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：
& G! J1 Y. m( 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：
8 @1 Q+ l! ?9 V8 Y1 t2 Q

, q4 l+ ^/ H) ^8 z, X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。
  G9 d- G: U4 @( z3 W' V
8 T% h$ r' V3 g. l( L5 W/ s3 J气缸型号：CDM2B20-25特性
气源最大供气：0.7MPa。


% k" g( E  f9 o, Z! ~我自己的推算：

先计算了M4螺钉受到剪切的情况，
% N- u. y$ }; V; r" n
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
9 n6 p, H9 L8 e" A4 M0 N; l, V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
; }1 f2 b- ~3 q0 i$ d5 h  o! Z4 J# X: A则螺钉受到的应力：σ=M*3.459/2*10^-3/I=492.24 MPa
( t, Y& \  D, q1 s# W
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。
2 L4 W- {* i/ c3 E0 c* {$ x5 ?0 D
% M% s) T5 f* g6 }; 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。
# x7 @; d( v- ]# i
这个结果与日本人的严谨相互冲突，我一直没有弄清楚。
& K2 @0 t9 Z. d) C' [4 k还望各位大侠指点指点。
; [! P- Z+ i) g  z! i$ G

2 d5 w1 @0 O. e

补充内容 (2015-6-5 14:26):
% ~" ^$ k1 `/ H" {+ d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
3 E/ F8 R, d% J6 S0 {. U

机械-AI

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
* K4 r% ]" ^0 _7 x拧螺丝拧过劲了？

松，是后来变“松”的吧。
1 o: O+ K+ n9 ?6 D+ t
  ?# p3 K: Z+ m% f) N  X  n  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？
% g3 y- q/ |( {9 d* M1 o
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。