Cylindry gazowe do krzeseł biurowych: klasyfikacje, bezpieczeństwo i wymiana

Cylinder podnoszący gaz to precyzyjna sprężyna gazowa, a nie zwykła rurka ze sprężonym powietrzem

Elementem regulującym wysokość krzesła biurowego jest siłownik gazowy — uszczelniona, niezależna sprężyna gazowa, która wykorzystuje azot pod ciśnieniem i zawór dozujący do podtrzymywania i regulacji ciężaru siedzącego użytkownika. Po naciśnięciu dźwigni uruchamiającej otwiera się zawór wewnątrz cylindra, który umożliwia przepływ azotu pomiędzy dwiema wewnętrznymi komorami przez tłok. The ciśnienie gazu, zwykle ładowane od 25 do 40 barów w zależności od klasy cylindra, wytrzymuje do 150 kilogramów w jednostkach o dużej wytrzymałości . Zewnętrzna obudowa to precyzyjnie ciągniona stalowa rura z chromowanym tłoczyskiem, która na styku uszczelnienia musi zachować wykończenie powierzchni o grubości 0,1 mikrona Ra lub drobniejszej. Wszelkie zadrapania, wgłębienia lub plamy korozji na powierzchni pręta zniszczą wewnętrzną uszczelkę poliuretanową w ciągu setek cykli uruchamiania, powodując stopniowe opadanie krzesła pod obciążeniem. Cylinder nie zawiera sprężyny śrubowej i nie opiera się na ściskaniu mechanicznym; siła nośna pochodzi w całości ze sprężonego azotu działającego na zróżnicowaną powierzchnię przekroju poprzecznego tłoczyska wewnątrz korpusu cylindra.

Normy bezpieczeństwa i system klas określający nośność

Cylindry podnośnika gazowego do krzeseł biurowych są podzielone według klas bezpieczeństwa określonych w pkt Międzynarodowe normy DIN 4550 i EN 16955 , które określają wymagania wymiarowe, grubość ścianki, limity ładunku gazu i obowiązkowe badania na rozerwanie. Cylindry klasy 1 mają zewnętrzną średnicę rury 28 milimetrów i grubość ścianki 1,5 milimetra, nadają się do lekkich zastosowań do 80 kilogramów. W butlach klasy 2 zastosowano 28-milimetrową rurkę z grubszą ścianką o grubości 2,0 milimetrów, co zwiększa margines rozerwania. Cylindry klasy 3 mają 38-milimetrową rurę zewnętrzną i 2,0-milimetrową ściankę, co jest najczęstszą specyfikacją dla standardowych krzeseł biurowych o wadze do 120 kilogramów. Cylindry klasy 4, najcięższego gatunku, wykorzystują rurę o średnicy 40 milimetrów lub większą i grubości ścianki co najmniej 2,5 milimetra i są testowane pod kątem wytrzymywania obciążeń dynamicznych przekraczających 150 kilogramów przy minimalnym ciśnieniu rozrywającym 120 barów . Ocena klasy jest zazwyczaj wyrywana laserowo na obudowie zewnętrznej lub drukowana na etykiecie samoprzylepnej. Zainstalowanie cylindra klasy 2 w krześle zaprojektowanym dla klasy 4 umieszcza użytkownika na elemencie działającym poza marginesem bezpieczeństwa – cylinder może nie pęknąć natychmiast, ale cykliczne zmęczenie przy podwyższonym obciążeniu skraca jego żywotność z lat do miesięcy.

Tonące krzesło i jak zawodzi wewnętrzna pieczęć

Najczęstszym objawem awarii siłownika podnośnika gazowego jest krzesło, które stopniowo opada, gdy jest zajęte i wymaga okresowej ponownej regulacji. Ta awaria jest spowodowana przez wewnętrzne uszczelnienie tłoka, które nie utrzymuje już gazoszczelnej bariery pomiędzy dwiema komorami ciśnieniowymi . Uszczelnienie, zwykle poliuretanowa uszczelka wargowa lub pierścień typu O-ring, zasilane samym ciśnieniem gazu, ulega degradacji w wyniku połączenia zużycia spowodowanego cykliczną pracą tłoczyska, rozkładu chemicznego na skutek wnikania wilgoci i odkształcenia po ściskaniu pod wpływem długich okresów obciążenia statycznego. W przypadku nieszczelności uszczelki azot migruje z komory wysokiego ciśnienia do komory niskiego ciśnienia wokół tłoka, wyrównując ciśnienie po obu stronach i eliminując różnicę sił podtrzymującą gniazdo. Cylinder nadal zawiera gaz – nie uleciał on do atmosfery – ale równowaga ciśnienia wewnętrznego oznacza, że ​​tłoczysko nie wysuwa się już pod obciążeniem. Ten tryb awaryjny jest nienaprawialny; cylinder jest uszczelnioną jednostką, fabrycznie zespawaną i nie istnieje żaden dostępny na rynku zestaw uszczelek umożliwiający jego odbudowę. Jedynym działaniem naprawczym jest wymiana butli na nową o odpowiedniej klasie i specyfikacji wymiarowej.

