Газлифтные баллоны для офисных стульев: классы, безопасность и замена

Газлифтный баллон — это прецизионная газовая пружина, а не простая трубка со сжатым воздухом.

Компонентом, который регулирует высоту офисного кресла, является газлифтный цилиндр — герметичная автономная газовая пружина, в которой используется газообразный азот под давлением, и дозирующий клапан для поддержки и регулировки веса сидящего пользователя. При нажатии исполнительного рычага внутри цилиндра открывается клапан, который позволяет азоту течь между двумя внутренними камерами через поршень. давление газа, обычно составляющее от 25 до 40 бар в зависимости от класса баллона, выдерживает до 150 кг в агрегатах для тяжелых условий эксплуатации. . Внешний корпус представляет собой прецизионно вытянутую стальную трубку с хромированным поршневым штоком, шероховатость поверхности которого на границе уплотнения должна составлять 0,1 микрона Ra или меньше. Любая царапина, ямка или пятно коррозии на поверхности стержня разрушает внутреннее полиуретановое уплотнение в течение сотен циклов срабатывания, что приводит к постепенному опусканию кресла под нагрузкой. Цилиндр не содержит винтовой пружины и не опирается на механическое сжатие; подъемная сила полностью создается за счет азота под давлением, действующего на дифференциальную площадь поперечного сечения штока поршня внутри корпуса цилиндра.

Стандарты безопасности и система классов, определяющая грузоподъемность

Газлифтные баллоны для офисного кресла классифицируются по классам безопасности, определенным в соответствии с Международные стандарты DIN 4550 и EN 16955. , в которых указаны требования к размерам, толщине стенок, пределам заправки газом и обязательным испытаниям на разрыв. Цилиндры класса 1 имеют внешний диаметр трубы 28 миллиметров и толщину стенок 1,5 миллиметра, что подходит для легких условий эксплуатации до 80 килограммов. В цилиндрах класса 2 используется трубка диаметром 28 миллиметров с более толстой стенкой толщиной 2,0 миллиметра, что увеличивает запас прочности на разрыв. Цилиндры класса 3 имеют внешнюю трубку диаметром 38 миллиметров со стенкой 2,0 миллиметра, что является наиболее распространенной спецификацией для стандартных офисных стульев, рассчитанных на нагрузку до 120 килограммов. В цилиндрах класса 4, самой тяжелой категории, используется трубка диаметром 40 миллиметров или больше с толщиной стенок минимум 2,5 миллиметра, и они проходят испытания на выдерживание динамических нагрузок, превышающих 150 кг при минимальном давлении разрыва 120 бар. . Рейтинг класса обычно выгравирован лазером на внешнем корпусе или напечатан на клейкой этикетке. Установка цилиндра класса 2 в кресло, предназначенное для класса 4, ставит пользователя на компонент, работающий за пределами допустимого предела безопасности: цилиндр может не взорваться сразу, но циклическая усталость при повышенной нагрузке сокращает срок его службы с лет до месяцев.

Тонущий стул и как выходит из строя внутреннее уплотнение

Наиболее частым признаком неисправности газлифтного цилиндра является стул, который постепенно опускается, когда он занят, и требует периодической регулировки. Этот сбой вызван внутреннее уплотнение поршня, которое больше не обеспечивает газонепроницаемый барьер между двумя камерами давления . Уплотнение, обычно представляющее собой полиуретановое манжетное уплотнение или уплотнительное кольцо, находящееся под действием давления самого газа, разрушается из-за сочетания износа в результате циклического вращения штока поршня, химического разрушения из-за проникновения влаги и остатка сжатия в результате длительных периодов статической нагрузки. Когда уплотнение протекает, азот мигрирует из камеры высокого давления в камеру низкого давления вокруг поршня, выравнивая давление с обеих сторон и устраняя дифференциальную силу, поддерживающую седло. В цилиндре все еще содержится газ (он не вышел в атмосферу), но баланс внутреннего давления означает, что шток поршня больше не выдвигается под нагрузкой. Этот режим отказа неремонтопригодный; Цилиндр представляет собой герметичный блок, заваренный на заводе. , и в продаже не существует комплекта уплотнений для его восстановления. Единственным корректирующим действием является замена цилиндра на новый соответствующего класса и размеров.

