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：
8 U; I( G3 |' ]8 @  Z 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：
5 F& h5 m: a% U$ r: Q0 K

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。

% ~! A: l/ u. N# J" B' o7 Q气缸型号：CDM2B20-25特性
气源最大供气：0.7MPa。


  B9 L1 F$ {, a! k我自己的推算：
( Y7 |% S. i; Q2 f2 r. R
. R& d, G8 E% J; o& ^- u) a先计算了M4螺钉受到剪切的情况，
; j7 ?9 g% y! O
! u7 q1 {. w$ \% g假设气缸出力最大值200N计算：单只螺钉受到月11.014MPa应力
9 @9 w2 q" B* E2 H# N" Q. R) o7 l考虑其弯矩的影响：
单只螺钉受到M=200N*0.02m/2=2Nm
2 S6 ~5 l; ]3 l7 q4 e; i+ @3 {: z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
+ i. K2 {- k* E$ _& N  I则螺钉受到的应力：σ=M*3.459/2*10^-3/I=492.24 MPa

% E; \0 q  x! U0 v! A9 q" e# B% G7 {+ K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。

8 E/ A. b( i! l这个结果与日本人的严谨相互冲突，我一直没有弄清楚。
$ m7 t# ^( ]4 Q1 \- P: e/ ]还望各位大侠指点指点。



& u* T- ~' a4 `. _) q: h
$ i, f4 ?! {2 @' L9 U$ K1 E0 m补充内容 (2015-6-5 14:26):
+ {) N, K3 ~* X& c* f( k( b. }$ P$ I; S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

机械-AI

  ^) t# j# z& H: r. K
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？

! x: Y8 a3 m3 ^- ?, 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？
4 n  P. ]0 h1 |4 \! _* V3 S
' Y/ `+ p. `, G* X. [# |, h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。