Pomiar cylindra w celu prawidłowego doboru rozmiaru zamiennika

Siłowniki podnośników gazowych do krzeseł biurowych nie są powszechnie wymienne. Aby cylinder zamienny pasował do podstawy krzesła i mechanizmu siedziska, muszą pasować trzy wymiary krytyczne. The zewnętrzna średnica rury określa dopasowanie do stożkowego gniazda podstawy krzesła , przy czym 28 milimetrów i 38 milimetrów to dwa dominujące rozmiary. Długość skoku, mierzona jako przesunięcie odsłoniętego chromowanego pręta od całkowicie wsuniętego do całkowicie wysuniętego, określa zakres regulacji wysokości krzesła i zazwyczaj wynosi 60, 80, 100 lub 120 milimetrów. Końcówka tłoczyska, którą wkłada się do mechanizmu gniazda, występuje w dwóch standardowych konfiguracjach: konstrukcja uruchamiana od góry, w której przycisk uruchamiający wystaje z górnej części tłoczyska i jest wciskany przez płytkę dźwigni w mechanizmie, oraz konstrukcja uruchamiana z boku, w której tłoczysko ma obrobiony rowek lub płaską powierzchnię, która współpracuje z siłownikiem z linką ciągnącą z boku. Pomiar istniejącego cylindra przed zamówieniem wymiany to pojedynczy krok, który pozwala uniknąć frustracji związanej z otrzymaniem części, która nie pasuje. Protokół pomiaru jest prosty: zmierzyć średnicę zewnętrzną rury za pomocą suwmiarki w niezwężonej części, zmierzyć średnicę chromowanego pręta, zmierzyć odsłoniętą długość skoku od góry zewnętrznej rury do spodniej strony łącznika końcówki drążka przy całkowicie wysuniętym drążku i sfotografować konfigurację końcówki drążka odpowiadającą typowi uruchomienia.

Stożek gniazda podstawy i przyczyna zablokowania cylindrów uniemożliwiają usunięcie

Połączenie cylindra z podstawą jest stożkiem samoblokującym, zwykle a Stożek Morse'a z kątem zawartym od 1 do 2 stopni . Kiedy krzesło jest montowane w fabryce, cylinder wciskany jest w gniazdo podstawy z siłą kilkuset kilogramów, tworząc połączenie cierne metal-metal, które nie wymaga gwintów ani elementów złącznych. Przez lata użytkowania korozja cierna na styku stożka skutecznie spaja cylinder z podstawą, dlatego też usunięcie zakleszczonego cylindra wymaga znacznie większej siły niż montaż. Stożek zaprojektowano tak, aby mocniej dokręcał się pod obciążeniem — za każdym razem, gdy użytkownik siedzi, cylinder jest wbijany mikroskopijnie głębiej w gniazdo — dzięki czemu cylinder, który był używany przez pięć lat, będzie mocniej zaklinowany niż nowo zainstalowany.

Techniki usuwania i narzędzia, które faktycznie działają

Usunięcie siłownika podnośnika gazowego z podstawy krzesła wymaga pokonania blokady stożkowej bez uszkadzania gniazda podstawy, które jest zwykle wykonane z odlewanego aluminium lub nylonu wzmocnionego włóknem szklanym. Najbardziej skuteczna metoda wykorzystuje a klucz do rur przyłożony do korpusu cylindra z odwróconą i usztywnioną podstawą krzesła . Ząbkowane szczęki klucza do rur wgryzają się w stalową rurę zewnętrzną cylindra, a ostry skręt obrotowy przerywa połączenie stożkowe. Penetrujący olej nałożony na górę tulei podstawy i pozostawiony do wchłonięcia w złącze stożkowe na 30 minut przed próbą usunięcia może zadecydować o różnicy pomiędzy cylindrem, który zwalnia się przy umiarkowanym wysiłku, a cylindrem wymagającym ekstremalnych środków. W przypadku cylindrów, które pozostają zablokowane po zastosowaniu metody klucza do rur, młotek bezodrzutowy przyłożony do korpusu cylindra przy jednoczesnym utrzymywaniu ciśnienia obrotowego za pomocą klucza zapewnia wstrząs niezbędny do zerwania wiązania korozji ciernej. Następnie cylinder jest wyjmowany z mechanizmu gniazda, stosując podobną technikę przy użyciu klucza do rur lub, w przypadku cylindrów uruchamianych od góry, poprzez uderzenie młotkiem w odsłonięte tłoczysko i wybicie po wyjęciu płyty gniazda.

• Najpierw zdejmij podstawę krzesła z cylindra, a następnie wyjmij cylinder z mechanizmu siedziska. Próba obu jednocześnie komplikuje proces.
• Do wyjęcia cylindra nie wystarczy gumowy młotek. Aby zapewnić skuteczne przenoszenie wstrząsów, należy używać młotka bezodrzutowego o masie główki wynoszącej co najmniej 1 kilogram.
• Chroń powierzchnię chromowanego pręta podczas demontażu. Pojedyncze głębokie zadrapanie spowodowane niewłaściwym kontaktem narzędzia spowoduje zniszczenie nowego cylindra po montażu.
• Nie podgrzewaj cylindra ani podstawy palnikiem. Azot pod ciśnieniem wewnątrz cylindra rozszerza się niebezpiecznie pod wpływem ciepła, a aluminiowa podstawa może pęknąć pod wpływem naprężenia termicznego.

