תמסורת כוח

בוכנת גז

Gas Spring / Gas Strut

בוכנה סגורה שמכילה גז חנקן בלחץ. היא נותנת כוח כמעט קבוע לאורך כל המהלך, ומשמשת להרמה ולתמיכה במכסים ובדלתות.

בוכנת גז – Gas Spring / Gas Strut

In English

A sealed cylinder of pressurized nitrogen providing near-constant force for lifting and holding lids and hatches.

הסבר

בוחרים אותה לפי מהלך, אורך כולל, כוח (בניוטון) וסוג החיבור בקצוות. יש דגמים ננעלים, ויש דגמים עם ריסון בסוף המהלך. מרכיבים אותה כשהמוט פונה כלפי מטה, כדי שהשמן ישמן את האטם.

מה זה אומר בפועל

במכסה מכונה שנפתח כלפי מעלה, בוכנת הגז מחוברת בקצה אחד לגוף ובשני למכסה. בפתיחה היא דוחפת ומאזנת את משקל המכסה, כך שהמפעיל צריך להפעיל כוח קטן. מזווית מסוימת המכסה נשאר פתוח לבד, ובסגירה הבוכנה מאטה אותו.

למה זה חשוב

  • מקלה על פתיחת מכסים ודלתות כבדים – ארגונומיה ובטיחות.
  • כוח כמעט קבוע ומהלך ארוך בגודל קטן.
  • ריסון מובנה בסוף המהלך מונע טריקה.
  • רכיב מדף זמין מספקים רבים.

בעיות נפוצות ופתרונות

  • הכוח משתנה עם הטמפרטורה, בערך 3%–4% לכל 10°C → בדיקת הכוח בטמפרטורות הקיצון של הסביבה.
  • מכסה שנפתח לבד או לא נשאר פתוח → בחירת נקודות חיבור לפי חישוב מומנט.
  • עומס צידי או פיתול על המוט גורמים לדליפה → מפרקים כדוריים בקצוות ויישור.
  • הלחץ יורד עם השנים → גישה נוחה להחלפה, ובמכסה כבד גם תמיכה מכנית נוספת.

איפה משתמשים

  • מכסים ודלתות של מכונות
  • תאי מטען ברכב
  • ריהוט – מיטות וארונות
  • ציוד רפואי
  • חלונות ופתחי שירות

נוסחאות ונתונים הנדסיים

כוח נדרש להחזקת מכסה (בקירוב, בתנוחה הקריטית)F ≈ m · g · L / (N · a)
יחס התקדמות (פרוגרסיה)k = F2 / F1
מקרא
Fכוח של בוכנת גז אחתN
mמסת המכסהkg
Lמרחק אופקי מהציר למרכז הכובדmm
Nמספר בוכנות גז–
aזרוע הבוכנה סביב ציר הסיבוב באותה תנוחהmm
F1כוח במצב פתוחN
F2כוח במצב לחוץN
ערכים מקובלים
  • יחס התקדמות טיפוסי≈ 1.2–1.5
  • השפעת טמפרטורה≈ 3.5% שינוי בכוח לכל 10°C
  • התקנההמוט כלפי מטה, כדי שהשמן ישמן את האטם

דוגמה: מכסה של 20 kg שמרכז הכובד שלו 300 mm מהציר, עם שתי בוכנות גז בזרוע 100 mm: F ≈ 20 · 9.81 · 300 / (2 · 100) ≈ 294 N לכל בוכנה, ולכן בוחרים בוכנות של כ־300 N.

נוסחאות בסיסיות להערכה ראשונית. לתכנון סופי יש לבדוק מול התקן ונתוני היצרן.

סרטון הסבר

How Do Gas Springs Work? · OneMonroe (YouTube)

צריכים תכנון מכני או שרטוטי ייצור?

מידול תלת-ממדי ב־Inventor, שרטוטי ייצור, הנדסה לאחור ורכש רכיבים.

דברו איתנו

לוגו טי.בי.אמ תכנון מכני ושרטוט