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- {$ Z2 Z  D; _+ a2 M- y3 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：

& R4 i7 W2 u8 `5 f" B% m
. n. c5 \- Q0 O* p! ~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。
( u- k8 d, Y7 e8 t% A
气缸型号：CDM2B20-25特性
气源最大供气：0.7MPa。

" Q7 H+ m& w! U- [4 C
我自己的推算：
# G+ g2 j! V/ Z8 l& W
先计算了M4螺钉受到剪切的情况，
# O# U0 C3 @: K4 i3 p8 p
1 n3 [& v. Z: W9 W" X5 `3 b假设气缸出力最大值200N计算：单只螺钉受到月11.014MPa应力
8 ]& x/ {* E5 P) B' _/ _/ t/ e0 `考虑其弯矩的影响：
单只螺钉受到M=200N*0.02m/2=2Nm
" h1 O- @" b* T( `0 N0 |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
5 T3 l9 l, J. X0 b! 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。
% |* G8 f" u, G3 E+ j
6 [1 p9 |/ B  Z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。

4 p, n# t* w  t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。




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。
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。
; i4 v; u8 i! t6 @" B- I6 R$ E9 ^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
' k& O& \) F& k) q( s! p" E供应商方面有什么解释？

. }! F- I9 C( P没有解释

机械-AI

& Y# D5 `) J6 d9 o$ w* ~
6 B& ?* O5 G# b+ G/ r5 x$ H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。

! B/ O% F! r. o; b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？

2 Y( `' m* ?9 S: |, g: b2 L7 ^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。