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：
7 Y7 o- m1 `( [ 左图是实际实物，已经把断裂的螺钉取出。右图为测绘图
: w! V7 [! N( Z3 _9 b! c
使用场合：

* W  ?2 G/ [0 [0 v0 B# \: M
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。
/ D8 m$ x3 Q: A0 L* B
8 s! E" c7 ~+ L气缸型号：CDM2B20-25特性
8 n+ p! t+ j0 X5 o! x4 m" p气源最大供气：0.7MPa。


我自己的推算：
0 @  H9 ]  G8 O2 b6 V: P
7 F) R3 e, f# e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
  K1 n$ M$ q' }4 \考虑其弯矩的影响：
单只螺钉受到M=200N*0.02m/2=2Nm
1 ?& w& ^1 Q- L5 g! q0 x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。
2 v7 r0 Q. H1 b- J5 ?0 U
1 A6 o3 j! P, E4 A% Y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。
% G8 E$ B1 l& P8 _* `- F) l
这个结果与日本人的严谨相互冲突，我一直没有弄清楚。
还望各位大侠指点指点。
, X6 K5 E; t3 k6 A

' l7 o5 z2 r2 z3 [2 a
- }1 ]/ v) }5 ?% O' C
* k" S( U& ]! s2 G补充内容 (2015-6-5 14:26):
$ j7 ^+ t, E" J+ w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。
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。
3 _' ]. F- ~. Q% ?7 c$ X8 o! s/ [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
$ ^0 s+ z" q, j  V2 A供应商方面有什么解释？

; C9 |# c9 y+ M没有解释

机械-AI

0 u/ t7 N7 |1 z9 Z7 T' [' x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
4 f3 R5 e- d' ~# b拧螺丝拧过劲了？

松，是后来变“松”的吧。
( J0 Y- k! c! S; f9 j0 I% [
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？

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。