Измерение цилиндра для правильного определения размера замены

Цилиндры газлифта офисного кресла не являются универсально взаимозаменяемыми. Три критических размера должны совпадать, чтобы сменный цилиндр соответствовал основанию кресла и механизму сиденья. Внешний диаметр трубки определяет посадку в конусное гнездо основания стула. , причем преобладающими размерами являются 28 и 38 миллиметров. Длина хода, измеряемая как перемещение открытого хромированного стержня от полностью втянутого до полностью выдвинутого положения, определяет диапазон регулировки высоты кресла и обычно составляет 60, 80, 100 или 120 миллиметров. Наконечник штока поршня, который вставляется в механизм седла, поставляется в двух стандартных конфигурациях: конструкция с верхним приводом, в которой кнопка срабатывания выступает из верхней части штока и прижимается пластиной рычага в механизме, и конструкция с боковым приводом, в которой шток имеет выточенную канавку или плоскую поверхность, которая приводит в зацепление с тросом бокового натяжения. Измерение существующего цилиндра перед заказом замены — это единственный шаг, который позволяет избежать разочарований, связанных с получением неподходящей детали. Протокол измерения прост: измерьте диаметр внешней трубки штангенциркулем на неконической части, измерьте диаметр хромированного стержня, измерьте длину открытого хода от верхней части внешней трубки до нижней части фитинга конца стержня с полностью выдвинутым стержнем и сфотографируйте конфигурацию конца стержня, чтобы она соответствовала типу срабатывания.

Конус основания гнезда и причина, по которой застрявшие цилиндры сопротивляются удалению

Соединение цилиндра с основанием представляет собой самоконтрящийся конус, обычно Конус Морзе с включенным углом от 1 до 2 градусов. . При сборке кресла на заводе цилиндр с силой в несколько сотен килограммов вдавливается в гнездо основания, создавая фрикционный замок металл-металл, не требующий резьбы или крепежа. За годы использования фреттинг-коррозия на конической поверхности эффективно приваривает цилиндр к основанию, поэтому для снятия застрявшего цилиндра требуется значительно больше усилий, чем для установки. Конус предназначен для дальнейшего затягивания под нагрузкой — каждый раз, когда пользователь садится, цилиндр вгоняется в гнездо на микроскопическую глубину — поэтому цилиндр, находившийся в эксплуатации в течение пяти лет, будет заклинен более плотно, чем недавно установленный.

Методы удаления и инструменты, которые действительно работают

Для снятия цилиндра газлифта с основания стула необходимо преодолеть конусный замок, не повредив гнездо основания, которое обычно изготавливается из литого алюминия или нейлона, армированного стекловолокном. Самый эффективный метод использует трубный ключ, приложенный к корпусу цилиндра с перевернутым и закрепленным основанием стула . Зубчатые губки трубного ключа впиваются в стальную внешнюю трубку цилиндра, и резкий поворот разрывает соединение конуса. Проникающее масло, нанесенное на верхнюю часть гнезда основания и оставленное в конусном соединении в течение 30 минут перед попыткой снятия, может сыграть решающую роль между цилиндром, который освобождается с умеренным усилием, и цилиндром, требующим крайних мер. Для цилиндров, которые остаются застрявшими после метода трубного ключа, ударный молоток, приложенный к корпусу цилиндра, сохраняя при этом вращательное давление с помощью ключа, обеспечивает удар, необходимый для разрушения коррозионной связи. Затем цилиндр снимается с механизма седла с использованием аналогичного метода трубного ключа или, для цилиндров с верхним приводом, путем удара молотком по открытому штоку поршня и выколоткой после снятия седла.

