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：
8 e( G- b$ b4 E3 t0 q2 ^  ? 左图是实际实物，已经把断裂的螺钉取出。右图为测绘图
" F$ [0 V# O4 \& O* U
3 r7 c0 ^" k7 Q( [% _# B) U使用场合：


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。

气缸型号：CDM2B20-25特性
( x( f0 D8 F! f气源最大供气：0.7MPa。
& s6 J2 W+ ?! D9 X8 N! k
* n7 T; f, a- Q
1 a- [' k' D  S, D+ l( l我自己的推算：

  Q+ b# i* P  L+ \' W先计算了M4螺钉受到剪切的情况，
0 W' E5 J  |, Q6 |: h" ]
8 [# c& Q9 K6 ]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：
6 `- {3 J7 c# ^: q+ ?/ d2 k2 i6 w单只螺钉受到M=200N*0.02m/2=2Nm
5 S' W; }3 e- P' [; B# v" Q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

6 F$ W/ X" l) S+ v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。
! y3 s- S. A' [& b
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。

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。

5 x: s) S; `7 y+ {0 \, T, A+ p
8 q. ^, ^# S' F% Q

补充内容 (2015-6-5 14:26):
7 j. }. H7 G2 d- f5 Z' l/ W7 z# Z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
4 ^. M5 Z& G5 \2 m* S1 A3 R供应商方面有什么解释？

没有解释

机械-AI

; w% @+ |7 A" P
, N6 Z% r9 s( F6 ]) x' q* `5 Y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。
& J2 y8 u" J6 W( D: [
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。