气弹簧的选择计算的制作方法

1.本发明涉及选择计算技术领域，尤其涉及气弹簧的选择计算。


背景技术：

2.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。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。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(一般在1：1.2以内)、容易控制；现有弹簧载荷计算方法中，不同直径和长度的弹簧的刚性不同，首次选用时只能凭经验预估直径，当首选不成功则需进行多次重复的预估、查询和计算，计算量增大、工作量增大，且计算量越大，出错率越高；现有的工具书中弹簧寿命一般仅有30万次、50万次、100万次三类，当设计要求需要其他弹簧寿命时，则无法对照查找最匹配的弹簧型号以及获取其参数数据。或为减少预估的次数而采用超过实际需求直径和长度的弹簧，此方式选择的弹簧并非最优方案，同时带来直接及间接的使用成本增加，如使用远超需求载荷的弹簧时，因压缩弹簧所需动力的增加而导致的浪费。


技术实现要素：

3.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
4.气弹簧的选择计算，其特征在于包括料架、铰链、层格、气弹簧、气弹簧座、基座；所述基座的侧壁安装有料架，所述基座的侧壁通过铰链安装有层格，所述层格设置在料架内部；所述料架与层格上分别安装有气弹簧座，两个所述气弹簧座之间连接有气弹簧；
5.本发明为气弹簧的选择计算，包括如下步骤：
6.1.先找出层格的重心，以铰链为支点将层格翻转至合适角度，翻转角度通常在45-65度的范围内。
7.2.料架上的气弹簧座与铰链持平并以此座的螺栓孔为圆心，以初选的气弹簧的长度为半径作圆(气弹簧的长度标记为l)，在层格下平面交点处附近放上气弹簧座，使其螺纹孔与圆相交。
8.3.将启闭力至铰链距离标记为a，层格中心至铰链的距离标记为b，气弹簧力臂标记c，测量并标注l、a、b、c对应的尺寸(铰链中心至各力的垂直距离)，单位为mm。
9.4.根据上述数据，采用正反力矩平衡的原理，求解。
10.其中，所述步骤4包括以下步骤：
11.正反力矩平衡的表达式为：
12.其中，f为气弹簧举升力，单位kg力(10n)；n为气弹簧数量；g为层格重量，单位kg力；p为层格启闭力，单位kg力。
13.其中，所述步骤4具体计算步骤如下：
14.先假设气弹簧举升力f(n)值，列出正反力矩平衡的公式1：
15.f1c1n1＝gb1 p1a1
16.求出层格关闭力p1是否满足7～15kg的要求；可以通过调整气弹簧的举升力f和长度l来达到要求。
17.p1＝(f1 c1n1-gb1)/a1
18.验算单根气弹簧支撑时的层格关闭力p3是否符合≥3kg力的要求：
19.f1 c1n3＝gb1 p3 a1
20.p3＝(f1 c1n3-gb1)/a1
21.验算层格开启力p2是否符合7～15kg力的要求：
22.p2 a2＝fc2n1 gb2
23.p2＝(fc2n1 gb2)/a2
24.如果开启力p2＞15kg力，可以抬高气弹簧座的位置，c2可以至0或者负值。
25.通过上述三道计算，选定气弹簧的参数。
26.本发明的有益效果为：
27.本发明为气弹簧的选择计算，分别测量出气弹簧长度、气弹簧的举升力、气弹簧力臂、层格重量、层格中心至铰链的距离、层格启闭力、启闭力至铰链距离，先假设气弹簧举升力f(n)值，列出正反力矩平衡的公式1，求出层格关闭力p1是否满足7～15kg的要求；可以通过调整气弹簧的举升力f和长度l来达到要求，验算单根气弹簧支撑时的层格关闭力p3是否符合≥3kg力的要求，验算层格开启力p2是否符合7～15kg力的要求，如果开启力p2＞15kg力，可以抬高气弹簧座的位置，c2可以至0或者负值，通过反复调节，反复测量，实现气弹簧的选择计算。
附图说明
28.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
29.附图中：
30.图1为本发明整体结构示意图；
31.图2为本发明层格调节后的示意图；
32.图3为本发明先假设气弹簧举升力f(n)值，列出正反力矩平衡的公式1；
33.图4为本发明求出层格关闭力p1是否满足7～15kg的要求的表达式；
34.图5为本发明验算单根气弹簧支撑时的层格关闭力p3是否符合≥3kg力的要求的表达式；
35.图6为本发明验算层格开启力p2是否符合7～15kg力的要求的表达式。
36.如图，1-料架、2-铰链、3-层格、4-气弹簧、5-气弹簧座、6-基座。
具体实施方式
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
40.气弹簧4的选择计算，其特征在于包括料架1、铰链2、层格3、气弹簧4、气弹簧4座、基座；基座的侧壁安装有料架1，基座的侧壁通过铰链2安装有层格3，层格3设置在料架1内部；料架1与层格3上分别安装有气弹簧4座，两个气弹簧4座之间连接有气弹簧4；
41.本发明为气弹簧4的选择计算，包括如下步骤：
42.1.先找出层格3的重心，以铰链2为支点将层格3翻转至合适角度，翻转角度通常在45-65度的范围内。
43.2.料架1上的气弹簧4座与铰链2持平并以此座的螺栓孔为圆心，以初选的气弹簧4的长度为半径作圆(气弹簧4的长度标记为l)，在层格3下平面交点处附近放上气弹簧4座，使其螺纹孔与圆相交。
44.3.将启闭力至铰链2距离标记为a，层格3中心至铰链2的距离标记为b，气弹簧4力臂标记c，测量并标注l、a、b、c对应的尺寸(铰链2中心至各力的垂直距离)，单位为mm。
45.4.根据上述数据，采用正反力矩平衡的原理，求解。
46.其中，步骤4包括以下步骤：
47.正反力矩平衡的表达式为：
48.其中，f为气弹簧4举升力，单位kg力(10n)；n为气弹簧4数量；g为层格3重量，单位kg力；p为层格3启闭力，单位kg力。
49.其中，步骤4具体计算步骤如下：
50.先假设气弹簧4举升力f(n)值，列出正反力矩平衡的公式1：
51.f1c1n1＝gb1 p1a1
52.求出层格3关闭力p1是否满足7～15kg的要求；可以通过调整气弹簧4的举升力f和长度l来达到要求。
53.p1＝(f1 c1n1-gb1)/a1
54.验算单根气弹簧4支撑时的层格3关闭力p3是否符合≥3kg力的要求：
55.f1 c1n3＝gb1 p3 a1
56.p3＝(f1 c1n3-gb1)/a1
57.验算层格3开启力p2是否符合7～15kg力的要求：
58.p2 a2＝fc2n1 gb2
59.p2＝(fc2n1 gb2)/a2
60.如果开启力p2＞15kg力，可以抬高气弹簧4座的位置，c2可以至0或者负值。
61.通过上述三道计算，选定气弹簧4的参数。
62.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本发明提到的各个部件为现有领域常见技术，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。