Procedura montażu i unikanie przedwczesnego uszkodzenia uszczelki

Instalacja nowego cylindra podnośnika gazowego jest mechanicznie prostsza niż demontaż, ale wiąże się z określonymi wymaganiami, które zapobiegają natychmiastowemu uszkodzeniu nowej części. Kielich podstawy musi być czysty i wolny od zadziorów, korozji lub resztek zewnętrznej powłoki poprzedniego cylindra. Jakakolwiek wystająca wada wewnątrz kielicha spowoduje uszkodzenie zewnętrznej rury nowego cylindra podczas montażu i potencjalnie spowoduje powstanie naprężenia. Cylinder wkłada się do gniazda podstawy, a następnie osadza uderzając górną część korpusu cylindra miękkim młotkiem bezodrzutowym, a nie uderzając w tłoczysko . Uderzenie w pręt przenosi siłę uderzenia bezpośrednio na wewnętrzną uszczelkę i zespół zaworu, co może spowodować natychmiastowe uszkodzenie uszczelki i fabrycznie nowy cylinder, który wycieka już od pierwszego dnia użytkowania. Prawidłową metodą jest umieszczenie drewnianego lub plastikowego klocka przy górnej krawędzi zewnętrznej rury cylindra i uderzenie w ten blok, wbijając korpus cylindra w stożkowe gniazdo bez obciążania elementów wewnętrznych. Gdy cylinder zostanie całkowicie osadzony w podstawie, mechanizm siedziska opuszcza się na tłoczysko i zabezpiecza zgodnie z konstrukcją mechanizmu specyficzną dla fotela.

Niestandardowe konfiguracje cylindrów i specjalistyczne siedzenia biurowe

Niektóre krzesła biurowe, szczególnie ergonomiczne konstrukcje takich producentów jak Herman Miller, Steelcase i Humanscale, wykorzystują siłowniki gazowe o niestandardowych wymiarach lub zastrzeżone mechanizmy uruchamiające. Na przykład krzesło Herman Miller Aeron wykorzystuje: cylinder uruchamiany z boku, o specjalnym profilu końcówki drążka i długości skoku skalibrowanej do kinematycznego mechanizmu przechylania fotela . Zastąpienie zwykłego cylindra w tych krzesłach skutkuje nieprawidłowym zakresem wysokości siedziska, niezgodną geometrią uruchamiania lub siedziskiem, które nie może zablokować się na żądanej wysokości. W krzesłach kreślarskich i siedzeniach na wysokości stołka zastosowano cylindry o wydłużonym skoku i całkowitym skoku pręta przekraczającym 200 milimetrów, a cylindry te muszą być przystosowane do zwiększonego momentu zginającego działającego na pręt, gdy siedzisko jest maksymalnie wysunięte. Wymagania dotyczące klasy cylindra mają zastosowanie w równym stopniu do konstrukcji o wydłużonym skoku, ale obciążenie zginające przy pełnym wysunięciu należy obliczyć w stosunku do średnicy tłoczyska i wewnętrznej długości tulei prowadzącej cylindra, aby zapewnić, że zespół spełnia ten sam współczynnik bezpieczeństwa, co cylinder o standardowym skoku przy niższym wydłużeniu.

Utylizacja i zagrożenie resztkowym ciśnieniem gazu

Zużyta butla podnosząca gaz, nawet taka, która całkowicie utraciła funkcję podnoszenia, nadal zawiera azot pod ciśnieniem. Gaz wyrównał się wewnętrznie, ale nie został odpowietrzony, a butla pozostaje szczelnym naczyniem ciśnieniowym. Wiercenie w butli podnośnika gazowego w celu uwolnienia ciśnienia jest niezwykle niebezpieczne — nagłe uwolnienie sprężonego gazu może wprawić wiertło lub sam cylinder z siłą wystarczającą do spowodowania poważnych obrażeń. Butli nigdy nie należy spalać, ponieważ ciepło spowoduje wzrost ciśnienia wewnętrznego, aż do gwałtownego rozerwania korpusu butli. Prawidłowa utylizacja jest zgodna z lokalnymi przepisami dotyczącymi butli z gazem pod ciśnieniem. W większości jurysdykcji oznacza to, że butla powinna zostać rozhermetyzowana w kontrolowany sposób w zakładzie utylizacji odpadów wyposażonym do obsługi sprężyn gazowych lub może zostać zwrócona do programu recyklingu mebli biurowych, który akceptuje kompletne zespoły krzeseł. Butlę należy utylizować z tłoczyskiem w pozycji wysuniętej, co wskazuje osobie zajmującej się odpadami, że w urządzeniu może znajdować się gaz pod ciśnieniem, a nie ze ściśniętym tłoczyskiem i ukrytym ładunkiem gazu.