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标题: 气缸行程限位紧固螺钉断裂原因探讨 [打印本页]
作者: iamprince998    时间: 2015-3-10 16:21
标题: 气缸行程限位紧固螺钉断裂原因探讨
公司从日本买了台焊机，没有用到3个月，一气缸限位紧固螺钉断裂，如图：' i! z8 s% A, h& _+ @  C
[attach]347025[/attach] 左图是实际实物，已经把断裂的螺钉取出。右图为测绘图 [attach]347026[/attach]$ L9 z# m# i! [7 s$ F7 P$ K
$ A5 j# i9 L4 h0 Y
使用场合：7 P7 y6 L; o, C/ J
' J+ H1 p3 O" g) w- ?6 [
[attach]347029[/attach]
% Q) A- y( r8 ?/ o- t; R气缸水平运动带动滚轮上下运动。限位块紧固螺钉在使用不到3月就断裂了。运动周期约3.3秒。
  I: [. ~  d; `
2 b1 [* {: o9 @  g7 _0 e2 b0 J气缸型号：CDM2B20-25特性0 V' y3 t9 U; h9 X2 u% W7 O
[attach]347027[/attach]气源最大供气：0.7MPa。
1 X% e  z) f- \2 g& _+ }) I( w' S* `. A0 z
$ I$ D) v+ @- w8 a5 O  G5 }
我自己的推算：
+ ]( ^# v9 O- U7 c2 w- n& ^2 q
' p6 w* D- H' M1 _先计算了M4螺钉受到剪切的情况，$ H1 r: i5 s; z4 o% n  y

* M' t6 u# p, W  _假设气缸出力最大值200N计算：单只螺钉受到月11.014MPa应力) S; T0 @6 `. l0 r) [3 h, a5 r% _
考虑其弯矩的影响：9 X" n0 v; D, J9 k( ^
单只螺钉受到M=200N*0.02m/2=2Nm
6 S5 H& i2 d) S$ V. I" s7 V螺钉（有效界面直径3.459mm）惯性矩I：I=pi*3.459^4*10-12/64=7.03*10^-12
+ F9 G6 w' Q* Y! b) _  g$ J7 v则螺钉受到的应力：σ=M*3.459/2*10^-3/I=492.24 MPa6 y* O/ F# X! s3 e) A: O
1 d" P  K$ V& ?  |$ Y  D
若再考虑其冲击(以最大速度0.75m/s算，动载荷因数为2.414），则其冲击作用下的应力=1188.377MPa。
7 U. N+ R# W1 f& _' |9 S) c5 ~
. Z% U+ L; `6 i+ P; ]照此算法，2XM4的螺钉不断裂的话，气压不能超过0.2MPa左右，但实际要求输入气压为0.4MPa。
' u5 D5 e: M# x. ?9 q8 W) l! j1 J' }( R8 T; s/ I
这个结果与日本人的严谨相互冲突，我一直没有弄清楚。$ x- Z; C6 J+ R+ v  P
还望各位大侠指点指点。
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# a% J+ w) [) h; y3 ]
/ `* Y8 X  F6 [' q1 w  J) H+ v( m" v# d7 [9 B1 z+ E9 Q# z! b$ E, T# p
补充内容 (2015-6-5 14:26):
: w4 }! n+ @  L# h/ ?+ H最近厂家来处理气缸尾部的缓冲器时，又把这个装上去了。结果过了不到一周，这个2颗螺钉又弯了。
9 e' T  h9 q* w4 n6 n我问厂家是不是设计上算的力不多，因为我按照他的最低使用压力，M4的螺钉都不能承受。厂家说，他们之前的设备都没.
作者: 白完    时间: 2015-3-10 16:28
学习
作者: ValleyViews    时间: 2015-3-10 16:48
供应商方面有什么解释？
作者: 冷水黄金    时间: 2015-3-10 16:53
这个也买？
作者: lanyuedao    时间: 2015-3-10 16:56
基本上是纯剪切吧，你是弯矩剪切一起考虑的么？
作者: 无品老罗    时间: 2015-3-10 17:40
固定块安装板上铣下去2mm台阶，再安装这个固定块，不要让螺钉承受冲击。
/ {) f+ A8 E" f另外：固定块图纸的两个M4孔中心距最好标在左边的主视图上。
作者: iamprince998    时间: 2015-3-10 17:44
ValleyViews 发表于 2015-3-10 16:48
" T$ H- C, |8 v- ?供应商方面有什么解释？
6 z9 {* k& j. j3 M" z! u7 Y/ q
没有解释
) g* a$ H; t  n( A
作者: 机械-AI    时间: 2015-3-10 17:57
本帖最后由 机械-AI 于 2015-3-10 17:58 编辑 5 I5 z" c+ a" q" U/ l0 o
3 ]% a' O( S7 [: e
气缸限位调整螺丝看起来不太顺眼啊。我通常看到的上面一般有一块小小的优力胶当作缓冲，或者就是那种带缓冲器当限位螺丝的，或者如你上图的螺丝再在外部加缓冲器。因为，不管你剪切多大，没有缓冲器，问题很多啊。而且，你这个机构需要限位吗？楔形块上面难道还是一条斜线，不是水平线？好多地方看不明白啊。难道是中国制造？
作者: Cavalier_Ricky    时间: 2015-3-10 19:19
拧螺丝拧过劲了？
作者: Cavalier_Ricky    时间: 2015-3-10 21:12
Cavalier_Ricky 发表于 2015-3-10 19:19
- [% K4 ^3 I, C/ p: p+ d* `拧螺丝拧过劲了？
) O8 H- q7 D1 v$ H
松，是后来变“松”的吧。
, h8 r, C5 H& q. l3 C3 e% b  s. t; B8 x. A6 e$ {2 ]6 {
另外，限位块厚只有8mm，而顶丝离固定面的高度达到20mm！！！两个M4撑得住？8 I& z" z0 K2 s! F- @0 K% y$ ~  s/ o
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自己可以做个小小的疲劳实验。估计不用几百下，这个限位块就松了，然后，M4就被弯了被剪了，然后就断了。
作者: 机械学艺    时间: 2015-3-11 07:19
自已改造－下吧。
作者: 624272884    时间: 2015-3-11 10:02
这个气路上装节流阀了没有啊，装了冲击就小了，做成L型的螺钉受力会好很多
作者: 良生    时间: 2015-6-10 00:27
大侠挺认真，不错。* S) `2 T5 M) f! V, _" b
分析静力时，螺钉按弯矩计算不合适，正常按受拉分析（与限位块边角支持力组成平衡力矩），大小=0.5*200N*20mm/4mm=500N计算，拉应力=500N/（3.459^2*pi*10^-6/4)=53Mpa。显然，静力是安全的，破坏主要是冲击力引起的，这个比较复杂。& R! J7 \6 K0 T
如果厂家反应其它设备没有问题，说明其限位调节刚好在气缸行程末端了，速度很小，冲击力不大了，所以安全。你这里出问题刚好相反。这个限位显然是为了增力行程微调而设计的，显然是有缺陷的，但也可以通过调整避免。
作者: 举起你的爪子    时间: 2017-10-19 11:53
用防松螺母
作者: 举起你的爪子    时间: 2017-10-20 08:42
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拧螺丝拧过劲了？
作者: ssw984177031    时间: 2018-5-21 15:54
学习了
作者: z424385518    时间: 2021-10-25 08:32
学习



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