气缸活塞杆断裂计算

一直很努力

4 L# o+ Q. }- P各位高工：
大家好，现有一棘手问题需要求助大家。

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
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。
活塞杆理论速度为50~1000mm/s
; }: P% y3 D. W, ^0 y5 u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。
+ C, M: E, A1 S0 h( ]1 L9 A现场
请教各位高人：
1。此处如何分析？应该计算转动惯量？计算冲击力？还是？
2。此处断裂主要原因？

( a  n, z7 z7 O6 _

我爱用acad

我认为应力集中可能是螺纹断裂的主因。
建议：
1、更换材料，如35ＣrMoA等强度、韧性更高的材料。
/ p0 a  P0 G( [3 h- Q5 h2、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
* B" f1 B2 F( ?我认为应力集中可能是螺纹断裂的主因。
建议：
8 X; y$ X" @8 i9 m& F1、更换材料，如35ＣrMoA等强度、韧性更高的材料。

! a) C) o- c& D  @& x! b* U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
; b) a/ k) S5 I  p, z" ]0 t0 K  V选特殊材料的气缸固然好
/ v9 ^3 I/ Q- w' D$ X! h  ^但是成本和维护也困难
所以最好的办法是更换大型号的气缸
你那个气缸选到80-100就可以了
另外
$ b% K/ U# _! E  w4 Y气缸轴断裂一般是受弯曲断裂
4 D! r7 h$ W' |这个有点难计算
与安装，位置，门的阻力
3 h7 e$ _6 k# K/ a. i$ K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
6 S+ Q" _( j8 @& F+ t: S. g$ D& Q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

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 ...

( h; S1 P% r+ Q/ i" @. E5 ?! 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 ...

M16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，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
& m/ S3 _9 L' X* F/ V, J& P% oM16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 ...

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

3 d3 C8 U; Y1 B2 \# w; D9 Q- b
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.

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