Un cilindro de elevación de gas es un resorte de gas de precisión, no un simple tubo de aire comprimido
El componente que ajusta la altura de una silla de oficina es un cilindro de elevación de gas: un resorte de gas autónomo y sellado que utiliza gas nitrógeno presurizado y una válvula dosificadora para soportar y ajustar el peso del usuario sentado. Cuando se presiona la palanca de accionamiento, se abre una válvula dentro del cilindro que permite que el nitrógeno fluya entre dos cámaras internas a través de un pistón. el La presión del gas, normalmente cargada entre 25 y 40 bar según la clase de cilindro, soporta hasta 150 kilogramos en unidades de servicio pesado. . La carcasa exterior es un tubo de acero estirado con precisión con un vástago de pistón cromado que debe mantener un acabado superficial de 0,1 micrones Ra o más fino en la interfaz del sello. Cualquier rasguño, picadura o punto de corrosión en la superficie de esta varilla destruirá el sello interno de poliuretano después de cientos de ciclos de actuación, lo que hará que la silla se hunda gradualmente bajo carga. El cilindro no contiene un resorte helicoidal y no depende de la compresión mecánica; la fuerza de elevación proviene enteramente del nitrógeno presurizado que actúa contra el área diferencial de la sección transversal del vástago del pistón dentro del cuerpo del cilindro.
Estándares de seguridad y el sistema de clases que define la capacidad de carga
Cilindros elevadores de gas para sillas de oficina. se clasifican según las clases de seguridad definidas en la Normas internacionales DIN 4550 y EN 16955 , que especifican requisitos dimensionales, espesor de pared, límites de carga de gas y pruebas de estallido obligatorias. Los cilindros de clase 1 tienen un diámetro de tubo exterior de 28 milímetros con un espesor de pared de 1,5 milímetros, adecuados para aplicaciones ligeras de hasta 80 kilogramos. Los cilindros de clase 2 utilizan un tubo de 28 milímetros con una pared más gruesa de 2,0 milímetros, lo que aumenta el margen de explosión. Los cilindros de Clase 3 pasan a un tubo exterior de 38 milímetros con una pared de 2,0 milímetros, la especificación más común para sillas de oficina estándar con capacidad de 120 kilogramos. Los cilindros de Clase 4, el grado más pesado, utilizan un tubo de 40 milímetros o más con un espesor de pared mínimo de 2,5 milímetros y se prueban para soportar cargas dinámicas que exceden 150 kilogramos con una presión de rotura mínima de 120 bar . La clasificación de clase suele estar grabada con láser en la carcasa exterior o impresa en una etiqueta adhesiva. La instalación de un cilindro de Clase 2 en una silla diseñada para Clase 4 coloca al usuario sobre un componente que opera más allá de su margen de seguridad; es posible que el cilindro no explote inmediatamente, pero los ciclos de fatiga con carga elevada reducen su vida útil de años a meses.
| clase | Diámetro exterior del tubo | Grosor de la pared (mín.) | Carga nominal máxima | Aplicación típica |
|---|---|---|---|---|
| clase 1 | 28mm | 1,5 milímetros | Hasta 80 kilos | Sillas ligeras y de uso ocasional. |
| clase 2 | 28mm | 2,0 milímetros | 80-100 kilogramos | Sillas estándar para oficina en casa |
| clase 3 | 38mm | 2,0 milímetros | 100-120 kilos | Oficina general, uso diario de 8 horas. |
| clase 4 | 40mm | 2,5 milímetros | 120-150 kilos | Sillas resistentes para uso por turnos las 24 horas, los 7 días de la semana |
La silla que se hunde y cómo falla el sello interno
El síntoma más común de un cilindro de elevación de gas defectuoso es una silla que se hunde gradualmente cuando está ocupada y requiere un reajuste periódico. Esta falla es causada por un Sello interno del pistón que ya no mantiene una barrera hermética al gas entre las dos cámaras de presión. . El sello, típicamente un sello de labio de poliuretano o una junta tórica energizada por la propia presión del gas, se degrada a través de una combinación de desgaste por el ciclo del vástago del pistón, descomposición química por el ingreso de humedad y compresión por largos períodos de carga estática. Cuando el sello tiene una fuga, el nitrógeno migra desde la cámara de alta presión a la cámara de baja presión alrededor del pistón, igualando la presión en ambos lados y eliminando la fuerza diferencial que soporta el asiento. El cilindro todavía contiene gas (no se ha ventilado a la atmósfera), pero el equilibrio de presión interno significa que el vástago del pistón ya no se extiende bajo carga. Este modo de falla es no reparable; El cilindro es una unidad sellada y soldada en fábrica. y no existe ningún kit de sellos disponible comercialmente para reconstruirlo. La única acción correctiva es reemplazarlo con un cilindro nuevo de la clase y especificación dimensional correctas.
