柱的有效承载面积减小，此时弹簧的承载能力减小。这样，空气弹簧在有效的行程内，空气弹簧的高度、内腔容积、承载能力随着振动载荷的递增与减小发生了平稳的柔性传递、振幅与震动载荷的高效控制。还可以用增、减充气量的方法，调整弹簧的刚度和承载力的大小，还可以附设辅助气室，实现自控调节。气弹簧（gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。目前，该产品在医疗设备、汽车、家具、纺织设备、加工行业等领域都得到了广泛地应用。根据不同的特点及应用领域，气弹簧又被称为支撑杆、调角器、气压棒、阻尼器等. 气弹簧的基本原理是在密闭的腔体内压入惰性气体和油、或则油气混合物。根据气弹簧的结构和功能，气弹簧主要有自由型气弹簧、自锁型气弹簧、随意停气弹簧、牵引式气弹簧、阻尼器几种。一、自由型气弹簧（支撑杆）是应用最为广泛的气弹簧。它主要起支撑作用，只有最短、最长两个位置，在行程中无法自行停止。在汽车、纺织机械、印

气弹簧知识

气弹簧（gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。目前，该产品在医疗设备、汽车、家具、纺织设备、加工行业等领域都得到了广泛地应用。根据不同的特点及应用领域，气弹簧又被称为支撑杆、调角器、气压棒、阻尼器等. 气弹簧的基本原理是在密闭的腔体内压入惰性气体和油、或则油气混合物。气弹簧是以气体和液体为工作介质的一种弹性元件，由压力管，活塞，活塞杆及若干联接件组成,其内部充有高压氮气，由于在活塞内部设有通孔，活塞两端气体压力相等，而活塞两侧的截面积不同，一端接有活塞杆而另一端没有，在气体压力作用下，产生向截面积小的一侧的压力，即气弹簧的弹力，弹力的大小可以通过设置不同的氮气压力或者不同直径的活塞杆而设定。气弹簧的弹力如何计算弹力的大小f跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，即f=kx 式中的k称为弹簧的劲度系数，不同的弹簧的劲度系数一般是不同的。这个规律是英国科学家胡克发现的，叫做胡克定律。如何检测气弹簧的好坏看你检测哪一方面了。气压；行程；表面；连接件；安装尺寸；这些都在检测范围以内啊。检测气弹簧的好坏，1，看表面处理，也就是表面油漆喷的是否均匀，这个一般厂家都能做到，2.活塞杆也就是所谓的行程和缸交接的部位是否有溢出的油污，如果有，那么这个气弹簧肯定是劣质品，因为，气弹簧的缸里面是油和大气压的混合物，如果密封不好的话，用一段时间，很容易出现漏气，漏油的现象，这个东西讲究的就是密封。气弹簧（gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。目前，该产品在医疗设备、汽车、家具、纺织设备、加工行业等领域都得到了广泛地应用。根据不同的特点及应用领域，气弹簧又被称为支撑杆、调角器、气压棒、阻尼器等. 气弹簧的基本原理是在密闭的腔体内压入惰性气体和油、或则油气混合物。根据气弹簧的结构和功能，气弹簧主要有自由型气弹簧、自锁型气弹簧、随意停气弹簧、牵引式气弹簧、阻尼器几种。一、自由型气弹簧（支撑杆）是应用最为广泛的气弹簧。它主要起支撑作用，只有最短、最长两个位置，在行程中无法自行停止。在汽车、纺织机械、印刷设备、办公设备、工程机械等行业应用最广。二、自锁型气弹簧（调角器、气压棒）在医疗设备、座椅等产品上应用的最多。该种气弹簧借助一些释放机构可以在行程中的任意位置停止，并且停止以后有很大的锁紧力（可以达到10000N以上）。、三、随意停气弹簧（摩擦式气弹簧）主要应用在厨房家具、医疗器械等领域。它的特点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间：不需要任何的外部结构而能停在行程中的任意位置，但没有额外的锁紧力。四、阻尼器在汽车和医疗设备上都用得比较多，其特点是阻力随着运行的速度而改变。可以明显的对相连的机构的速度起阻尼作用。

