Cikk megosztása:

Ipari gáz nyomórugók – Tervezés, előnyök és felhasználás

A gáz nyomórugók támogatják a mozgó alkatrészeket, vagy kompenzálják a súlyt. Ezek a rugók például ajtókhoz, nyílásokhoz vagy forgókarokhoz használatosak. Különösen gépészmérnöki és üzemmérnöki területen hasznos lehet biztonsági okokból bizonyos alkatrészek és gépek nyílásokkal való ellátása. A gázrugók támogatják ezek nyitását és zárását, különösen a nehéz nyílások és ajtók esetében. Ez a blogbejegyzés elmagyarázza, hogyan működnek ezek a rugók, milyen változatok léteznek, és milyen egyéb területen használhatók még.

Gáz nyomórugók és előfeszített gázrugók

A gázrugó, más néven ipari gázrugó kifejezés általános kifejezés az előfeszített gázrugókra és a gáz nyomórugókra. A gáz nyomórugók egy hengerből, egy dugattyúból és egy dugattyúrúdból állnak. A dugattyúrúdhoz csatlakoztatott dugattyú mozgatható. A henger alkotja a gáz nyomórugó keretét. A típustól függően különböző adapterek csatlakoztathatók más alkatrészekhez, például menetes csapokhoz, sarokkötésekhez vagy kengyelekhez. A gáznyomást egy szelep segítségével állítják be.

Az általános gáz nyomórugók a hengerben lévő gáz, pl. nitrogéngáz összenyomásával tárolják a dugattyúrúd benyomásakor számukra biztosított energiát. A térfogatváltozás által összenyomott gáz igyekszik visszanyerni eredeti térfogatát, így visszahúzó erőt generál, amely visszanyomja a dugattyút és ezáltal a dugattyúrudat. Amikor a gáz nyomórugók nincsenek működésben, a dugattyúrúddal ellátott dugattyú teljesen ki van nyújtva.

A gázkompressziós csillapítók a gáz nyomórugók speciális típusát jelentik. A támasztó mozgás mellett egy csillapító funkció is telepítve van egy ellennyomás-nyílással, azaz a belső nyomáskompenzációval szabályozzák a záró mozgás sebességét, ezzel egyidejűleg csillapítva az ütéseket. A kialakítástól függően a benyomás sebességének szabályozására olaj is használható. A nem összenyomható olaj az ellennyomás-nyíláson keresztül áramlik, ami korlátozza az olaj áramlási sebességét a dugattyúval elválasztott kamrák között. További gázzal töltött kamrával kombinálva a dugattyú csillapító hatása és korlátozott mozgási sebessége érhető el a hengerben.

  • Bal gáz nyomórugó (1) = csak 60°-os maximális lejtőig szerelhető fel
  • Jobb gáz nyomórugó (2) = bármilyen szerelési irány
  • 1 = Szerelőelem
  • 2 = Hengerház
  • 3 = Dugattyú
  • 4 = Dugattyúrúd
  • 5 = Ellennyomás-nyílás
  • 6 = Tömítés
  • 7 = Rúdvezető
  • 8 = Olaj
  • 9 = Szabad dugattyú
  • 10 = Gázfeltöltés (kompresszió)
  • A = A kamra
  • B = B kamra
  • C = C kamra

Az előfeszített gázrugók a gáz nyomórugókhoz hasonlóan vannak kialakítva. Ezekben az esetekben azonban a dugattyúrúd a henger belsejében van, kezdetben tehermentesített helyzetben. Amikor a dugattyúrudat húzó terhelés alá helyezik és a dugattyút a rendszer kifelé húzza, a kamrákban (A és B) lévő gáz, pl. nitrogén, összenyomódik. Az összenyomott gáz megpróbálja visszanyerni eredeti térfogatát, és visszatolja a dugattyút az eredeti helyzetébe.

  • 1 = Szerelőelem
  • 2 = Hengerház
  • 3 = Tömítés
  • 4 = Dugattyú
  • 5 = Ellennyomás-nyílás
  • 6 = Szellőzőnyílás
  • 7 = Rúdvezető
  • A = A kamra (gázzal töltött)
  • B = B kamra (gázzal töltött)

Gáz nyomórugók kialakítása

A gáz nyomórugók kiszámításának fontos paraméterei a szerelési pontok. Közvetlenül befolyásolják a működést. A gáz nyomórugók csak akkor töltik be funkciójukat, ha megfelelően vannak elhelyezve és méretezve. A zárt nyílás a számítás kiindulópontjaként szolgál.

