氮气弹簧知识介绍（二）

一、定义

氮气弹簧是一种以高压氮气为工作介质的新型弹性组件，通过在密闭的气缸内充入高压气体（氮气：不燃性，无毒无味），并将氮气的反作用力持续用作弹簧使用。它体积小、弹力大、行程长、工作平稳，制造精密，弹力曲线平缓，能够完成金属弹簧、橡胶和气垫等常规弹性组件难以完成的工作，简化模具设计和制造，方便模具安装和调整，延长模具的使用寿命，确保产品质量的稳定，也可以设计成一种氮气弹簧系统，作为模具的一部分参加工作，可以在系统中很方便实现压力恒定和延时动作，是一种具有柔性性能的新一代的最理想的弹性部件。

 

二、生产工序

1.开料

2.倒角

3.清洗

4.扩口

5.焊接

6.旋铆

7.装配

8.封口压筋

9.充气测试  

10.喷漆

11.烤漆

12.包装

三、使用场合

●医疗设备 ●半导体设备 ●汽车行业 ●仪表工业 ●电子行业

 

四、特点

1.体积小（节省装配空间）                        

2.弹力大（节省安装数量）         

3.寿命长（减少维修次数）

4.整个行程中，力值相对较恒定。（节约更换成本）

5.多功能设计，轻柔停、随意停、可控型、压缩型、拉伸型等多种功能。

 

五、选型

1.计算反作用力

（图1）

（图2）

（图3）

 

（1）如有多个（n）氮气弹簧支撑，计算结果，请除以n；

（2）计算后，建议预留10%左右弹力空间，即计算结果乘以1.1；

（3）计算单位，门板重量取N，F值即为N，门板重量取kg，F值即为kg；

（4）F值因门的角度和氮气弹簧的安装位置变化而变化，请以设计的结构为基础，若有调整，需重新计算力值；

（5）支点安装位置，是氮气弹簧能否正常进行工作的保证，当关闭时，门板受力点移过结构中心（图3），否则氮气弹簧可能会经常自动将门推开。

2.确定氮气弹簧最大长度：运动过程中，氮气弹簧两端安装点间最远距离，选择氮气弹簧时，可选择Lmax大于此长度产品。

3.确定氮气弹簧行程：运动过程中，氮气弹簧两端安装点最远距离，减去最近距离，即为行程，选择氮气弹簧时，可选择行程大于此差值产品，且最小长度小于需求长度的型号，注意保留5~10mm行程空间。

4.确定氮气弹簧接头固定方式。

5.根据初始反作用力、最大长度、行程、接头固定方式然后在目录选择合适规格型号。

 

六、安装

1.温度：正常的工作温度为-20℃～+60℃，温度过高或过低可能会导致氮气弹簧失效、漏气。另外，环境温度对氮气弹簧反作用力大小存在影响， 温度越高，反作用力越大。

2.使用环境禁忌：

  ① 粉尘——活塞杆运动时易粘连而损伤到密封结构，导致漏气，如需粉尘环境使用，建议增加防尘套。

  ② 腐蚀——活塞杆收到腐蚀，与内部密封结构密封性受到影响，导致漏气失效。

  ③ 喷涂——请勿对活塞杆进行喷涂，或沾染油漆等粘连物质，活塞杆伸缩过程中，喷涂物质经过密封结构，破坏密封性，引起漏气失效。

3.避免缸体、活塞杆的碰划伤：氮气弹簧通过内部密封结构和活塞杆表面配合，来达到密封效果，在安装使用过程中应避免活塞杆受到碰撞、挤压、划伤或擦伤、胶黏剂、缠绕、生锈等  活塞杆表面异常，否则将导致密封性破坏，造成漏气、失效等。