气弹簧

气弹簧是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。气弹簧由于其安装结构简单，使用维修方便，无需外界能源，整个工作行程中举力基本恒定等优点，成为一种十分常见的装置。目前国内汽车产品开发中，对于气弹簧应用采用逆向的方法较多。其布置方法就是参照样车气弹簧在车身上大致的安装位置来布置新车，同时将原车气弹簧样件交给供应商依样去开发，这种开发过程没有依据其工作原理分析，缺乏严谨科学计算很难设计出最优的方案。所以必须从基本原理上寻求一种在汽车上布置气弹簧的科学方法来实现最终设计结果的正确性。下面就以汽车后背门气弹簧的布置安装设计为例进行分析。确认后背门铰链转轴中心位置在后背门气弹簧安装设计之前，应当对已经完成的数据进行验证。必须确认后背门两个铰链是否同轴；后背门在沿着铰链轴转动全过程中与车身周围有无干涉；气弹簧安装空间有无充分预留。确定后背门的总质量及质心的位置后背门的总质量是多项由金属和非金属材料组成部件的质量之和。包括后背门钣金件、后背门玻璃、后雨刮器系统、牌照灯及装饰板、后牌照、后背门锁及后背门内饰板等。在得知零部件密度的前提下，利用CATIA的测量惯性命令可自动计算出重量和质心坐标点。确定气弹簧在后背门上安装点的位置这里气弹簧的安装点理论上是指气弹簧两端球头转动中心。气弹簧安装时一般采用活塞在上方，活塞杆在下方。气弹簧与门内板连接必须由装在后背门内板上的支架过渡，用以让开活塞外径及运动的空间。在门内板的内侧必须有加强螺母板用来安装气弹簧支架，后背门螺母板及支架的强度、后背门的刚度必须满足气弹簧最大受力状况需求。气弹簧在支架上的安装位即气弹簧的上安装点位置，此位置距铰链转轴中心的尺寸影响气弹簧需要的支撑力，在载荷力矩一定的条件下，该尺寸减少10%，气弹簧的支撑力增加将超过10%，同时气弹簧的行程也会随之变化。设计的目标应在满足后背门开度及背门两侧方便接近的前提下，尽量减小气弹簧需要的支撑力，因为过大的支撑力会增加气弹簧的制造成本以及后背门刚度要求。确定后背门的开启角度根据人机工程学分析来确定后背门的开度。目前背门开到最大位置车门下边沿的离地高度法规没有规定。根据人站在地面上使用的方便性，一般设计开启到最大位置时，后背门下部最低点高度应在离地面1800mm左右，以此来确定背门的开启角度。这样设计是基于既要考虑人的头部不易碰到后背门下部最低点，又要照顾关门操作时手部能很容易接触到拉手。由于车身的高度与结构不同，各车型背门开启角度也不相同，大致与铅垂方向夹角100°～110°之间。同时还要满足后背门的最大开启角度应小于铰链能达到的最大开启角度；气弹簧运行至行程终端，具有缓冲机构，以避免构件的损坏。计算从初始位到终止位气弹簧的有效行程