A nyílások esetében a gáz nyomórugó szükséges kioldóereje például a következőképpen számítható ki:

F = \frac {W \times A}{B \times n} \times 1.1
  • W = Ajtók súlya stb. kg-ban
  • A = A zsanér és a súlypont közötti vízszintes távolság (az a pont, ahol a teljes nyílás súlya érvényesül)
  • B = A zsanér és a gáz nyomórugó rögzítési pontja közötti függőleges távolság
  • n = Használandó gáz nyomórugók száma
  • F = Szükséges kinyomó erő (max. hosszon)
  • 1 = Ajtó
  • 2= Tengelysor

A gáz nyomórugók előnyei

A gáz nyomórugók számos előnnyel rendelkeznek a hagyományos rugókhoz képest:

  • Precíz mozgásvezérlés: Az állítható csillapításnak köszönhetően precíz mozgásvezérlés lehetséges. Nincsenek hirtelen megállások vagy nemkívánatos rezgések. Az erő pontosan beállítható.
  • Tartósság és megbízhatóság: A gáz nyomórugók teljesen zártak, ezért kevésbé hajlamosak kopásra és külső hatásoknak is kevésbé kitettek.
  • Egyszerű telepítés és karbantartás: A gázrugók alacsony karbantartási igényűek, mivel nem igényelnek további kenést
  • Nagy és szinte állandó erő: A meglehetősen kompakt ház ellenére a gáz nyomórugók jelentős erőket generálhatnak, amelyek a teljes löket során szinte állandóak maradnak. A csillapítással ellátott gáz nyomórugók erőgörbéje megtört abban a tartományban, ahol a csillapító hatást elindítják.

A gáz nyomórugók különböző változatai

A gáz nyomórugók különböző típusúak a különböző alkalmazásokhoz:

  • Rögzítő gáz nyomórugók: A rögzítő gáz nyomórugók különböző helyzetekben rögzíthetők.
  • Gáz nyomórugók gömbfejjel: A gömbfejes gáz nyomórugók a dugattyúrúd végén egy gömbfejjel vannak ellátva. Ez lehetővé teszi a gáz nyomórugó rugalmas és mozgatható módon történő integrálását.
  • Gáz nyomórugók fedelekhez: A fedelek gáz nyomórugói lehetővé teszik a fedelek ellenőrzött módon történő nyitását, megtartását és zárását.
  • Gáz nyomórugók lebegő dugattyúval: A gáz nyomórugók lebegő dugattyúval speciális felépítésűek, két hengerrel rendelkeznek. A lebegő dugattyú elválasztja egymástól a gázt és az olajat.
  • Progresszív és degresszív gáz nyomórugók: A nemlineáris kioldó erő miatt a gáz nyomórugókat nagyon nehéz ajtókon vagy nyílásokon használják. A kialakítástól függően nagyobb támaszt nyújtanak a löket elején vagy végén.

Gáz nyomórugók a MISUMI-tól

A MISUMI számos különböző ipari gázrugót kínál. Ez magában foglalja a helytakarékos alkalmazásokhoz való kompakt gáz nyomórugókat, a nagy kezdeti terhelést lehetővé tevő gáz nyomórugókat és a lökethosszak széles skáláját.

Az alábbi táblázat áttekintést nyújt a rendelkezésre álló gázrugókról és azok lehetséges alkalmazásairól:

A gázrugók tulajdonságai
Katalógus neve Tulajdonságok Előtöltés – N [D] Külső átmérő Ütem – S
min. max. min. max. min. max.
GSP Kompakt és rendkívül rugalmas.
Nagyobb méretválaszték a nagyobb szabadság érdekében.		 1500 30000 19 63 10 80
GSQ A GSP32 nagy teherbírású típusa (az indítási kapacitás 32%-kal magasabb, mint a GSP32.) 6600 6600 32 32 10 80
GSN Alacsonyabb magasság, ideális nagy terhelési kapacitáshoz. 3750 20000 32 63 10 100
MGSN Belépő szintű osztály kisebb átmérővel, amely biztosítja, hogy kompakt öntőformákban is elfér. 1000 5100 16 32 10 80
MGSL Ideális a spirálrugókhoz képest kissé nagyobb terhelésű alkalmazásokhoz. 800 1600 19 25 10 80
MGSM Csavarbiztos típus 400 800 12 16 10 25
GSX Klasszikus gázrugó 4750 31000 32 63 10 80
GSV Nagy választék, kb. 150-féle méretben. A leggyakrabban használt modell. 1700 117000 19 195 7 125
GST Átmérő, hossz és terhelés, mint a GSV esetében. A beállítófurat mélysége alacsonyabb, mint a GSV esetén. 3600 95400 32 150 10 125
GSH Az átmérő, a hossz és a terhelés a GSV/GST-hez hasonlóan, az alsó horony alakja és a szerelési távolság eltérő 9200 66300 50 120 10 125
GSK Kezdeti erő legfeljebb 106 000 N-ig és maximális lökethossz legfeljebb 300 mm-ig. 1700 106000 32 195 10 300
GSSC Kezdeti terhelés legfeljebb 184 100 N-ig, a csatlakoztatott műanyag védőkupak megakadályozza a szennyeződést 4250 184100 25 150 6 50
HSE Minimális átmérő Ø 12, a legkisebb modell 50 3200 12 32 7 125

