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：
5 @& O7 t$ D7 Q( ] 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：
( p1 W0 J0 I9 u, R% `4 j9 ~) W
+ U+ [2 W# V0 ^# @; N) o" I: }5 a
& E& A, D% l2 a( S0 d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。

# d" i  [( `2 s/ C气缸型号：CDM2B20-25特性
气源最大供气：0.7MPa。
" A2 p4 E3 X! m% g
3 b6 y0 C, L9 q$ M8 b4 _2 p& |
7 z$ Y$ ]+ Y; m& |5 W6 v$ R我自己的推算：

先计算了M4螺钉受到剪切的情况，
6 v0 }4 d6 `7 @3 q! s3 J8 {% L
假设气缸出力最大值200N计算：单只螺钉受到月11.014MPa应力
6 u5 z& H( P. }( k' A% D考虑其弯矩的影响：
) Y0 |# W. ~4 W) U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
0 n: U4 L0 O2 i则螺钉受到的应力：σ=M*3.459/2*10^-3/I=492.24 MPa

! w* l" B6 W% J: O# {6 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。

) _+ c- v. R# ?) j) y+ C! o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。
5 i7 x5 j" m6 Y6 E2 Q还望各位大侠指点指点。
( p8 r+ I' v4 F6 a


9 U. n9 o% Y8 c1 O" i- X
/ I3 ]7 Y0 q9 S' I5 p0 u补充内容 (2015-6-5 14:26):
, }6 d  q9 N4 V( o6 q* `3 E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。
/ I* ]7 L! t0 _- s+ I4 m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
/ e; T7 k. u  A, u# l; ]. K; {9 d7 b

机械-AI

  q. e7 o4 c* Q+ V' G5 O
/ Q4 ?$ _" v6 E: N1 A- }$ U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？

+ Y. k6 w0 x8 Q* i4 I松，是后来变“松”的吧。

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？
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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。