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：
/ q" R8 y4 M1 w- q" @) P1 _左图是实际实物，已经把断裂的螺钉取出。右图为测绘图
7 @! r) f0 B7 \) L |' r
, A, p0 t; G' _' L7 ? L q- d( T使用场合：
: r& f) C5 t7 _( O* `0 F Y. w5 d
! Y* H+ X. n; P7 J: o1 I7 C
% A, R$ Q4 b/ q2 A5 O% 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。
* A% S ^) d, x! p- |! S
气缸型号：CDM2B20-25特性
气源最大供气：0.7MPa。

0 j+ g6 I: S8 Q; w s7 P& I. E a% |
8 ~- `% \$ w* S2 C我自己的推算：

先计算了M4螺钉受到剪切的情况，

0 e7 _* k( L& Z' Z' P! b% i4 {3 w* _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：
单只螺钉受到M=200N*0.02m/2=2Nm
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
. z2 ?$ C7 ~9 G( \% y! D则螺钉受到的应力：σ=M*3.459/2*10^-3/I=492.24 MPa
5 m! `* b! H" \5 E ?
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。
+ f. y# H+ w1 R# `$ A
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# N$ d" S) R: P% 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。




V. O- X1 X) r% v8 {. h: Q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。
7 k2 o# K! J$ ]' x, P( `4 i5 m$ Q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
/ I1 s/ _3 o4 u- ~2 N& P供应商方面有什么解释？

没有解释
! T* L: R8 C/ H3 u( `& g

机械-AI

1 e+ c, t0 A5 r E1 c
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。

' ^8 N+ O6 z( v+ k6 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？

) P- y. c/ T# `8 @. y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。