氮气弹簧设计原理与特点

氮气弹簧是一种具有弹性功能的部件。它将高压氮气密封在确定的容器中，外力通过柱塞杆将氮气压缩，当外力去除时靠高压氮气膨胀来获得一定的弹压力，这种部件称为氮气缸或气体弹簧，简称氮气弹簧，氮气弹簧不仅可以在模具行业中广泛的应用，也可以用到其他工业领域，如汽车、电子、仪表等行业。由此看来，氮气弹簧的用途相当广泛，它的出现迎合了时代的要求，满足了工业发展的需要。

（1）采用氮气作为工作介质的氮气弹簧，它的工作过程，可以近似认为是等温膨胀和压缩过程，因此必须遵循波义耳一马略特(Boyle-Mariotte)气体状态方程。

（2）计算公式：PV/T=C，P1×V1=P2×V2

（3）应当说明，除了理论计算之外，氮气缸的结构设计、密封技术是氮气弹簧成败之关键技术。从目前国内外产品来看，氮气弹簧的结构一般可分为：活塞式各柱塞式二大类型，采用单腔或复腔的气室结构，气室设计上多为背压式结构。从整体而言，氮气弹簧可分为独立式和非独立式二大类型。可运动部分和不可运动部分的结构，充气、配气结构和形式等的设计均与制造工艺技术相关联，与新材料、新工艺、新技术的应用相关联，这些新技术的应用程度，都将直接影响氮气弹簧的技术性能指  标，影响氮气弹簧品质的高低。从这个意义说，氮气弹簧又是一种综合各项新技术应用的产品。

（4）气体密封形式和技术是一项复杂的工作，密封高压气体就更复杂，高压气体不仅要很好地长期密封，并要在这压力下循环工作，有时其增压比高达1.6-2.0，因此高压气体的长期密封，要比高压液体的密封困难得多，它是一项综合性的技术，这其中有密封的结构形式，静密封与动密封的路径、形式，运动付的制造精度、表面粗糙度、表面处理技术、密封材料的选择、密封可靠性与寿命等。

 

 

(1)在较小的空间中，可以产生较大的初始弹压力，不需要预紧，传力模块一俟开始与氮气弹簧柱塞接触就具有弹压力。一个氮气弹簧可以代替多个弹簧，对于工作行程相同的模具，采用氮气弹簧的模具高度要比采用弹簧的模具高度小很多；

(2)弹压力在整个行程中，可以基本保持恒定；

(3)根据不同的冷冲压工序要求，其弹压力的大小、受力点的位置可以随时调节，调节准确、方便，在模具设计和调试中，可以很方便实现弹压力的平衡；

(4)简化模具压力、卸料等结构，简化模具设计，缩短模具制造周期；

(5)提高冲压件质量，保证冲制件质量稳定，缩短在压力机上更换模具时间，提高劳动生产率，降低成本；

(6)使用寿命长、安全、可靠，安装和维修简单、可靠、方便；

(7)适用于作为不需要外加动力源的气垫装置。