气弹簧撑杆的安装研究_文广南

气弹簧撑杆的安装研究文广南 (广州骏威客车有限公司,广东广州 510430) 摘要:运用两圆法对气弹簧撑杆的安装进行研究,并应用于客车舱门的安装设计。实践证明,这是一种简单、有效的安装设计方法。关键词:气弹簧撑杆;安装设计;两圆法;客车舱门 Abstract:T he air spr ing suppor t is studied wit h tw o circles method ,and the metho d is applied to the design pr actice of the co ach co mpar tment doo rs in this paper.It is pr oved that this is a simple and effectiv e w ay Key words:Air spring suppo rt;Installat ion desig n;T w o circles method;Coach compartment do or 中图分类号:U 463 83 文献标识码:B 文章编号:1006-3331(2005)04-0020-02 深圳公交集团公司一向是我公司的大用户。该用户有一个特点,就是喜欢在所购买的车辆的舱门(如电池舱门、水箱舱门、前侧围检修舱门、后侧围检修舱门等)使用气弹簧作支撑。由于笔者是负责侧围舱门设计的,所以市场需求促进了本人对气弹簧的安装研究,并将研究心得应用于气弹簧的安装设计。 1 气弹簧的特点气弹簧是一根举力(本文用F 表示)近似不变的伸缩杆,在汽车、飞机、医疗器械、宇航器材、纺织机械等领域都有广泛的应用。它的内部构造是一条可在密闭筒腔内作直线运动的活塞杆。密闭筒腔内充满由高压气体和可溶解部分高压气体的液体所构成的液-气两相混合体。气弹簧的举力由高压气体推动活塞杆产生。推动力决定于高压气体的压强。高压气体在液体中的溶解量随气体压缩增加(此过程对应气弹簧工作于压缩阶段)、随气体膨胀而减少(此过程对应气弹簧工作于伸长阶段),使得密闭筒腔内的高压气体的密度始终维持一个近似恒值,也就是气压近似不变(即举力近似不变)。 2 气弹簧的安装研究表面上看,将气弹簧安装到客车舱门上非常简单,实际上安装设计所要解决的问题远非所想象的简单。气弹簧在舱门上的一般安装状态如图1所示。从此图可知,已知安装信息只有门体(几何形状、质量、重心、材料等)、铰链和开度要求,未知安装信息却多达6个(X1、X2、Y1、Y2、Z 、F)。而由数学理论知道,要解出6个未知数,必须要解出由这6个未知数构成的6个方程式组成的方程组。由此可见,要求设计人员从纯理论形态入手解决气弹簧的安装几乎是不可能的。因此,从工程角度切入,深挖安装信息,简化未知数,是解决气弹簧安装设计问题的关键所在。图1 气弹簧安装状态示意图 2 1 力学分析门体、铰链(门体作开关运动的中心)和气弹簧构成一个杠杆系统。由于气弹簧对铰心的力臂远小于门重对铰心的力臂,所以这是一个费力杠杆系统。即是说,气弹簧举力必须远大于门重才可以将门体支撑起来。这是一个很重要的隐蔽条件。有了这个条件,才可以初选多大举力的气弹簧。气弹簧的举力可以确定为门重的3倍左右。当然也可以确定为门重的2倍、4倍、5倍、6倍左右。对同一个门体来说,相对于气弹簧举力取3倍门重,当气弹簧举力取2倍门重时,气弹簧力臂要增大,工作行程要增大,总长度要增加,安装空间增大;反之,当气弹簧举力取4倍以上门重时,气弹簧力臂要减小,工作行程要减小,总长度要减小,安装空间减小。这可根据实际安装空间选取气弹簧举力。笔者在实际设计中常用3倍数。2 2 确定气弹簧的上下安装点气弹簧的总长度、工作行程是在确定上下安装 20 第4期 2005年客车技术与研究设计计算研究

气弹簧技术协议

技术协议产品名称：产品型号：甲方：乙方：履行地：签订日期：有效期：

为确保气弹簧技术指标满足甲方要求，甲、乙双方经过充分协商，就乙方为甲方制作气弹簧，达成如下协议：一、供货范围按甲方提供的图纸及参数和生产数量进行供货。二、技术秘密甲方提供的所有资料及图纸，包括乙方技术经营、财务等相关信息，不外传。三、技术要求 1 产品应符合相关标准的要求，并按甲方提供的图样及技术要求制造。 2 尺寸及外观质量 2.1 气弹簧活塞杆和缸筒直径及活塞行程，应按甲方提供的图样及技术要求制造，并符合GB/T 2348 和GB 2349 的相关要求。 2.2 气弹簧伸展长度尺寸公差按GB 1800 中规定的IT16 级精度制造。 2.3 电镀及化学处理层应符合JB 2864的规定,表面应光洁,无磕碰、划伤、脱皮、鼓泡、针孔、起瘤、斑渍、色差等缺陷。 2.4 油漆涂层应符合QC/T 484-1999规定,漆层平整,颜色一致,无明显麻点,无严重流挂,不允许露底。 3 性能要求 3.1 气弹簧工作时不应有卡阻现象，即在一次循环内动态摩擦力不大于最大值。

