氮气弹簧是利用氮气弹簧安装支架固定气缸柱形状的一端，并将另一端连接到移动部分使用。这是一种在移动范围内产生几乎恒定的弹簧力来支撑移动部件载荷的机械构件。
结构、用途、使用案例
结构
如图1所示，氮气弹簧是具有大直径和小直径两轴结构的伸缩圆柱状部件，小直径轴容纳在大直径轴内。
图1.氮气弹簧的外观
氮气弹簧的结构有2种，其内部结构根据所需反作用力的大小而有所不同。如图2所示。在这两种结构中，油和压缩气体都被密封在一个直径较粗的管子中，另一端安装有带有小孔的扣环的细杆在粗管中移动。此外，其结构使得细杆移动时产生力。
图2.氮气弹簧的内部结构
压缩气体和油被密封在粗气缸内部，始终在细轴和粗轴的轴向上产生一个力。用于将该氮气弹簧安装到固定底座上的氮气弹簧支架如图3所示。
图3.氮气弹簧安装支架的各种外观
该支架有多种不同类型，在安装到对象固定部位时可适用于各种形状。
用途
由于氮气弹簧沿收缩方向运动，因此在伸缩动作时会产生符合规格要求的力。其下落载荷是由收缩时的动作支撑。例如，当以人力举起作为负载的重物时，施加在该氮气弹簧的弹簧上的力会承担部分负载以起到辅助人力的作用。
使用案例
氮气弹簧的使用案例如图4所示。
图4.用于门上的氮气弹簧使用案例
这一使用案例是手动打开以铰链为中心旋转的移动门的侧视图。力的方向如图所示，在没有氮气弹簧的情况下，作业人员必须对抗作用于移动门上的力矩。如果移动门很重，则作业人员需要花很大力气。通过使用氮气弹簧，作业人员只需对抗移动门产生的力矩减去氮气弹簧产生的力矩之后的力，从而可以减轻作业人员的负担。用于办公椅的氮气弹簧示例如图5所示。
图5.用于椅子的氮气弹簧使用案例
氮气弹簧被安装在椅子的中心位置，当人坐在椅子上时，以适度的弹簧特性和粘滞效应提供舒适的坐感。在这个氮气弹簧上附加了移动轴高度调节功能，从而可以调节座面的初始高度。
选型要点
关于空弹簧的负载和行程，只要确定了负载和移动范围的规格，就能够选择符合要求的氮气弹簧。选型要点包括如下2点。
根据移动行程和产生的力进行选型
在确定氮气弹簧规格的基础上，决定所需的运动行程和产生的力。各项参数值如图6所示。
图6.氮气弹簧的参数值
将行程全长考虑在内，并选择与目的相匹配的长度。需要注意的是，此时应充分准确掌握能够在多大范围内承受产生的力。例如，型号为15050A的产品，当行程为40mm时，可承受7kg。将其行程和产生的力之间的关系绘制成图表，则如图7所示。
图7.行程和产生的力的关系图
观察产生力的关系图，其关系特性曲线基本保持平坦，误差在±15%左右。
在图8中，将讲解如何将产生的力考虑在内计算受力。
图8.考虑氮气弹簧产生的力，计算作用于门上的力
当门停止在水平位置时，由氮气弹簧和拉力保持在该位置，但此处所需的拉力应考虑到转动中心处力矩的平衡。力矩可以通过负载乘以力臂长度计算得出。
F2：拉力
F1：氮气弹簧弹力
W：重量
(F2)=(w × L2-F1cos(Θ) × L3)/L1
固定方法的选择
选择与目的相符的氮气弹簧支架，可以容易且廉价地实现氮气弹簧的固定。将氮气弹簧的安装孔插在这一氮气弹簧支架的轴上使用。固定轴时需要注意之处在于，应确认其结构是否能够确保可在孔中旋转。具体固定方法的示例如图9所示。
图9.氮气弹簧的固定步骤
其结构在将氮气弹簧支架的轴插入氮气弹簧的孔中后，利用挡圈限制轴向移动。
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关联类别
Ø 氮气弹簧