Medición del cilindro para determinar el tamaño de reemplazo correcto
Los cilindros elevadores de gas para sillas de oficina no son universalmente intercambiables. Tres dimensiones críticas deben coincidir para que un cilindro de repuesto se ajuste a la base de la silla y al mecanismo del asiento. el El diámetro exterior del tubo determina el ajuste en el encaje cónico de la base de la silla. , siendo 28 milímetros y 38 milímetros los dos tamaños predominantes. La longitud de la carrera, medida a medida que la varilla cromada expuesta recorre desde completamente retraída hasta completamente extendida, determina el rango de ajuste de altura de la silla y generalmente mide 60, 80, 100 o 120 milímetros. El accesorio del extremo del vástago del pistón, que se inserta en el mecanismo del asiento, viene en dos configuraciones estándar: un diseño de accionamiento superior en el que el botón de accionamiento sobresale de la parte superior del vástago y es presionado por una placa de palanca en el mecanismo, y un diseño de accionamiento lateral en el que el vástago tiene una ranura o superficie mecanizada que se acopla a un actuador de cable de tracción lateral. Medir el cilindro existente antes de pedir un reemplazo es el único paso que evita la frustración de recibir una pieza que no encaja. El protocolo de medición es sencillo: mida el diámetro del tubo exterior con calibradores en la sección no cónica, mida el diámetro de la varilla cromada, mida la longitud de carrera expuesta desde la parte superior del tubo exterior hasta la parte inferior del conector del extremo de la varilla con la varilla completamente extendida y fotografíe la configuración del extremo de la varilla para que coincida con el tipo de actuación.
El cono del casquillo de la base y la razón por la que los cilindros atascados se resisten a ser retirados
La conexión del cilindro a la base es una forma cónica autoblocante, típicamente una Cono estilo Morse con un ángulo incluido de 1 a 2 grados . Cuando la silla se ensambla en fábrica, el cilindro se presiona dentro del casquillo de la base con varios cientos de kilogramos de fuerza, creando un bloqueo de fricción de metal con metal que no requiere roscas ni sujetadores. Tras años de uso, la corrosión por fricción en la interfaz cónica suelda eficazmente el cilindro a la base, por lo que retirar un cilindro atascado requiere mucha más fuerza que instalarlo. El cono está diseñado para apretarse aún más bajo carga: cada vez que el usuario se sienta, el cilindro se introduce microscópicamente más profundamente en el casquillo, por lo que un cilindro que ha estado en servicio durante cinco años quedará más apretado que uno recién instalado.
Técnicas de eliminación y herramientas que realmente funcionan
Quitar un cilindro de elevación de gas de la base de una silla requiere superar el bloqueo cónico sin dañar el casquillo de la base, que generalmente es de aluminio fundido o nailon reforzado con vidrio. El método más eficaz utiliza un llave de tubo aplicada al cuerpo del cilindro con la base de la silla invertida y apuntalada . Las mordazas dentadas de la llave para tubos muerden el tubo exterior de acero del cilindro y un giro giratorio brusco rompe la unión cónica. El aceite penetrante aplicado en la parte superior del casquillo de la base y dejado penetrar en la junta cónica durante 30 minutos antes de intentar retirarlo puede marcar la diferencia entre un cilindro que se libera con un esfuerzo moderado y uno que requiere medidas extremas. Para los cilindros que permanecen atascados después del método de la llave para tubos, un martillo de golpe seco aplicado al cuerpo del cilindro mientras se mantiene la presión rotacional con la llave proporciona el impacto necesario para fracturar la unión de corrosión por fricción. Luego se retira el cilindro del mecanismo del asiento usando una técnica similar de llave para tubos o, para cilindros accionados por la parte superior, golpeando el vástago del pistón expuesto con un martillo y un punzón después de retirar la placa del asiento.
- Primero retire la base de la silla del cilindro y luego retire el cilindro del mecanismo del asiento. Intentar ambos simultáneamente complica el proceso.
