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：
  \  b& V) L9 R* n& K9 s) l9 V0 X 左图是实际实物，已经把断裂的螺钉取出。右图为测绘图

使用场合：


+ k4 V8 E$ ^4 @" a$ R8 V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。

6 s. R: p% O8 @5 Y  ]' W: _气缸型号：CDM2B20-25特性
气源最大供气：0.7MPa。
5 a5 h2 `3 n: o- W  M9 ?" T9 U

( Q7 s3 m! g) q7 A' L) q我自己的推算：
7 b; `! z- \) j
: m' p% }9 l1 r. t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
考虑其弯矩的影响：
$ ?2 g/ ?, {* S. z" d/ o, d单只螺钉受到M=200N*0.02m/2=2Nm
4 L" J. S1 H# f# U, u/ N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

+ Z! |; Z1 `3 B, e/ q6 r4 M! m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 [% [1 C' k+ y5 n" I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。

% f# L8 F9 A! s7 h# ]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。

: c. ~% A5 E/ Y. a( g  M9 \

& ]9 F7 W3 c$ x" F7 h5 ~' ]0 m
补充内容 (2015-6-5 14:26):
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。
" }. \0 c+ P0 h3 W- h7 _' o( h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
% _3 l# F) D' I" r4 ?+ p供应商方面有什么解释？

8 v9 m& D: ?, ~. `" s5 K' A8 d) ^没有解释

机械-AI

( |9 |9 p, }" K' s
5 i( Z. p( a# j- t9 L! C% ?# N5 f9 m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
拧螺丝拧过劲了？

松，是后来变“松”的吧。

7 [; x) w: W: o+ L' q  T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？
  A9 |1 \* }3 R; o3 x- 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。