书 书 书犐犆犛 ２１ ． １６０ 犑 ２６ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G27 /G28 /G29 /G2A 犌犅 ／ 犜 ３９４３３ — ２０２０ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G25 /G26 犌犪狊狊狆狉犻狀犵犱犲狊犻犵狀犮犪犾犮狌犾犪狋犻狅狀 ２０２０  １１  １９ /G27 /G28 ２０２１  ０６  ０１ /G29 /G2A /G27 /G28 /G2B /G2C /G2D /G2E /G2F /G30 /G31 /G32 /G27 /G28 /G29 /G2A /G33 /G2F /G30 /G34 /G35 /G36 /G27 /G28书 书 书前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２００９ 给出的规则起草 。 本标准由全国弹簧标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ２３５ ） 提出并归口 。 本标准起草单位 ： 常州气弹簧有限公司 、 昆山金发液压机械有限公司 、 常州市莱特气弹簧有限公司 、 中机生产力促进中心 、 湖州吉信气弹簧制品有限公司 、 上海震飞汽车零部件有限公司 、 宁波市仁龙机械有限公司 、 北京磊焱氮气弹簧技术研究所 、 无锡市精诚橡塑制品厂 、 河北超普机械制造有限公司 、 南京江凯汽车零部件有限公司 、 浙江双冠汽车部件股份有限公司 、 徐州东宏机械制造有限公司 。 本标准主要起草人 ： 窦智 、 施与秋 、 周正明 、 宁成 、 余方 、 陶声华 、 梁一民 、 俞愉 、 余卫忠 、 董喜刚 、 秦守忠 、 孙敬军 、 董树平 、 吴小雁 、 岳彩立 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３９４３３ — ２０２０ 气弹簧设计计算 １ 　 范围 本标准规定了气弹簧的参数名称 、 符号 、 说明及单位 ， 常用的结构型式 ， 设计计算原理和设计计算 。 本标准适用于压缩气弹簧 、 可锁定气弹簧 、 座椅升降气弹簧和拉伸气弹簧 ， 其他气弹簧可参照使用 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。 凡是注日期的引用文件 ， 仅注日期的版本适用于本文 件 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本适用于本文件 。 ＧＢ ／ Ｔ２３４８ 　 流体传动系统及元件 　 缸径及活塞杆直径 ３ 　 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 。 ３ ． １ 气弹簧 　 犵犪狊狊狆狉犻狀犵 由一个密闭缸筒和可以在缸筒内滑动的活塞及活塞杆组件组成的以氮气或其他惰性气体为储能介 质的弹性元件 。 ３ ． ２ 压缩气弹簧 　 犮狅犿狆狉犲狊狊犻狅狀犵犪狊狊狆狉犻狀犵 无外力作用下活塞杆呈自由伸展状态 ， 并承受压力的气弹簧 。 ３ ． ３ 可锁定气弹簧 　 犾狅犮犽犪犫犾犲犵犪狊狊狆狉犻狀犵 在运动行程内 ， 可在任意位置锁定或开启的气弹簧 。 ３ ． ４ 座椅升降气弹簧 　 犮犺犪犻狉犺犲犻犵犺狋犪犱犼狌狊狋犿犲狀狋犵犪狊狊狆狉犻狀犵 用于座椅高度调节并可在运动行程内任意位置锁定或开启的气弹簧 。 ３ ． ５ 拉伸气弹簧 　 狊狋狉犲狋犮犺犻狀犵犵犪狊狊狆狉犻狀犵 无外力作用下活塞杆呈自由回弹状态 ， 并承受拉力的气弹簧 。 ４ 　 参数名称 、 符号 、 说明及单位 气弹簧参数名称 、 符号 、 说明及单位见表 １ 。 １ 犌犅 ／ 犜 ３９４３３ — ２０２０ 表 １ 参数名称 符号 说明 单位 设计行程 ｄｅｓｉｇｎｓｔｒｏｋｅＳ 活塞杆从全伸展 （ 或拉伸 ） 状态到压缩 （ 或回弹 ） 至最小尺寸时的 轴向位移 工作行程 ｗｏｒｋｉｎｇｓｔｒｏｋｅ 犛 １ 气弹簧工作状态下最大伸展 （ 或拉伸 ） 量与最小伸展 （ 或拉伸 ） 量 之间的长度 安全行程 ｓａｆｅｓｔｒｏｋｅ 犛 ２ 满足所需工作行程的安全余量 ， 即 ： 犛 ２ ＝ 犛 － 犛 １ 伸展长度 ｅｘｔｅｎｄｅｄｌｅｎｇｔｈ 犔 全伸展 （ 或拉伸 ） 状态下气弹簧的长度 注 ： 拉伸器弹簧伸展长度为拉伸状态下的伸展长度 。 杆端长度 ｒｏｄｅｎｄｌｅｎｇｔｈ 犔 １ 气弹簧杆端连接长度 缸筒端长度 ｃｙｌｉｎｄｅｒｅｎｄｌｅｎｇｔｈ 犔 ２ 气弹簧缸筒端连接长度 气腔长度 ｇａｓｃａｖｉｔｙｌｅｎｇｔｈ 犔 ３ 气弹簧气腔长度 缸筒长度 ｃｙｌｉｎｄｅｒｌｅｎｇｔｈ 犅 气弹簧缸筒长度 导向长度 ｇｕｉｄｅｌｅｎｇｔｈ 犎 气弹簧导向长度 活塞杆直径 ｐｉｓｔｏｎｒｏｄｄｉａｍｅｔｅｒ 犱 气弹簧活塞杆直径 空心活塞杆内径 ｉｎｎｅｒｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｈｏｌｌｏｗｐｉｓｔｏｎｒｏｄ 犱 ０ 可锁定气弹簧空心活塞杆内径 阀芯直径 ｖａｌｖｅｃｏｒｅｄｉａｍｅｔｅｒ 犱 １ 气弹簧阀芯的有效直径 缸筒内径 ｃｙｌｉｎｄｅｒｉｎｎｅｒｄｉａｍｅｔｅｒ 犇 １ 气弹簧缸筒内径 缸筒外径 ｃｙｌｉｎｄｅｒｏｕｔｅｒｄｉａｍｅｔｅｒ 犇 ２ 气弹簧缸筒外径 外筒外径 ｏｕｔｓｉｄｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｏｕｔｅｒｔｕｂｅ 犇 ３ 座椅升降气弹簧外筒外径 立筒外径 ｏｕｔｓｉｄｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｓｔａｎｄｉｎｇｔｕｂｅ 犇 ４ 座椅升降气弹簧立筒外径 缸筒壁厚 ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｄｉａｍｅｔｅｒ δ １ 气弹簧缸筒壁厚 ， 即 ： δ １ ＝ （ 犇 ２ － 犇 １ ）／ ２ 空心活塞杆壁厚 ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｈｏｌｌｏｗｐｉｓｔｏｎｒｏｄ δ ２ 气弹簧空心活塞杆壁厚 ， 即 ： δ ２ ＝ （ 犱 － 犱 ０ ）／ ２ 外筒壁厚 ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｏｕｔｅｒｔｕｂｅ δ ３ 座椅升降气弹簧外筒壁厚 立筒壁厚 ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｓｔａｎｄｉｎｇｔｕｂｅ δ ４ 座椅升降气弹簧立筒壁厚 ｍｍ ２ 犌犅 ／ 犜 ３９４３３ — ２０２０ 表 １ （ 续 ） 参数名称 符号 说明 单位 重心距离 ｃｅｎｔｅｒｏｆｇｒａｖｉｔｙｄｉｓｔａｎｃｅ 犾 气弹簧支撑物重心到回转中心的距离 力臂 ａｒｍｏｆｆｏｒｃｅ 犫 气弹簧杆臂伸展时的力臂 回转半径 ｒａｄｉｕｓｏｆｇｙｒａｔｉｏｎ 犓 气弹簧活塞杆横截面回转半径 ｍｍ 截面积 ｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎａｒｅａ 犃 气弹簧活塞杆截面积 ｍｍ ２ 惯性矩 ｍｏｍｅｎｔｏｆｉｎｅｒｔｉａ 犑 气弹簧活塞杆横截面惯性矩 ｍｍ ４ 阀芯开启力 ｕｎｌｏｃｋｉｎｇｆｏｒｃｅ 犉 ｋ 为解除气弹簧的锁定状态 ， 打开阀门阀芯所需的力 最小伸展力 