- Un mazo de goma no es suficiente para retirar el cilindro. Utilice un martillo de golpe seco con un peso de cabeza mínimo de 1 kilogramo para una transmisión eficaz del impacto.
- Proteja la superficie de la varilla cromada durante la extracción. Un solo rasguño profundo causado por un contacto inadecuado con la herramienta arruinará un cilindro nuevo durante la instalación.
- No caliente el cilindro o la base con un soplete. El nitrógeno presurizado dentro del cilindro se expande peligrosamente con el calor y la base de aluminio puede agrietarse debido al estrés térmico.
Procedimiento de instalación y prevención de daños prematuros al sello
Instalar un nuevo cilindro de elevación de gas es mecánicamente más sencillo que retirarlo, pero tiene requisitos específicos que evitan daños inmediatos a la pieza nueva. El casquillo de la base debe estar limpio y libre de rebabas, corrosión o restos del revestimiento exterior del cilindro anterior. Cualquier defecto elevado dentro del casquillo rayará el tubo exterior del nuevo cilindro durante la instalación y potencialmente creará un aumento de tensión. El cilindro se inserta en el casquillo de la base y luego se asienta Golpear la parte superior del cuerpo del cilindro con un martillo de cara blanda, no golpeando el vástago del pistón. . Golpear la varilla transmite la fuerza del impacto directamente al conjunto de válvula y sello interno, lo que puede causar daños inmediatos al sello y un cilindro nuevo con fugas desde el primer día de uso. El método correcto es colocar un bloque de madera o un punzón de plástico contra el borde superior del tubo exterior del cilindro y golpear ese bloque, introduciendo el cuerpo del cilindro en el casquillo cónico sin cargar los componentes internos. Una vez que el cilindro está completamente asentado en la base, el mecanismo del asiento se baja sobre el vástago del pistón y se fija de acuerdo con el diseño del mecanismo específico de la silla.
Configuraciones de cilindros no estándar y asientos de oficina especiales
Algunas sillas de oficina, particularmente los diseños ergonómicos de fabricantes como Herman Miller, Steelcase y Humanscale, utilizan cilindros de elevación de gas con dimensiones no estándar o mecanismos de actuación patentados. Una silla Herman Miller Aeron, por ejemplo, utiliza un Cilindro de accionamiento lateral con un perfil de extremo de vástago específico y una longitud de carrera calibrada según el mecanismo de inclinación cinemático de la silla. . La sustitución de un cilindro genérico en estas sillas da como resultado un rango de altura del asiento incorrecto, una geometría de actuación incompatible o un asiento que no puede bloquearse a la altura deseada. Las sillas de dibujo y los asientos a la altura de un taburete utilizan cilindros de carrera extendida con un recorrido total de la varilla superior a 200 milímetros, y estos cilindros deben estar clasificados para el mayor momento de flexión aplicado a la varilla cuando el asiento está en su máxima extensión. Los requisitos de clase de cilindro se aplican igualmente a los diseños de carrera extendida, pero la carga de flexión en extensión total debe calcularse en función del diámetro de la varilla y la longitud del casquillo guía interno del cilindro para garantizar que el conjunto cumpla con el mismo factor de seguridad que un cilindro de carrera estándar en una extensión inferior.
Eliminación y peligro de presión de gas residual
Un cilindro de elevación de gas usado, incluso uno que ha perdido por completo su función de elevación, todavía contiene nitrógeno presurizado. El gas se ha igualado internamente pero no se ha ventilado y el cilindro sigue siendo un recipiente a presión sellado. Perforar un cilindro de elevación de gas para liberar presión es extremadamente peligroso —La liberación repentina de gas comprimido puede impulsar el taladro o el cilindro con fuerza suficiente para causar lesiones graves. El cilindro nunca debe incinerarse, ya que el calor hará que la presión interna aumente hasta que el cuerpo del cilindro se rompa de manera explosiva. La eliminación adecuada sigue las regulaciones locales para cilindros de gas presurizados. En la mayoría de las jurisdicciones, esto significa que el cilindro debe ser despresurizado de manera controlada en una instalación de manejo de desechos equipada para manejar resortes de gas, o puede devolverse a un programa de reciclaje de muebles de oficina que acepte conjuntos de sillas completos. El cilindro debe desecharse con el vástago del pistón en la posición extendida, lo que indica al manipulador de desechos que la unidad puede contener presión de gas, en lugar de con el vástago comprimido y la carga de gas oculta.