A MISUMI gázrugókat integrált biztonsági eszközökkel is kínál:

  • OSAS: aktív túllöket elleni védelem
  • USAS: aktív védelem kontrollálatlan visszatérő löket esetén
  • OPAS: aktív túlnyomásvédelmi biztonsági eszköz

Az OSAS biztosítja, hogy a belső nitrogéngáz távozzon a túlfutás során, és így megakadályozza a gázrugó deformálódását. Az USAS megakadályozza a gázrugó belső alkatrészeinek törését és a dugattyúrúd kifelé történő haladását, amikor a dugattyúrúd mozgása ellenőrizhetetlenné válik. Az OPAS aktív védelmet nyújt a túlnyomás általi túlterhelés ellen. Ha a gépolaj vagy más anyag behatol a gázrugóba, és rendellenes nyomásnövekedést okoz, az OPAS kioldja a belső nitrogéngázt, így megakadályozza a gázrugó deformálódását és/vagy meghibásodását.

Gáz nyomórugók használata

Számos más alkalmazás mellett a gázrugók biztonsági eszközökként is használhatók. Vészhelyzetben például a vészkijáratok vagy a vészhelyzeti nyílások gyors és ellenőrzött kinyitására használhatók. A gáz nyomórugók segíthetnek a munkadarabok pozicionálásában és rögzítésében az összeszerelés során vagy a vizsgáló eszközökkel.

A gáz nyomórugók közvetlenül is beszerelhetők összetett rendszerbe, például nyomásszabályozó kijelzővel. Ez lehetővé teszi a rugóerő pontos szabályozását és növeli a biztonságot. A MISUMI az ehhez szükséges összes alkatrészt biztosítja.

Az egyes alkatrészek kiválasztásakor a következő sorrend javasolt:

Az ilyen összetett rendszer a következőképpen alakítható ki, például:

  • 1 = Gáz nyomórugó
  • 2–4 = Adapter
  • 5 = Szövettömlő
  • 6 = Rögzítőelem a csatlakoztatáshoz
  • 7 = Nyomásszabályozó egység

Telepítési és biztonsági utasítások

Az ipari gáz nyomórugók és előfeszített gázrugók csak ipari használatra engedélyezettek, és motorgépjárművekbe történő beszerelésre nem engedélyezettek. A helytelen beszerelés, nedves környezetben vagy kültéren való használat, valamint a gáznyomás vagy a henger módosítása hibás működéshez és súlyos balesetekhez vezethet, beleértve a robbanást is. A gáz nyomórugók előre beállított nyomással kerülnek leszállításra, és ezzel az előre beállított nyomással való használatra szolgálnak. Ezt a nyomást nem szabad megváltoztatni. A hibás gáz nyomórugókat azonnal ki kell cserélni. Az egység eltávolításakor és cseréjekor viseljen védőszemüveget. Az ártalmatlanítás előtt a nyomórugót nyomásmentesíteni kell. Biztonsági okokból az összenyomott gázt először ki kell engedni a rugóból.

A gázrugók nagynyomású gázt tartalmaznak. Ezért különösen fontos bizonyos szabályok betartása azok használata és telepítése során. Ezért azokat soha nem szabad módosítani, melegíteni (pl. hegesztéssel, olvadással) vagy szétszerelni. A környezeti hőmérséklet szintén döntő tényező a biztonságos használat szempontjából. A 80 °C-ra melegített gázrugók felrobbanhatnak, vagy a belsőleg felszerelt tömítések megsérülhetnek, ami gázszivárgáshoz és funkcióvesztéshez vezethet. A hő eloszlatásához a rugó mindkét oldalán körülbelül 2 mm-es konvekciós távolság javasolt. Kerülje az érintkezést a rögzítőfuratokkal.

Gyakori hibák, amelyek károsodáshoz vagy gázszivárgáshoz vezethetnek:

  • Ferde terhelést vagy harántterhelést fejtenek ki.
  • A gázrugó nincs csavarokkal rögzítve.
  • A dugattyúrúdra nehezedő nyomás nem a teljes felületen oszlik el.
  • A dugattyúrúd érintkező felülete deformálódott.
  • Nagy mennyiségű kenőanyagot (különösen klóralapú kenőanyagokat) alkalmaztak.
  • A gázrugó nedvességgel, gőzzel vagy vegyszerekkel érintkezett.
  • A gázt újratöltötték, vagy a nyomást beállították.
  • A henger le lett csiszolva.
  • A gázrugót szabadban vagy nedves helyen használják vagy tárolják.