ｍｉｎｉｍｕｍｅｘｔｅｎｓｉｏｎｆｏｒｃｅ 犉 １ 在伸展过程中 ， 离工作行程起点处规定采力点 Ｃ １ 处的力 最大伸展力 ｍａｘｉｍｕｍｅｘｔｅｎｓｉｏｎｆｏｒｃｅ 犉 ２ 在伸展过程中 ， 离工作行程终点处规定采力点 Ｃ １ 处的力 最小压缩力 ｍｉｎｉｍｕｍｃｏｍｐｒｅｓｓｆｏｒｃｅ 犉 ３ 在压缩过程中 ， 离工作行程起点处规定采力点 Ｃ １ 处的力 最大压缩力 ｍａｘｉｍｕｍｃｏｍｐｒｅｓｓｆｏｒｃｅ 犉 ４ 在压缩过程中 ， 离工作行程终点处规定采力点 Ｃ １ 处的力 最小拉伸力 ｍｉｎｉｍｕｍｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇｆｏｒｃｅ 犉 ５ 在拉伸过程中 ， 离工作行程起点处规定采力点 Ｃ １ 处的力 最大拉伸力 ｍａｘｉｍｕｍｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇｆｏｒｃｅ 犉 ６ 在拉伸过程中 ， 离工作行程终点处规定采力点 Ｃ １ 处的力 最小回弹力 ｍｉｎｉｍｕｍｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅｆｏｒｃｅ 犉 ７ 在回弹过程中 ， 离工作行程起点处规定采力点 Ｃ １ 处的力 最大回弹力 ｍａｘｉｍｕｍｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅｆｏｒｃｅ 犉 ８ 在回弹过程中 ， 离工作行程终点处规定采力点 Ｃ １ 处的力 公称力 ａ ｎｏｍｉｎａｌｆｏｒｃｅａ 犉 ａ 最小伸展力和最小压缩力的平均值 ， 即 ： 犉 ａ ＝ （ 犉 １ ＋ 犉 ３ ）／ ２ ， 或最 小拉伸力和最小回弹力的平均值 ， 即 ： 犉 ａ ＝ （ 犉 ５ ＋ 犉 ７ ）／ ２ 。 公称力 ａ 是气弹簧综合特性的指标之一 公称力 ｂ ｎｏｍｉｎａｌｆｏｒｃｅｂ 犉 ｂ 最大伸展力和最大压缩力的平均值 ， 即 犉 ｂ ＝ （ 犉 ２ ＋ 犉 ４ ）／ ２ ， 或最大 拉伸力和最大回弹力的平均值 ， 即 ： 犉 ｂ ＝ （ 犉 ６ ＋ 犉 ８ ）／ ２ 。 公称力 ｂ 一般用于弹力比率计算 标称力 ｓｐｅｃｉｆｉｅｄｆｏｒｃｅ 犉 ｘ 供需双方确认的图样及产品上标注的力 （ 犉 １ 、 犉 ２ 、 犉 ３ ……） 动态摩擦力 ｄｙｎａｍｉｃｆｒｉｃｔｉｏｎｆｏｒｃｅ 犉 ｒ 最小压缩力和最小伸展力之差的平均值 ， 或最小拉伸力和最小回 弹力之差的平均值 阀芯摩擦力 ｖａｌｖｅｃｏｒｅｆｒｉｃｔｉｏｎ 犳 ｒ 阀芯上产生的摩擦力 ， 一般为 １０ ～ ３０ Ｎ ３ 犌犅 ／ 犜 ３９４３３ — ２０２０ 表 １ （ 续 ） 参数名称 符号 说明 单位 重力 ｇｒａｖｉｔｙ 犌 被气弹簧支撑物的重力 许用临界力 ｐｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅｃｒｉｔｉｃａｌｆｏｒｃｅ 犉 Ｌ 气弹簧活塞杆允许的临界力 Ｎ 压强 ｐｒｅｓｓｕｒｅ 犘 气弹簧内部压强 最大压强 ｍａｘｉｍｕｍｐｒｅｓｓｕｒｅ 犘 ｍａｘ 气弹簧工作状态下内部最大压强 弹性模量 ｍｏｄｕｌｕｓｏｆｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ 犈 材料弹性模量 ， 钢取 ２．１×１０ ５ 许用应力 ａｌｌｏｗａｂｌｅｓｔｒｅｓｓ ［ σ ］ 材料许用应力 材料强度试验值 ｔｅｓｔｖａｌｕｅｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓｔｒｅｎｇｔｈ 犳 材料强度试验值 ， 钢取 ４９０ ＭＰａ 弹力比率 ｆｏｒｃｅｒａｔｉｏ α 公称力 ｂ 公称