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典型断裂图,大家分析下原因

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1#
发表于 2013-3-12 15:46:24 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
如图,第一个是用来拆卸货车车钩的,压力32吨。压板材质是45钢,调质。后面是用来推卸轮对的油缸,缸径500,压力28MPa,理论推力500吨。大家分析下是什么原因造成的断裂。如何改进?

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点评

声明一下:这活不是俺干的。我干的就不拿出来聊。  发表于 2013-3-13 19:00
这是最近5年我们公司出现过的设备典型问题,因最近忙于工作,技术细节未写清楚,望大家见谅。过段时间我将我的分析和解决方案公布。  发表于 2013-3-12 15:51

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参与人数 1威望 +1 收起 理由
李天水 + 1 其实这个题目挺经典的想给加高分加不上呀!

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2#
发表于 2013-3-12 16:05:46 | 只看该作者
其工作的原理和工况请描述下,谢谢!
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3#
发表于 2013-3-12 16:06:31 | 只看该作者
大神在哪里
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4#
发表于 2013-3-12 16:23:01 | 只看该作者
先做断口金相,把低倍发上来,空口无凭,
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5#
发表于 2013-3-12 16:26:39 | 只看该作者
从图上看这是一个柱和套的过盈配合,柱是一体的套是分开的。过盈配合应力会集中在两端,构件可能没做分散应力的处理。建议做应力处理。
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6#
发表于 2013-3-12 17:05:28 | 只看该作者
本帖最后由 94371734 于 2013-3-12 17:09 编辑 2 X1 V" L7 B+ W2 `; M- B

1 ?2 c, A$ O/ H( V第一张图板压板多厚,还有水平方向的长度和孔径分别多少?; _! i( d7 Z! D+ G7 j$ _8 V  c5 P, m
4 ^7 r  Z6 O2 ?  A
既然在铁路板块,那第二张图是不是压轴承或者压轮对的?

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第二张图是轮对退卸机,第一张图是13号钩缓拆装机  发表于 2013-3-12 22:03
第二张图是轮对退卸机,第一张图是13号钩缓拆装机  发表于 2013-3-12 22:03
第二张图是轮对退卸机,第一张图是13号钩缓拆装机  发表于 2013-3-12 22:03
第二张图是轮对退卸机,第一张图是13号钩缓拆装机  发表于 2013-3-12 22:03
第二张图是轮对退卸机,第一张图是13号钩缓拆装机  发表于 2013-3-12 22:03
第二张图是轮对退卸机,第一张图是13号钩缓拆装机  发表于 2013-3-12 22:02
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7#
发表于 2013-3-12 17:15:43 | 只看该作者
本帖最后由 成形极限 于 2013-3-12 17:18 编辑
/ p. z  \( M7 O: V
# @2 M5 z2 `+ w1 s4 h& e第一个看起来两个叉子的头部宽度不一,是和零件形状贴合的缘故还是磨损呢?右边宽的那个尺寸大,可能实际上单独受力更大,加上可能存在扭转载荷,如同998提到的梁的扭转,材料疲劳,造成断裂
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8#
 楼主| 发表于 2013-3-12 18:22:41 | 只看该作者
1、压板强度校核
* h4 N0 m5 T# N- a+ R; }  z已知油缸缸径为Φ140mm,液压站系统压力为14MPa,故油缸推力F1为:  F1=3.14*72*14*100=215404N=21.5t3 n3 L* r: S2 U2 u6 X+ H# V  u
7 D1 z, ]3 e/ e6 _" ?- |$ {- q
根据压板实际工作位置,可量出拉杆与油缸杆的夹角为5.38°;拉杆与压板的夹角为73.23°,故可计算出拉杆对压板的水平作用力F2为:  F2= F1*cos5.38°*sin73.23°=205334N=20.5t
7 a8 j( \! R0 n以旋转轴为旋转中心,通过力矩平衡可计算出一块压板的作用力F3为:
; H2 ]; f- H5 T; U$ pF3=(F2*340/243)/2=287298/2=143649N=14.35t
, j8 V; T$ W) m4 ^+ m) d以压板挤压处为支点,计算旋转轴处受力F4
- H5 o1 G8 t& }; K2 o8 X8 `F4= F2*(243+340)/(243*2)=246316N=24.6t% s4 K3 K! W: k, C+ x$ O+ z
已知受弯截面为S,S=0.115*0.02=0.0023m2
9 j$ D4 {8 V6 y: U$ e则压板旋转轴中心右边为危险截面,其受屈服应力σ为:
) }$ q0 x4 p; P- I+ A. ]; [6 ~σ= F4/s=246316/0.0023=107MPa
1 K& p9 k: Q' R5 \而45#一般调质后的许用弯曲应力[σ]为300MPa;
& g4 m! l+ I, f: }  N6 k3 M取安全系数为2.5
8 i9 H; t: B+ Y0 x4 m- P$ E故1.5σ=107*2.5=267.5MPa<[σ]
( y5 q: r7 g, |3 m" l结论:故原压板设计是满足理论要求。
. F$ U+ ]5 B/ `) Z2改进方案:+ x' i( x$ O$ b
鉴于原设计选用压板选材及热处理可能达不到理论设计值,为了能满足使用要求,故决定将原材料由45#更换为45Mn,同时对压板结构进行优化,具体见实际压板图。) g" f/ s/ ~8 Z& M. B* S

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我的想法是这样:危险截面有可能在主应力方向上,也可能在最小截面上,或者在它俩之间,如果这样那单单算水平力可能不合适。  发表于 2013-3-13 09:12
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9#
 楼主| 发表于 2013-3-12 18:25:24 | 只看该作者
愤怒的小鸟 发表于 2013-3-12 18:22 , [5 n9 ]! Z% l* C. L
1、压板强度校核  p; N( X6 A$ j6 x4 o) f- C0 `5 k
已知油缸缸径为Φ140mm,液压站系统压力为14MPa,故油缸推力F1为:  F1=3.14*72*14*100=21 ...
* ^. G$ r* f1 s; d/ X
这是简图
& O3 C/ e9 F$ |8 P

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另外瞬间作用在钢板上的力,如果考虑的冲击因素的话,因该要高于钢板的屈服强度的。  发表于 2013-3-14 02:16
液压杆受的不是纯轴向力,在径向上有个分量,限位槽由于有间隙存在,作用在活塞的杆受到的是拉力和弯曲应力的合力,考虑的疲劳和截面变化引起的应力集中实际的强度要大打折扣的。  发表于 2013-3-14 02:13
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10#
发表于 2013-3-12 19:22:12 | 只看该作者
只分析强度是不够的,你还需要计算寿命,评估结构经过多少次循环后的失效概率4 ]3 G, W+ i6 Y0 @; f$ b; c

  o6 d: e/ j# D6 {/ F6 u4 t! e* k. [推荐看一本书4 D2 t6 u; Y* g, x! s6 u+ w
9 n- S3 U& q  \4 Z* W  y: l( ?4 F
现代机械工程设计:全寿命周期性能与可靠性
+ c% J$ d2 Y9 E% A
6 G$ |  j5 L$ U! L7 [* h这书有专门的一章讲解油缸接头的失效和结构
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