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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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点评

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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参与人数 1威望 +1 收起 理由
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 9 D/ }% H- z) p/ |% j! `! a+ n/ j9 g
: }7 k. [6 d, s  m
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?) r8 h7 a- x/ }: @

5 s# s: G% a7 G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 * ~# q" I! Z' `+ k

% v% I" V) Q+ e  p4 U$ l/ w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
) J% X2 h+ D& }$ m; M# O! F7 t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=21.5t
# x! b6 X: u+ Q3 D
+ g4 ~2 R( s3 h9 X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- M, F6 k9 @; B9 [; z3 }* `" M  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:* [5 b8 }2 v: o' t8 F
F3=(F2*340/243)/2=287298/2=143649N=14.35t6 F! t( K. \7 @# {2 X5 t
以压板挤压处为支点,计算旋转轴处受力F4. }( F! x9 O2 |6 c7 p% J
F4= F2*(243+340)/(243*2)=246316N=24.6t
% H/ Z$ m9 w; M+ Q6 @' _+ a7 h2 u! q已知受弯截面为S,S=0.115*0.02=0.0023m2# B7 {# f3 s1 l  X5 }  r) x' \" U2 D' C" Q
则压板旋转轴中心右边为危险截面,其受屈服应力σ为:! I4 j+ M7 C* R" E
σ= F4/s=246316/0.0023=107MPa0 e) D+ x# s* S$ {
而45#一般调质后的许用弯曲应力[σ]为300MPa;/ J6 x" a3 u* R+ {/ ?% \
取安全系数为2.5
( z" e% P; d8 W8 F! d; s1 t故1.5σ=107*2.5=267.5MPa<[σ]
- p5 ^9 v0 S6 K, S% Y结论:故原压板设计是满足理论要求。, P$ Z: m3 @/ U8 z/ b- S1 @* x
2改进方案:9 f7 k0 m. r0 A! {8 w8 X
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。
0 ]5 D4 x: D$ ^; |; Z

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 6 c7 b/ a5 {) M! @% k, j
1、压板强度校核1 x7 g2 @, _. r- C
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 ...
  e! S" {5 K5 Z2 y+ @( j3 X
这是简图- @1 ?! K) l/ y2 c) y7 o! j0 m6 ?

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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6 i  T! a3 v" h) y* t& T
- v) a0 c, `0 ?$ @9 K" |" j( h
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% ~0 i1 ~3 ~, G3 s% A! o7 x& l9 s) T' ^5 M  W$ d
现代机械工程设计:全寿命周期性能与可靠性 4 n. p( w% t/ J# e6 G3 T

2 \: ?/ `% g2 C! ]. f4 G这书有专门的一章讲解油缸接头的失效和结构
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