Como calcular o posicionamento de uma mola a gás?

Escrito por pauline gill | Traduzido por agatha lopes
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Como calcular o posicionamento de uma mola a gás?
Molas a gás sustentam capôs ​​e tampas eliminando a necessidade de varas mecânicas (man working on car image by palms from Fotolia.com)

Molas a gás proporcionam uma força constante em uma determinada direção e o amortecimento dinâmico do êmbolo para facilitar o funcionamento da máquina. A pressão extremamente alta do gás nitrogênio só é aplicada à área de seção transversal da haste, e não ao êmbolo inteiro, mantendo as variações volumétricas de dentro do cilindro pequenas e a pressão e a resultante das forças constantes. Essa característica faz com que as molas a gás sejam extremamente úteis para fornecer forças de abertura e fechamento das portas e das escotilhas, assim como nos mecanismos das máquinas.

Nível de dificuldade:
Desafiante

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  • Calculadora
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Instruções

  1. 1

    Defina o posicionamento da mola a gás e como você pretende instalá-la. Então, um conjunto de duas molas a gás será usado para manter aberta a tampa da escotilha de 5 m de comprimento e 2mde largura, articulada como um barco de pesca. A tampa é uniformemente distribuída em 36 kg. Duas molas a gás estão disponíveis para serem usadas, mas nenhuma informação é fornecida sobre onde devem ser colocadas -- exceto que a tampa da escotilha deve ser mantida aberta em um ângulo de 45º quando levantada. Com informações mais específicas sobre as molas, você poderá calcular o seu posicionamento correto.

    Como calcular o posicionamento de uma mola a gás?
    Molas a gás seguram as portas do bagageiro em vagões e vans (yellow mini van image by alma_sacra from Fotolia.com)
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    Determine as características das duas molas a gás disponíveis. Cada mola tem uma força de 45 kg de extensão constante, 61 cm de comprimento quando estendida e 41 cm de comprimento quando totalmente comprimida. O lançamento é a dimensão estendida menos a dimensão comprimida, ou seja, 61 cm - 41 cm = 20 centímetros.

    Como calcular o posicionamento de uma mola a gás?
    A vantagem de molas a gás sobre molas de bobina é a força constante (car spring image by Ray Carpenter from Fotolia.com)
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    Determine a fórmula geral que rege as aplicações das molas a gás e observe atentamente o diagrama que explica a geometria de uma aplicação de mola a gás. A fórmula, de acordo com um importante fabricante, para determinar a força de extensão é: F1 = (Fg x Lg / NX L1) x R, em que F1 é igual à força de extensão da mola; Fg igual à componente vertical da gravidade que a carga (tampa da escotilha) estabelece (quando é aberta a 45 graus neste exemplo); Lg é igual à distância horizontal desde o eixo (dobradiça) até o centro de gravidade (centro da escotilha); n é igual ao número de molas a gás disponíveis para suportar a carga e L1 é a distância perpendicular entre o pivô da tampa e o pivô inferior da mola a gás. R é um fator de segurança de 1,2, de modo que a mola tem, pelo menos, 1,2 vezes a força que segura a tampa aberta.

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    Reordene a fórmula da força necessária para resolver L1 e Lg, as duas dimensões que determinam a colocação da mola. Portanto, L1 = Lg x R x Fg / (F1 x n). Uma vez que o Lg da tampa de 240 cm é igual à função seno de 45º x 240 cm / 2 (centro de gravidade, quando a tampa está aberta), Lg = 850 centímetros.

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    Resolva L1 substituindo os valores reais na equação e reorganizando-a.

    L1 = 85 cm x 1,2 x 18 kg / ( 45 quilogramas força da mola x 2 molas) = 20 cm x 30,5 cm / 30 cm = 21 centímetros.

    Portanto, monte a extremidade da base da mola a gás (extremidade da haste do êmbolo para baixo) de 21 cm a partir do pino de articulação da dobradiça na flange lateral ou na abertura da escotilha.

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    Adicione o comprimento retraído de 40 cm aos 21 cm para localizar corretamente a extremidade superior da mola a gás a pelo menos 62 cm do eixo da dobradiça. O aumento dessa última distância aumenta a força para manter a tampa aberta.

Dicas & Advertências

  • O fator de segurança para a tampa pode ser aumentado para compensar a presença de outras cargas. Para isso, deve-se mover o eixo de articulação de base ou o topo para uma região mais afastada da dobradiça.
  • Para segurar a tampa, quando fechada, o pivô inferior da mola de gás deve estar ligeiramente acima da articulação na própria portinhola, através da instalação de um suporte perpendicular de 5 cm na escotilha.
  • A aplicação da mola a gás é um estudo delicado e cada fabricante recomenda que se consulte engenheiros da área antes de decidir sobre qualquer mudança a fim de evitar danos relacionados ao mau uso.
  • Molas a gás estão sob uma pressão extremamente alta e nunca devem ser abertas ou seguradas para que sejam evitados ferimentos ou até mesmo mortes.

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