气缸行程限位紧固螺钉断裂原因探讨

iamprince998

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：
左图是实际实物，已经把断裂的螺钉取出。右图为测绘图
5 ~* W3 U, ?5 V( ~" F
- j( W% N* c" f4 R+ E使用场合：


) \7 a; |  |. q6 `7 S: {1 o3 _  L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。

' R: L: X  [. T- G' o/ P气缸型号：CDM2B20-25特性
气源最大供气：0.7MPa。
$ w: @! d7 P; ]! P  G1 e+ ^
$ Q* b! Z' Y" L& f& m" z, |: @- W- h8 S
我自己的推算：
, A4 _2 b, O- a6 M! m% z  k, O
先计算了M4螺钉受到剪切的情况，

假设气缸出力最大值200N计算：单只螺钉受到月11.014MPa应力
* R0 g! Z7 W6 i9 J! [考虑其弯矩的影响：
. n8 b, i0 j: U. q: d; x单只螺钉受到M=200N*0.02m/2=2Nm
- p! p( \( b4 K! y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
则螺钉受到的应力：σ=M*3.459/2*10^-3/I=492.24 MPa

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。

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。
; O& m. L/ X; a2 R1 |
这个结果与日本人的严谨相互冲突，我一直没有弄清楚。
& k/ n% j3 d' }' o' Z还望各位大侠指点指点。
# u. S1 z: f3 r
+ x8 H9 n% _5 P# v9 ]2 R. R5 V


补充内容 (2015-6-5 14:26):
0 J) X1 r/ k( b7 r" q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。
/ k: @/ r5 t/ h) {( K' P! S1 v3 T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.

白完

学习

ValleyViews

供应商方面有什么解释？

冷水黄金

这个也买？

lanyuedao

基本上是纯剪切吧，你是弯矩剪切一起考虑的么？

无品老罗

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。
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。

iamprince998

ValleyViews 发表于 2015-3-10 16:48
供应商方面有什么解释？

没有解释

机械-AI

. M. L7 b# z/ E+ S8 x3 v! h
! m- T9 p6 y% o$ P! K$ {- r# 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？

Cavalier_Ricky

拧螺丝拧过劲了？

Cavalier_Ricky

Cavalier_Ricky 发表于 2015-3-10 19:19
# E: h( Y$ D- k& p, T' P1 t6 H拧螺丝拧过劲了？

松，是后来变“松”的吧。

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？

4 V6 H1 @3 U8 V! ?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。