3.2 气弹簧伸展速度υ应在100～200mm/s之间。 3.3 耐腐蚀性能气弹簧应能承受96h中性盐雾试验,试验后活塞杆和缸筒表面不得有肉眼可见的腐蚀缺陷。 3.4 抗冷热冲击性能气弹簧应能承受低温-50℃、高温70℃冷热循环试验：气弹簧应反复进行12次冷热冲击试验，试验后气弹簧公称力衰减量不应大于8%。 3.5 循环寿命经过抗冷热冲击性能试验的气弹簧还应能承受20000次循环寿命试验,试验后公称力的总衰减量应小于13%。 3.6 抗拉强度气弹簧在4倍公称力拉伸作用下,保持５min，气弹簧抗拉性能应不变。气弹簧在8倍公称力拉伸作用下，保持5min ，允许气弹簧失效但不得肢解分离。 3.7 抗弯强度气弹簧安装后，在4倍公称力作用下,保持５min，气弹簧不得产生弯曲变形。四、检验及验收标准 1 根据本协议技术要求和有关产品标准进行验收。 2 检验和验收在乙方进行，甲方相关人员到乙方现场进行抽检。

气弹簧使用注意事项

气弹簧使用注意事项问：气弹簧有什么作用？答：气弹簧是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的工业配件，在工程机械中，主要应用于罩盖、门等部位。它由以下几部分构成：压力缸、活塞杆、活塞、密封导向套、填充物（惰性气体或者油气混合物），缸内控制元件与缸外控制元件（指可控气弹簧）和接头等。问：气弹簧的工作原理是什么？答：气弹簧的工作原理是在密闭的压力缸内充入惰性气体或者油气混合物，使腔体内的压力高于大气压的几倍或者几十倍，利用活塞杆的横截面积小于活塞的横截面积从而产生的压力差来实现活塞杆的运动。由于原理上的根本不同，气弹簧比普通弹簧有着很显著的优点：速度相对缓慢、动态力变化不大，容易控制。缺点是相对体积没有螺旋弹簧小，成本高、寿命相对短。问：使用气弹簧时应注意哪些？答：1、由于工程机械的使用环境较恶劣，因此，对气弹簧的密封性要求较高，使用时应避免灰尘等杂物进入气弹簧。此外，要防止锋利的工具划伤或破坏气弹簧活塞杆的表面，并且不要在活塞杆上涂抹油漆和腐蚀性化学物质。 2、气弹簧行程应在工作行程的基础上加一定的余量（10mm左右），避免由于安装过程中存在误差，影响气弹簧寿命及使用性能。 3、配置在工程机械上的气弹簧，由于使用环境为室外，使用寿命一般较短，设计时要予以考虑。 4、气弹簧工作的环境温度范围一般为-35～+60℃。 5、气弹簧在工作过程中不能承受横向力或斜向力，否则会出现偏磨现象，导致气弹簧早期失效，设计时也要予以考虑。 6、对于质量较轻且无锁扣装置的门结构，设计时要保证门关闭后，气弹簧固定支撑点与活动支撑点的连线通过回转中心，以确保气弹簧的弹力能将门关紧，否则气弹簧会经常将门推开；对于质量较重的门结构（机器的罩盖），最好配备锁扣装置。 7、气弹簧处于关闭及工作状态时不能有相对运动，其连续伸缩量要控制在

