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：
o d; w( Z& y/ } o. x! B" C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：
$ d0 u! F9 M' Y/ m
# Q5 H- f/ ?6 S- {5 U8 u
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。

1 l: N7 C" j% h* x5 ? {; P5 K/ K气缸型号：CDM2B20-25特性
气源最大供气：0.7MPa。
' P7 A) J8 k; W5 ?

! k, M6 g) u% J- c我自己的推算：
/ w+ R' ?: S [( y, D$ H) c/ Z7 [
) G$ ]( {2 ]) D6 W5 F先计算了M4螺钉受到剪切的情况，
- x7 M7 u' A, W& K
假设气缸出力最大值200N计算：单只螺钉受到月11.014MPa应力
" h- w( C4 l5 h0 ?; f2 Z考虑其弯矩的影响：
5 e9 D" ^/ d. [( h; b. a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
则螺钉受到的应力：σ=M*3.459/2*10^-3/I=492.24 MPa
' Z+ j* [! n4 Z
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。

9 K, F2 ~% J3 Q7 U9 }3 h% U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。
% G: d8 }8 v1 E; O+ d% t4 F
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。
# `( o8 a$ c/ U2 `4 T


5 S- J( n/ o: G! z
补充内容 (2015-6-5 14:26):
9 ?- _+ G- M" E" S$ W; M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。
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

; O# O5 ^7 g+ Y' r9 ?
+ b8 \# N! k- q* 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
. _$ p8 v. ?' S. e拧螺丝拧过劲了？

0 ^6 h4 B( k, I- T4 D7 M' V松，是后来变“松”的吧。

* y9 G0 l- M/ Q$ o4 i4 \3 l/ ]1 ^% ~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。