Comprendere le basi dell'applicazione delle molle a gas

Quando si sceglie una molla a gas per una particolare applicazione, è fondamentale avere una conoscenza di base del funzionamento e della terminologia utilizzata quando si specificano le molle a gas. Questo articolo offre consigli e linee guida per le diverse posizioni di montaggio e descrive i diversi effetti di orientamento ed smorzamento previsti con la posizione di montaggio scelta.

Fondamentalmente una molla a gas è la stessa cosa di una molla elicoidale meccanica: un dispositivo per immagazzinare energia. Una molla a gas, tuttavia, immagazzina energia comprimendo il gas contenuto al suo interno, anziché utilizzare il materiale filtrante che costituisce una molla elicoidale.

Una molla a gas è un sistema chiuso che non richiede l'introduzione di ulteriore gas affinché il sistema possa funzionare una volta caricato con gas inerte azoto e prodotto. La pressione su entrambi i lati del pistone (punto di riferimento uno nella Figura 1) rimane uguale indipendentemente da dove è posizionato; ciò è dovuto alla piccola sezione trasversale dell'asta (punto di riferimento due nella Figura 1) dove il gas non è in grado di esercitare alcuna pressione.

Quando l'asta viene spinta nel tubo, il gas contenuto nella molla viene compresso, aumentando la pressione, con la compressione del gas che crea il comportamento simile a una molla. Il pistone fissato allo stelo consente il flusso del gas attraverso il pistone e fornisce i mezzi per controllare il flusso del gas quando lo stelo viene premuto ed esteso.

Alcuni termini comuni utilizzati quando si specifica una molla a gas includono:

Corsa: la distanza massima che l'asta può percorrere dalla lunghezza chiusa alla lunghezza estesa.

Lunghezza estesa: la lunghezza totale della molla a gas misurata dal centro di un'estremità al centro dell'estremità successiva.

Lunghezza chiusa: la lunghezza totale chiusa misurata dal centro di un'estremità al centro dell'estremità successiva. Potrebbero verificarsi casi in cui non è stato specificato alcun accoppiamento finale; questa misura si riferirà alla lunghezza dall'estremità dello stelo all'estremità del tubo (escluse le filettature).

Beadroll: la sezione scanalata del tubo. Questa funzione viene utilizzata per trattenere la guida e il pacchetto di guarnizioni ed evitare che il pistone danneggi il pacchetto di guarnizioni durante l'estensione.

Una molla a gas contiene diversi componenti, ciascuno dei quali è parte integrante del funzionamento sicuro e di successo del componente. La Figura 2 illustra questi componenti.

Asta. Una canna è disponibile in acciaio rettificato di precisione, in carbonio lucido o inossidabile. La superficie è trattata per migliorare l'usura e aumentare la resistenza alla corrosione. Generalmente l'asta sarà sempre più lunga della corsa della molla e più corta della lunghezza del tubo. L'acciaio al carbonio può essere trattato in diversi modi, ad esempio mediante cromatura, nitrurazione in bagno di sale e utilizzando un trattamento dello strato superficiale Nitrotec, che presenta numerosi vantaggi rispetto agli altri metodi, tra cui:

Migliore resistenza all'usura

Caratteristiche di attrito inferiori

Resistenza alla corrosione equivalente all'acciaio inossidabile

Il processo è ecologico, non tossico e non produce sottoprodotti acidi.

Tubo. Il tubo di una molla a gas è costituito da un tubo saldato senza saldatura in acciaio al carbonio o inossidabile, verniciato a polvere ad alta integrità, adatto per pressioni elevate. La finitura della superficie interna e la resistenza alla trazione del tubo sono fondamentali per la longevità di una molla a gas e le prestazioni di pressione di scoppio.

Pacchetto guida e sigillo.Realizzato in materiale composito di plastica, il pacchetto guida e guarnizione fornisce una superficie di appoggio per lo stelo e impedisce la fuoriuscita di gas e l'ingresso di contaminanti.

Oltre che in materiale plastico composito, le guide utilizzate nelle molle a gas possono essere realizzate anche in zinco, ottone o altri materiali con un idoneo manicotto del cuscinetto incorporato. La gomma viene utilizzata come standard per le guarnizioni.

Assemblaggio del pistone. Il gruppo pistone è realizzato in zinco, alluminio o plastica. Per fattori che riguardano la sicurezza e impediscono l'espulsione dello stelo dalla molla, l'integrità dell'attacco pistone-stelo è fondamentale. Il gruppo pistone controlla la velocità con cui la molla a gas si estende e si comprime.