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：
左图是实际实物，已经把断裂的螺钉取出。右图为测绘图
3 ?: G7 a, {4 S* A' [
使用场合：


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。

' I. w3 J1 ^7 ~3 o气缸型号：CDM2B20-25特性
气源最大供气：0.7MPa。

8 z6 v: u- `. v" g% B- B, J$ a
5 C% f7 X& q* w( c: ^- W我自己的推算：

先计算了M4螺钉受到剪切的情况，
! N7 X/ t. |* X4 N9 y1 y
假设气缸出力最大值200N计算：单只螺钉受到月11.014MPa应力
0 K+ O- {" }& c考虑其弯矩的影响：
0 U8 T! L% l, A) [) q3 X* m- b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
6 K. D  P/ L5 _( w/ \# N, b* z% j则螺钉受到的应力：σ=M*3.459/2*10^-3/I=492.24 MPa

8 m6 j, {& p, U4 o+ ^+ a. G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。

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 y) ^5 x  z% g9 d! M
. i7 J' ^7 A* q; A# U' n8 u' J5 m这个结果与日本人的严谨相互冲突，我一直没有弄清楚。
6 e3 k+ u. O" V还望各位大侠指点指点。

: ]4 S$ s) M; q) H& f/ D. g5 H# }
* N8 \% b5 C7 q8 J2 i: O
; }2 j+ s& F6 k) L4 P2 ]% G
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。
0 c1 {: e3 o% G8 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。
! T0 F  t, j! P! ]) m/ E4 N2 V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
2 B5 f2 h- f3 [* _9 |. P4 u/ a; r供应商方面有什么解释？

没有解释
+ }, x9 a- k  A; n1 @, o/ Y

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
拧螺丝拧过劲了？

& W. R+ w; K3 L. z( k# @! 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。