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典型断裂图,大家分析下原因

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发表于 2013-3-12 15:46:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
如图,第一个是用来拆卸货车车钩的,压力32吨。压板材质是45钢,调质。后面是用来推卸轮对的油缸,缸径500,压力28MPa,理论推力500吨。大家分析下是什么原因造成的断裂。如何改进?

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声明一下:这活不是俺干的。我干的就不拿出来聊。  发表于 2013-3-13 19:00
这是最近5年我们公司出现过的设备典型问题,因最近忙于工作,技术细节未写清楚,望大家见谅。过段时间我将我的分析和解决方案公布。  发表于 2013-3-12 15:51

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李天水 + 1 其实这个题目挺经典的想给加高分加不上呀!

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发表于 2013-3-12 16:05:46 | 显示全部楼层
其工作的原理和工况请描述下,谢谢!
发表于 2013-3-12 16:06:31 | 显示全部楼层
大神在哪里
发表于 2013-3-12 16:23:01 | 显示全部楼层
先做断口金相,把低倍发上来,空口无凭,
发表于 2013-3-12 16:26:39 | 显示全部楼层
从图上看这是一个柱和套的过盈配合,柱是一体的套是分开的。过盈配合应力会集中在两端,构件可能没做分散应力的处理。建议做应力处理。
发表于 2013-3-12 17:05:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 94371734 于 2013-3-12 17:09 编辑 ) a1 H. b- r9 q

8 X! ^0 W  ]& V& ^4 C第一张图板压板多厚,还有水平方向的长度和孔径分别多少?8 i/ S# l8 F  z& t4 V  _

9 B/ |7 ~% y6 s5 k4 I6 I/ R9 y; G  x既然在铁路板块,那第二张图是不是压轴承或者压轮对的?

点评

第二张图是轮对退卸机,第一张图是13号钩缓拆装机  发表于 2013-3-12 22:03
第二张图是轮对退卸机,第一张图是13号钩缓拆装机  发表于 2013-3-12 22:03
第二张图是轮对退卸机,第一张图是13号钩缓拆装机  发表于 2013-3-12 22:03
第二张图是轮对退卸机,第一张图是13号钩缓拆装机  发表于 2013-3-12 22:03
第二张图是轮对退卸机,第一张图是13号钩缓拆装机  发表于 2013-3-12 22:03
第二张图是轮对退卸机,第一张图是13号钩缓拆装机  发表于 2013-3-12 22:02
发表于 2013-3-12 17:15:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 成形极限 于 2013-3-12 17:18 编辑
; |" B2 v0 C1 Y. v; T1 ]2 ~, M2 [1 f+ ~% N; Z# J/ n' c# B; p
第一个看起来两个叉子的头部宽度不一,是和零件形状贴合的缘故还是磨损呢?右边宽的那个尺寸大,可能实际上单独受力更大,加上可能存在扭转载荷,如同998提到的梁的扭转,材料疲劳,造成断裂
 楼主| 发表于 2013-3-12 18:22:41 | 显示全部楼层
1、压板强度校核" t; l3 \" @, n& J4 f; f' I
已知油缸缸径为Φ140mm,液压站系统压力为14MPa,故油缸推力F1为:  F1=3.14*72*14*100=215404N=21.5t7 w" T0 L* f: N3 X4 o2 }+ L& ?

1 ?8 e# \. I) b& c6 u; J/ ^根据压板实际工作位置,可量出拉杆与油缸杆的夹角为5.38°;拉杆与压板的夹角为73.23°,故可计算出拉杆对压板的水平作用力F2为:  F2= F1*cos5.38°*sin73.23°=205334N=20.5t
1 F4 ^/ ~  e0 e/ D$ y  A% E5 \1 l' Q以旋转轴为旋转中心,通过力矩平衡可计算出一块压板的作用力F3为:6 {& d) Q- K3 q
F3=(F2*340/243)/2=287298/2=143649N=14.35t3 M! @! z- T1 r, Q1 Y9 D
以压板挤压处为支点,计算旋转轴处受力F44 I: X5 ^! |9 v4 s# O4 }& K  U# ?- q
F4= F2*(243+340)/(243*2)=246316N=24.6t% D; Q# v% D) y' v" r$ P/ C
已知受弯截面为S,S=0.115*0.02=0.0023m26 g5 h+ J: o  C
则压板旋转轴中心右边为危险截面,其受屈服应力σ为:7 R) z) s. ^3 g4 z0 f
σ= F4/s=246316/0.0023=107MPa2 p/ q& g# ?' W7 i
而45#一般调质后的许用弯曲应力[σ]为300MPa;
' l0 }* E9 @* ?( E取安全系数为2.5: E& {- K/ K# e* k
故1.5σ=107*2.5=267.5MPa<[σ]+ ^  f1 F/ z9 `& m$ r) }3 c$ h# e
结论:故原压板设计是满足理论要求。# a" g( b1 ^9 m
2改进方案:, B* B  Q3 T4 P( a" w+ Y
鉴于原设计选用压板选材及热处理可能达不到理论设计值,为了能满足使用要求,故决定将原材料由45#更换为45Mn,同时对压板结构进行优化,具体见实际压板图。
  m5 y' E" L( w2 l/ ~* \

点评

我的想法是这样:危险截面有可能在主应力方向上,也可能在最小截面上,或者在它俩之间,如果这样那单单算水平力可能不合适。  发表于 2013-3-13 09:12
 楼主| 发表于 2013-3-12 18:25:24 | 显示全部楼层
愤怒的小鸟 发表于 2013-3-12 18:22 ' x$ I! O% ?' y
1、压板强度校核; f6 U6 f+ E' `  P. x$ q
已知油缸缸径为Φ140mm,液压站系统压力为14MPa,故油缸推力F1为:  F1=3.14*72*14*100=21 ...

1 W+ j- Q. ?! K7 @* @  t& u这是简图2 }* j0 O; v( r8 d

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另外瞬间作用在钢板上的力,如果考虑的冲击因素的话,因该要高于钢板的屈服强度的。  发表于 2013-3-14 02:16
液压杆受的不是纯轴向力,在径向上有个分量,限位槽由于有间隙存在,作用在活塞的杆受到的是拉力和弯曲应力的合力,考虑的疲劳和截面变化引起的应力集中实际的强度要大打折扣的。  发表于 2013-3-14 02:13
发表于 2013-3-12 19:22:12 | 显示全部楼层
只分析强度是不够的,你还需要计算寿命,评估结构经过多少次循环后的失效概率% d3 K+ u7 x* o/ ?, b8 B
9 L: _& O  R. B1 ~9 Q( v' {
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0 [) E: R9 c$ u6 c7 [+ L/ N6 I这书有专门的一章讲解油缸接头的失效和结构
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