恒力弹簧选型计算

主蒸汽管道恒力弹簧选择计算：本计算参照常州电力机械厂恒力支吊架设计手册： 201 号双拉杆恒力吊架恒吊荷载FB=6450kg 热态位移Δl=63mm 1）取位移余量为实际位移的20%，且满足余量大于15mm。总位移fB=Δlx1.2=63x1.2=75.6mm 由恒吊位移系列(表一)中按就近上靠原则确定位移为89mm。 2)由荷载容量表(表二)初选组别、规格号：荷载容量=FBxfB=6450x89＝5740KN.mm 由5740KN.mm在恒吊荷载容量表（表二）中按就近原则选出恒吊组别规格为V组57#;再在荷载位移表(表三)中，V组位移为89mm栏内查得57＃恒吊所对应的荷载为6740kg可满足要求。 3）根据空间安装条件选择选择立式恒吊，型号为：C58V57B89(63↑)/6450-M56 204 号双拉杆恒力吊架恒吊荷载FB=7048kg 热态位移Δl=-96mm 1）取位移余量为实际位移的20%，且满足余量大于15mm。总位移fB=Δlx1.2=96x1.2=115.2mm 由恒吊位移系列(表一)中按就近上靠原则确定位移为127mm。 2)由荷载容量表(表二)初选组别、规格号：荷载容量=FBxfB=7048x127＝8951KN.mm 由8951KN.mm在恒吊荷载容量表（表二）中按就近原则选出恒吊组别规格为VI组65#;再在荷载位移表(表三)中，V组位移为127mm栏内查得65＃恒吊所对应的荷载为7294kg可满足要求。 3）根据空间安装条件选择选择立式恒吊，型号为：C58V65B127(96↓)/7048-M56 205 号双拉杆恒力吊架恒吊荷载FB=6441kg 热态位移Δl=-186mm 1）取位移余量为实际位移的20%，且满足余量大于15mm。总位移fB=Δlx1.2=96x1.2=223.2mm 由恒吊位移系列(表一)中按就近上靠原则确定位移为229mm。 2)由荷载容量表(表二)初选组别、规格号：荷载容量=FBxfB=6441x229＝14749KN.mm 由14749KN.mm在恒吊荷载容量表（表二）中按就近原则选出恒吊组别规格为VI组72#;再在荷载位移表(表三)中，V组位移为229mm栏内查得72＃恒吊所对应的荷载为6620kg 可满足要求。 3）根据空间安装条件选择选择立式恒吊，型号为：C58V72B229(186↓)/6620-M56 206 号单拉杆恒力吊架恒吊荷载FB=7668kg

气弹簧使用指南

一、气弹簧综述气弹簧(gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的弹性元件。气弹簧的基本原理是在密闭的缸体内充入具有一定压力的氮气和油、或油气混合物，进而利用作用在活塞杆或活塞截面上的压力使气弹簧产生推力或拉力，气弹簧和机械弹簧的最大区别在于：前者的力－位移曲线斜率很小，在整个运动行程中力值基本保持不变，后者的力－位移曲线斜率很大。根据气弹簧的结构和功能，气弹簧主要有自由型气弹簧、自锁型气弹簧、随意停气弹簧、牵引式气弹簧、阻尼器几种。 ※自由型气弹簧（压缩气弹簧）只有伸展（无外力作用下，长度最长）和压缩（外力大于气弹簧的推力，长度最短）两种状态，在行程中无法自行停止，主要起支撑作用，该类气弹簧有恒阻尼和变阻尼两种结构。在汽车、工程机械、纺织机械、印刷机械、办公家具等行业得到广泛应用。 ※自锁型气弹簧（升降可锁定气弹簧、角调可锁定气弹簧）通过其内部的阀门可以将气弹簧锁定在行程的任意位置，根据内部结构的不同，该类气弹簧有弹性锁定、压缩刚性锁定、拉伸刚性锁定、压缩拉伸双向刚性锁定等类型。自锁型气弹簧同时具备支撑、高度和角度调节的功能，而且操作方便灵活，结构简单。因而在医疗设备、家具、汽车等行业得到广泛应用。 ※随意停气弹簧（平衡气弹簧）通过其内部特殊的平衡阀机构，加上合理的外界负载设计，可以使气弹簧停在行程中的任意位置，但没有额外的锁紧力，它的特点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间。主要应用在厨房家具、医疗器械、电子产品等行业。 ※牵引气弹簧（拉伸气弹簧）是一种特殊的气弹簧:别的气弹簧在自由状态的时候都处在最长的位置，即在受到外力后是从最长的位置向最短的位置运动，而牵引式气弹簧的自由状态在最短的位置，受到牵引时从最短处向最长处运行。牵引气弹簧中也有相应的自由型、自锁型等产品。 ※阻尼器通过活塞上的阻尼结构可使阻尼力随着运动速度而改变，可以明显的对相连的机构的速度起阻尼作用，该类产品有多种结构以适合不同的用途。在汽车、家电产品、医疗设备上都用得比较多。二、气弹簧型号标记方法 ※气弹簧的标记由1代号、2活塞杆直径、3缸体外径、4行程、5伸展长度、6活塞杆端接头