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 V: w% _$ d8 A& o5 [ 左图是实际实物，已经把断裂的螺钉取出。右图为测绘图

, g, H- q/ ]/ j/ o8 c- I5 F使用场合：
, t* B7 R0 v* c/ V& e$ v

. e/ x; \0 d$ x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。
' }; c+ m% c3 [$ d) l1 b/ X2 E
气缸型号：CDM2B20-25特性
# o: ^+ R- b' M气源最大供气：0.7MPa。
( a/ B3 l6 T# ~: Z$ A
# d+ P# j* z1 p3 p
0 A" H" M: G3 a; V( `: Y! ~我自己的推算：
7 }' k2 }8 ~+ y! K  p% y
0 b- `% G7 g# X- N" R, Z先计算了M4螺钉受到剪切的情况，
+ w. Y4 t# u0 V  h; B9 }
假设气缸出力最大值200N计算：单只螺钉受到月11.014MPa应力
2 U# ~7 ]& O) \. O+ Q1 I8 e考虑其弯矩的影响：
5 ~3 [. |$ z& c0 c单只螺钉受到M=200N*0.02m/2=2Nm
+ [4 y/ y& n9 a+ ?4 S6 Y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 d/ M3 f8 k! S& X8 y则螺钉受到的应力：σ=M*3.459/2*10^-3/I=492.24 MPa
% u- l' i( o0 n' y2 x
; \  z: z' l8 w2 I0 A! ~8 J) [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。
' D/ c0 G& v5 N8 @  Y
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。
, V# e9 {6 `; n/ N& w
这个结果与日本人的严谨相互冲突，我一直没有弄清楚。
还望各位大侠指点指点。


1 l1 w, J  |* x1 l; p- f- _4 \

补充内容 (2015-6-5 14:26):
* X; F! x7 x4 y; V& u9 W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。
4 n; d( c# m8 V: L$ q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
9 c9 v) Y2 n3 C* Z

机械-AI

* N" u& g& `# P% ?/ _" U. Q% T; {
7 n5 P: {7 D& ?! O: k. C" l7 o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
+ r4 o; G1 @% |4 t+ M9 L: S拧螺丝拧过劲了？

$ q# J3 A% B+ l8 r/ P, t松，是后来变“松”的吧。
7 [- z  S2 N8 E
9 x$ p: q  \+ v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？
6 d$ @- S8 a  T. N8 z3 E
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。