La spécification correcte d'un ressort à gaz commence par un chiffre : la force qu'il doit fournir à la position de course requise. Le vrai calcul est un équilibre de moments, pas une simple estimation de poids. Si vous choisissez un ressort à gaz en faisant uniquement correspondre le poids d'un couvercle, d'une porte ou d'un siège, l'unité sera probablement soit trop faible pour maintenir la pièce ouverte, soit si forte que la pièce claque vers le haut. Cet article explique l'équation de force, les variables a calculateur de force du ressort à gaz besoins, un exemple concret et les erreurs pratiques qui apparaissent dans l'atelier.
Commencez par l’équation de base de la force du ressort à gaz
La force de sortie théorique d'un ressort à gaz est F = P × A , où P est la pression interne de l'azote et A est la surface effective du piston. Le fabricant évalue normalement cette force à un point défini de la course, généralement avec la tige complètement déployée. Cette note s'appelle F1.
F2 est la force mesurée avec la tige complètement comprimée. La différence entre F1 et F2 vient du frottement interne et du changement de volume de gaz lorsque la tige se déplace dans le cylindre. Dans une unité typique, la différence est de 10 à 20 pour cent, et c’est important. Si vous n'utilisez qu'une seule force nominale, le ressort peut sembler trop mou vers la fin de la compression ou trop dur vers la fin de l'extension.
Ce que signifient F1 et F2 en pratique
Pour les travaux de conception, demandez toujours les deux valeurs lorsque vous demandez un devis à un fournisseur. Un ressort à gaz qui répond au F1 calculé mais qui présente un F2 inhabituellement élevé se comportera différemment lorsqu'une personne pousse la pièce mobile vers le bas. Ceci est particulièrement important dans les sièges et les panneaux d'accès où le mouvement contrôlé fait partie de l'expérience utilisateur.
Comment un calculateur de force de ressort à gaz modélise votre application
Entrées clés dont vous avez besoin avant d’exécuter les chiffres
Un calculateur de force est aussi efficace que les entrées que vous lui fournissez. Avant de calculer, collectez les éléments suivants :
- Poids de la pièce mobile, y compris les poignées, les charnières et tous les composants fixés.
- Emplacement de la charnière ou de l'axe de pivotement.
- Distance de l'axe de pivotement au centre de gravité de la partie mobile.
- Position des points de fixation des ressorts à gaz sur le châssis fixe et sur la partie mobile.
- Longueur de course et angle d’ouverture que vous souhaitez atteindre.
- Plage de température de fonctionnement prévue.
L'équation d'équilibre des moments
Le calcul est un moment d’équilibre autour de l’axe pivot :
Fspring × dspring = W × dcg
Fspring est la force délivrée par le ressort à gaz, dspring est la distance perpendiculaire entre l'axe de pivotement et l'axe du ressort, W est le poids de la pièce mobile et dcg est la distance horizontale entre l'axe de pivotement et le centre de gravité. Étant donné que dspring et dcg changent avec l'angle d'ouverture, vous devez vérifier au moins trois positions : fermé, partiellement ouvert et complètement ouvert. La position qui nécessite la force de ressort la plus élevée définit la valeur nominale que vous devez spécifier.
Pour une installation à deux ressorts, répartissez la force requise entre les deux unités. Ajoutez une marge de sécurité d'environ 10 à 15 pour cent pour couvrir l'usure des joints, les tolérances de pression et les variations de production.
Une calculatrice en ligne typique suppose une géométrie simplifiée. Si vos points de montage ne sont pas symétriques, utilisez la calculatrice comme point de départ et vérifiez manuellement la position critique dans votre modèle CAO.
Exemple concret : dimensionnement d'un ressort à gaz pour un couvercle lourd
Considérons un couvercle dont le centre de gravité est à 300 millimètres de la charnière lorsque le couvercle est fermé. Le couvercle pèse 150 N et vous prévoyez d'utiliser deux ressorts à gaz. Le tableau ci-dessous montre la force requise par ressort à trois positions sur la base d'un simple équilibre des moments.
| Position du couvercle | Bras de levier CoG | Bras de levier à ressort à gaz | Force par ressort |
|---|---|---|---|
| Fermé (0°) | 300 mm | 120 millimètres | 187,5 N |
| Partiellement ouvert (30°) | 260 millimètres | 128 millimètres | 152N |
| Entièrement ouvert (60°) | 150 millimètres | 140 millimètres | 80,4 N |
La position fermée exige la force la plus élevée. En multipliant 187,5 N par une marge de sécurité de 15 pour cent, on obtient 216 N par ressort . Cela signifie que le F1 spécifié pour chaque ressort doit être d'au moins 216 N. Un calculateur de force qui demande uniquement le poids en mouvement manquera ce chiffre, car le moment dépend du bras de levier, pas seulement du poids.
En pratique, vérifiez également si le ressort à gaz sera installé avec la tige pointée vers le haut, vers le bas ou sur le côté. L'orientation modifie la friction et la lubrification interne, de sorte que le même F1 peut sembler plus rigide dans une position de montage que dans une autre. Si la valeur calculée ne correspond à aucun produit standard, une unité personnalisée avec une pression de gaz ajustée est généralement une meilleure solution que de changer les points de montage.
