Cách chọn lò xo khí

Lò xo khí sử dụng khí áp suất cao là một bộ phận không thể thiếu trong các ngành sản xuất ô tô và sản phẩm cơ khí. Tuy nhiên, việc chọn lò xo khí không phải lúc nào cũng dễ dàng, và nhiều người có thể gặp khó khăn khi không biết chọn loại nào phù hợp. Dưới đây là hướng dẫn về cách chọn lò xo khí.

Lò xo khí là gì?

Lò xo khí là loại lò xo sử dụng phản lực của khí nén. Khí nitơ được nạp vào một xy lanh kín và nén lại thông qua một piston để tăng lực phản kháng. Lò xo khí thường được sử dụng để hỗ trợ nâng các vật nặng bằng lực nhỏ, chẳng hạn như trong hệ thống mở cửa và cửa sổ của xe hơi.

Lò xo khí có đặc điểm nhỏ gọn, nhẹ hơn so với lò xo kim loại và có độ co giãn ổn định, tạo ra lực lò xo ổn định trên một khoảng dài. Không cần nguồn điện hay bảo trì như các bộ phận thủy lực, lò xo khí thường được dùng trong ô tô, máy móc văn phòng, đồ nội thất và ghế ngồi, hoặc các thiết bị cơ khí cần có lực lò xo lớn trong không gian hẹp.

Lò xo khí càng bị nén, lực phản kháng càng lớn, nên việc chọn đúng loại lò xo rất quan trọng. Một ví dụ dễ hiểu là ghế văn phòng có thể điều chỉnh độ cao. Ghế văn phòng sử dụng nguyên lý này: khi người ngồi lên, lực tác động lên ghế lớn hơn lực phản kháng của khí, làm cho ghế hạ xuống. Khi không có ai ngồi, lực khí lớn hơn trọng lượng ghế, làm cho ghế tự nâng lên.

Tuy nhiên, nếu sử dụng sai loại lò xo khí hoặc chọn không đúng, sự cân bằng giữa lực phản kháng và tải trọng sẽ bị mất, dẫn đến việc lò xo không hoạt động đúng cách. Vì thế, cần phải chọn đúng loại lò xo khí phù hợp với mục đích sử dụng.

Cách chọn lò xo khí

Để chọn lò xo khí phù hợp, cần xem xét các yếu tố như “lực phản kháng của khí”, “hành trình và chiều dài tối đa của lò xo khí”, và “vị trí lắp đặt”.

Tính toán lực phản kháng cần thiết

Lực phản kháng cần thiết có thể được tính bằng công thức sau:

F: Lực phản kháng cần thiết (ở chiều dài tối đa)

W: Trọng lượng của cửa hoặc nắp

A: Khoảng cách từ điểm tựa đến trọng tâm

B: Khoảng cách từ điểm tựa đến lò xo khí

Công thức: F = (W × A) / B

Lưu ý: Lực phản kháng của lò xo khí phải bằng hoặc lớn hơn F × 1.1. Nếu lực này nhỏ hơn, cần sử dụng nhiều hơn một lò xo khí. Lực phản kháng cũng thay đổi theo nhiệt độ: nhiệt độ cao làm tăng lực, còn nhiệt độ thấp làm giảm lực.

Tính toán lực vận hành

Khi đã có lực phản kháng (F × 1.2), lực vận hành khi đóng cửa có thể được tính như sau:

S: Lực vận hành

C: Khoảng cách từ điểm tựa đến vị trí cầm (tay nắm cửa)

Công thức: S = (1.2F × B – W × A) / C

Ở trạng thái mở hoàn toàn, lực vận hành thường trong khoảng -2 đến -7kg. Nếu lực này lớn hơn, cửa sẽ khó giữ mở, ngược lại nếu nhỏ hơn quá nhiều, cần nhiều lực để đóng cửa.

Hình 1. Tính toán lực để chọn lò xo khí

Tóm tắt

Khi đã chọn được lò xo khí, cần kiểm tra vị trí lắp đặt và lực phản kháng có phù hợp không. Hãy lưu ý đến nhiệt độ khi sử dụng và bảo quản lò xo. Việc chọn đúng lò xo khí sẽ giúp các thiết bị vận hành trơn tru và hiệu quả.

Nguồn: Monotaro