气缸活塞杆断裂计算

一直很努力

) f, \( r0 C! }  c1 l# `
/ p6 V3 a. d6 u+ R5 X, M# W4 F7 Y  a各位高工：
0 p$ @' |0 S7 O; O大家好，现有一棘手问题需要求助大家。
5 @% s' Z) C' R* [: S/ @. d' e
; e1 H( w+ |4 F% e9 q& K# M如图所示一个气缸带一个旋转门（两个门重约600Kg,单门重约300Kg门高约2000mm）的结构气缸为SMC型号为：CP96SDB63-250
! x7 T0 L0 W6 D* z( w# N两位五通电磁阀前面装有一缓冲阀。
但是现场有时候还是会将气缸活塞杆（杆径20mm，材料Q235A）的头部在螺纹处撞断。
$ f7 w) b; g! p活塞杆理论速度为50~1000mm/s
由于是日本客户，大家都知道日本人比较较真，虽然给客户提供了备件，但客户仍要求提供此处的详细计算数据，以确保此后不会再断。
7 |' f. S' X, [2 m1 Q9 c' |现场
8 v' O* W- p& b请教各位高人：
* x% V& ~) \+ {& k1。此处如何分析？应该计算转动惯量？计算冲击力？还是？
5 a1 r1 \& O' `! d2。此处断裂主要原因？
  U5 A+ n0 P6 m6 f- Y9 v7 B
* R3 b' a) W, u+ [

我爱用acad

我认为应力集中可能是螺纹断裂的主因。
3 R; |' x6 D4 }8 h建议：
1、更换材料，如35ＣrMoA等强度、韧性更高的材料。
2、适当加大此处螺纹，设计合理的螺纹退刀槽，减小应力集中。

一直很努力

我爱用acad 发表于 2014-7-4 19:13 static/image/common/back.gif
  D2 `) k* H9 i% s' `# |3 _我认为应力集中可能是螺纹断裂的主因。
$ S6 x4 W6 F1 T0 n建议：
0 o' l( i" C7 B7 ^2 F& {) {1、更换材料，如35ＣrMoA等强度、韧性更高的材料。

那应该加大到多少合适？如休验算？谢谢！

千军一将

我觉得气缸选的小了
选特殊材料的气缸固然好
但是成本和维护也困难
8 k+ w/ T3 {5 O4 @: a8 T所以最好的办法是更换大型号的气缸
" R7 ~( i8 A# b5 `3 N. ]3 c你那个气缸选到80-100就可以了
另外
气缸轴断裂一般是受弯曲断裂
这个有点难计算
8 C4 m' b( t  f0 M与安装，位置，门的阻力
/ \* r# D4 j! x) p" I等等有关
甚至与铰链的位置有关
你具体问题分析吧

一直很努力

千军一将 发表于 2014-7-5 10:55 static/image/common/back.gif
我觉得气缸选的小了
! g/ E3 k: g- ~7 [2 Z$ _( g0 N选特殊材料的气缸固然好
但是成本和维护也困难

+ c- t: w2 v, o, V你说的很对，但是现在客户就是让给出一个计算数据，他们才信服！

gaoyns

需要实测活塞杆受的力，活塞杆直径20mm，螺纹直径多少？如果是M20的普通螺纹，可承受的力在3000kgf以上，300kg的重量根本不是问题，因此没必要更换大气缸。看是否拉门时有别劲现象，实测一下拉力就可说明问题。如果就是300kgr 的力，是没有问题的。

一直很努力

gaoyns 发表于 2014-7-6 12:33
需要实测活塞杆受的力，活塞杆直径20mm，螺纹直径多少？如果是M20的普通螺纹，可承受的力在3000kgf以上，30 ...

& O5 u& T4 \4 o: T7 b7 q( O$ m感谢高老指点，活塞杆端螺纹M16. 主要是为了提高工作节拍，把门汽缸前面的节流阀调的太大引起的，不知道这个瞬时受力如何来测？

gaoyns

一直很努力 发表于 2014-7-6 20:50 static/image/common/back.gif
感谢高老指点，活塞杆端螺纹M16. 主要是为了提高工作节拍，把门汽缸前面的节流阀调的太大引起的，不知道这 ...

6 I/ h" Z5 [% [# O, rM16可承受的拉力在2000kgf以上，引入安全系数，可用拉力约为700kgf。
) Y; w6 @' r# W- X" l6 g" W测一下缸内气压，乘上有效活塞面积，也可算出拉力，如果有加速度，还需加上加速力。

一直很努力

gaoyns 发表于 2014-7-7 09:30 static/image/common/back.gif
$ M8 h7 r# {7 b- @0 J5 Z) h% C+ cM16可承受的拉力在2000kgf以上，引入安全系数，可用拉力约为700kgf。
测一下缸内气压，乘上有效活塞面积 ...

9 y9 t3 O! L" _; u静态拉力好算，但是气缸加速度的力就不好测也不好算了。

lussssssssss

" [) m& O  \' V7 Z& N那么重的门，杆子太细了，另外铰接头太精密，如果采用球形铰头最好，否则间隙留大点.

! G) A( c6 e! O, q杆子建议采用40Cr，调质，螺纹至少M28,表面质量要好，如果采用球形铰接头，直径可以减少