Erreurs courantes dans les calculs de force des ressorts à gaz
Même avec la bonne formule, de petites erreurs peuvent conduire à un ressort trop faible ou trop agressif. Les erreurs ci-dessous sont celles que nous constatons le plus souvent dans les dessins de production et les demandes de renvoi.
- Utiliser tout le poids de la pièce mobile au lieu de calculer son moment par rapport à la charnière. Le poids à lui seul ne vous indique pas la force requise.
- En supposant que la force du ressort à gaz est constante sur toute la course. F1 et F2 sont différents et les bras de levier changent également.
- Vérification uniquement de la position fermée. La demande de force peut y être la plus faible si la géométrie de montage du ressort change, vérifiez donc toujours au moins trois angles.
- Ajout d'un facteur de sécurité surdimensionné. Une marge de 30 pour cent peut rendre le ressort si résistant qu'un opérateur léger ne peut pas fermer le couvercle, surtout si le ressort est monté près de la charnière.
- Ignorer les effets de la température. La pression interne du gaz change proportionnellement à la température absolue, de sorte qu'une unité évaluée à 23 °C peut fournir une force sensiblement plus élevée en plein soleil ou dans un atelier chaud.
Un cas typique que nous avons vu concernait un couvercle de 200 N équipé d'un ressort de 500 N. L'installateur a utilisé directement le poids du couvercle sans tenir compte du bras de levier court du ressort. Le couvercle s’est ouvert si rapidement que les petits opérateurs ne pouvaient pas le contrôler. Le recalcul avec le bras de levier réel indiquait une unité de 300 N et le problème a disparu.
Du calcul au produit réel : adapter la force à l’application
Une valeur de force n'est que le point de départ. L'unité correcte doit également avoir la course, les raccords d'extrémité, le comportement d'amortissement et la géométrie de montage adaptés au produit que vous construisez.
Dans les applications de sièges, la charge n'est pas un couvercle statique mais une personne en mouvement. L'équilibre entre F1, l'amortissement et la force de verrouillage détermine si le siège se déplace en douceur ou par à-coups. Si vous travaillez sur des tabourets de bar ou des sièges similaires réglables en hauteur, ressorts à gaz pour tabouret de bar doit être adapté à la plage de poids attendue de l'utilisateur et à la course de réglage de la hauteur. Notre Adaptation des ressorts à gaz à la conception des tabourets de bar et aux exigences de poids Le guide couvre ces variables plus en détail.
Tabourets de bar Fournisseurs de ressorts à gaz, Usine - Changzhou Andefu Gas Spring Co., Ltd Andefu est un fournisseur et une usine de ressorts à gaz de tabourets de bar en Chine, des ressorts à gaz de tabourets de bar personnalisés à vendre, le tabouret de bar à gaz de la série ADF-243 ... Voir le produit → Pour les portes d'armoires, les protections de machines et les panneaux d'accès, un ressort à gaz de soutien donne une force de levage prévisible avec une disposition de montage simple. Dans ces produits, l'équilibre du moment en position fermée est généralement le nombre qui définit la cote F1.
Fabricants de supports de ressorts à gaz, fournisseurs de supports de levage de ressorts à gaz ADF est un fabricant de supports de ressorts à gaz, des fournisseurs de supports de levage de ressorts à gaz et une usine de supports de levage de vérins à gaz en Chine, propose des vérins à gaz L... Voir le produit → Lorsque l'équipage mobile doit tenir dans une position intermédiaire, comme un bras de moniteur ou une trappe de maintenance, un ressort à gaz verrouillable permet un verrouillage de position n'importe où dans la course. Vérifiez la force de verrouillage au point où la charge est la plus élevée, pas seulement en position complètement fermée. Pour une comparaison plus approfondie, consultez notre guide de sélection des ressorts à gaz à verrouillage réglable .
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Pourquoi valider les résultats du calculateur auprès d'un fabricant
Une valeur F1 calculée est un nombre théorique et non une spécification finale. Les unités de production réelles sont affectées par le diamètre de la tige, la friction des joints, le remplissage d'huile, les supports de montage et la position exacte des points de fixation. C'est pourquoi un fabricant effectuant des tests en interne peut vous faire gagner du temps et vous faire gagner du temps.
Chez ADF, nous développons des ressorts à gaz et des cylindres à partir de dessins ou d'échantillons de clients, inspectons chaque étape du processus et prenons en charge les projets OEM et de rechange. Avec 15 lignes de production et une équipe de plus de 130 personnes, nous sommes capables de gérer des longueurs de course personnalisées, des embouts spéciaux et des valeurs de force qui ne correspondent pas toujours aux catalogues standards.
Commencez par un moment d'équilibre, vérifiez les positions fermées et ouvertes, ajoutez une petite marge de sécurité, puis discutez du résultat avec un fabricant avant de passer commande. Cette combinaison est plus fiable que n'importe quelle calculatrice autonome.