• Сначала снимите основание кресла с цилиндра, затем снимите цилиндр с механизма сиденья. Попытка сделать то и другое одновременно усложняет процесс.
• Для снятия цилиндра недостаточно резинового молотка. Для эффективной передачи удара используйте ударный молоток с массой головки не менее 1 килограмма.
• Защитите поверхность хромированного стержня во время снятия. Единственная глубокая царапина, возникшая в результате неправильного контакта инструмента, испортит новый цилиндр после установки.
• Не нагревайте цилиндр или основание горелкой. Азот под давлением внутри цилиндра опасно расширяется при нагревании, а алюминиевое основание может треснуть от термического напряжения.

Процедура установки и предотвращение преждевременного повреждения уплотнения

Установка нового газлифтного цилиндра механически проще, чем его снятие, но имеет особые требования, которые предотвращают немедленное повреждение новой детали. Базовое гнездо должно быть чистым, без заусенцев, коррозии и остатков внешнего покрытия предыдущего цилиндра. Любой выпуклый дефект внутри гнезда приведет к повреждению внешней трубки нового цилиндра во время установки и потенциально создаст повышенное напряжение. Цилиндр вставляется в гнездо основания, а затем фиксируется удар по верхней части корпуса цилиндра молотком с мягким бойком, а не по штоку поршня . Удар по штоку передает силу удара непосредственно на внутреннее уплотнение и узел клапана, что может привести к немедленному повреждению уплотнения и совершенно новому цилиндру, который протекает с первого дня использования. Правильный метод — приложить деревянный брусок или пластиковый выколот к верхнему краю внешней трубы цилиндра и ударить по этому бруску, введя корпус цилиндра в коническое гнездо, не нагружая внутренние компоненты. Как только цилиндр полностью сядет в основание, механизм сиденья опускается на шток поршня и закрепляется в соответствии с конструкцией механизма кресла.

Нестандартные конфигурации цилиндров и специальные офисные сиденья

В некоторых офисных креслах, особенно эргономичных, от таких производителей, как Herman Miller, Steelcase и Humanscale, используются газлифтные цилиндры нестандартных размеров или собственные приводные механизмы. Например, в кресле Herman Miller Aeron используется цилиндр с боковым управлением со специальным профилем штока и длиной хода, откалиброванной в соответствии с кинематическим механизмом наклона кресла . Замена стандартного цилиндра в этих креслах приводит к неправильному диапазону высоты сиденья, несовместимой геометрии привода или к тому, что сиденье не может зафиксироваться на желаемой высоте. В креслах для рисования и сиденьях на высоте табурета используются цилиндры с удлиненным ходом штока с общим ходом штока, превышающим 200 миллиметров, и эти цилиндры должны быть рассчитаны на увеличенный изгибающий момент, приложенный к штоку, когда сиденье находится в максимальном выдвижении. Требования класса цилиндра в равной степени применимы к конструкциям с удлиненным ходом, но изгибающая нагрузка при полном выдвижении должна рассчитываться с учетом диаметра штока и длины внутренней направляющей втулки цилиндра, чтобы гарантировать, что сборка соответствует тому же коэффициенту безопасности, что и цилиндр со стандартным ходом при меньшем выдвижении.

Утилизация и опасность остаточного давления газа

Использованный газлифтный баллон, даже полностью утративший свою подъемную функцию, все равно содержит азот под давлением. Газ внутри выровнялся, но не вышел, и цилиндр остается герметичным сосудом под давлением. Сверление газлифтного баллона для сброса давления крайне опасно. — внезапный выброс сжатого газа может привести в движение дрель или сам цилиндр с достаточной силой, что может привести к серьезной травме. Баллон ни в коем случае нельзя сжигать, так как тепло приведет к повышению внутреннего давления до тех пор, пока корпус баллона не разорвется со взрывом. Правильная утилизация соответствует местным правилам для газовых баллонов под давлением. В большинстве юрисдикций это означает, что давление в баллоне должно быть сброшено контролируемым образом на предприятии по утилизации отходов, оборудованном для работы с газовыми пружинами, или его можно вернуть в программу переработки офисной мебели, которая принимает стулья в сборе. Цилиндр следует утилизировать с выдвинутым штоком поршня, что указывает специалисту по обращению с отходами на то, что в устройстве может находиться давление газа, а не со сжатым штоком и скрытым зарядом газа.