4.氮气弹簧不可横向受力：说明：氮气弹簧横向受力，可能引起活塞杆的弯曲和内部密封结构的变形，从而引起卡死、卡顿、漏气等失效异常。

5.氮气弹簧不可超行程使用：选择氮气弹簧时，建议预留5-10毫米行程（如需要70mm行程，建议选择80mm及以上行程规格），因氮气弹簧接头位置，有焊接位置油漆保护或者接头结构，伸缩过程中对密封结构的碰撞、接触，可能引起漏气失效。

6.氮气弹簧两端接头与固定支架不可锁紧，需保持可相对转动状态：氮气弹簧使用过程中，接头部位与设备固定点间，会有相对转动，如果安装时未实现相对转动效果，可能导致接头断裂。

7.氮气安装时固定头避免偏转：安装时要保证氮气弹簧运动面与两端安装点在同一平面，并且接头可相对转动平面与氮气弹簧实际运动平面为同一平面。避免倾斜偏转，否则将造成氮气弹簧受横向力（具体请看第4点），出现氮气泄漏，或者接头断裂。

8.氮气弹簧活塞杆朝下安装：活塞杆朝下安装，这样可以保证内部油液的润滑、保护密封圈密封、缓冲效果，如果长时间向上安装使用，密封圈与活塞杆长时间干摩擦，易出现漏气失效。

9.安装方向错误引起门自动打开或关门速度过快无缓冲：安装设计时，应注意考虑关门过程中氮气弹簧反作用力方向，关门后无开门方向分力，且关门过程中，反作用力一直对门有支撑力，否则，易引起关门后，门又被弹开情况或者关门过程中，关门速度突然过快。

10.氮气弹簧长度或行程选择不当：设计安装过程中，应考虑由于行程过短，或者长度过长，导致门无法完全关闭的情况。

 

七、保养

1.首先是对于独立式氮气弹簧，我们需要定期地对其进行检查，检查的内容包括氮气弹簧的柱塞运动是否正常，有无划伤等；在使用的过程中，我们需要对氮气弹簧表面的杂物和铁屑进行定期的清理，保持氮气弹簧柱塞部分的清洁。

2.需要明确的一点是，氮气弹簧在工作过程中，是不需要添加润滑剂的，润滑剂的添加反而可能会影响使用效果，导致柱塞在运动过程中将外部的润滑油吸入缸内，造成对缸内增压比的破坏，导致压力的增高，使氮气弹簧发生变形，这种情况是非常危险的，需要马上采取相应的解决措施。

3.定期检查缸体，氮气缸的缸体是无法承载的，在对其进行维护保养时，我们要检查氮气缸是否完好，是否有过意外过载承压，如果出现这种情况，需要及时更换氮气弹簧，确保安全。

4.对于氮气弹簧的安装板进行定期的检查，查看连接的地方是否有松动，如果出现了松动的情况需要及时地处理解决，另外还要保持周围工作环境的清洁，及时对柱塞周围的杂物进行清理。

 

八、常见问题及分析

1.问题：氮气弹簧接头螺纹容易滑牙，导致装配出问题；问题分析：因我司接头和氮气弹簧出厂前都会装配好的，检测没问题后才发货，所以接头的牙本身是没问题，更多的是客户使用时接头和氮气弹簧没有拧紧使用，所以后续装配一定要注意接头要顺时针拧紧使用。

2.问题：氮气弹簧有耐高温的么？问题分析：氮气弹簧建议使用温度范围为-20~60℃，暂时没有耐更高温度的系列，如有相关耐高温材料，可以接受定制。

3.样册上的最大长度-10mm和最大长度-Smm分别是什么意思？问题分析：最大长度-10mm指的是最大长度压缩10mm，最大长度-S也是对应最大长度压缩的行程。

 

九、应用案例

设备名称：装载式推车

设计目的：方便货物的装卸

零件应用说明：当货物装上去后，依靠货物重力把夹板闭合；当货物取走后，氮气弹簧把夹板撑起来，方便下一层夹板的货物的拨叉，在此过程，氮气弹簧起到缓冲回弹的效果，保证小车夹板的正常开闭。