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：
3 r  a# a8 J8 E* _" f 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：
4 h1 C1 z! [  K2 }# V/ V1 y

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。

/ \2 t. Z3 f- g( p气缸型号：CDM2B20-25特性
气源最大供气：0.7MPa。

8 y# ]! B! i# ]
我自己的推算：

先计算了M4螺钉受到剪切的情况，
/ ?* M6 _, X4 v+ F4 O- E8 ?/ Y
' s  Q/ b7 V4 \+ k/ Y+ U4 u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：
1 k4 E+ i! z. c8 T; R) H4 P% G+ S8 z. Y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
# v( X& {* `- T6 c! W" F2 p$ L$ d9 C则螺钉受到的应力：σ=M*3.459/2*10^-3/I=492.24 MPa

9 Q" N3 ?6 m& N3 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。
% l0 D, r/ K. h! Z* e
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。

5 u4 L$ e% Q; b6 T! [0 V这个结果与日本人的严谨相互冲突，我一直没有弄清楚。
! d/ R, l, Q8 a2 Y/ x$ Z* _6 V还望各位大侠指点指点。
1 I5 i0 e, r' [6 x6 J
) P5 q. y3 B5 A1 w0 f


, R* ~" B% m( p补充内容 (2015-6-5 14:26):
, N# N1 G# _/ q8 ]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。
0 t- r% h8 W4 e1 \; U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。
6 D" x3 a% X. g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？

8 b: A# X9 J8 T4 _8 @没有解释
; b! i/ `1 O0 k; {( F

机械-AI

- i9 e1 }6 I& \; T
9 c2 S! }4 j' P+ w; ~4 ^0 b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？

5 M( k( o2 u  s1 F" c松，是后来变“松”的吧。

. g3 T5 ^6 w, Z1 I3 P; I+ ^) s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。