气缸活塞杆断裂计算

一直很努力

& Z0 ]; n% e9 `" x
各位高工：
大家好，现有一棘手问题需要求助大家。
" b4 T6 N- l- a. {0 R* H
- O0 Z; w7 r, d+ C& x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
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。
9 t) r# Y" C& x9 G' V7 F1 y7 E) ]+ U现场
. y" w) p3 p5 n) m3 Q请教各位高人：
* [1 Q' I) V0 F. x2 c1。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？
& P% M5 s: [9 w3 U) u' H

我爱用acad

我认为应力集中可能是螺纹断裂的主因。
+ Y6 G, g+ f. J) G+ y; |+ E9 o建议：
8 [6 E& \2 I$ ~2 f' \4 a) O' C9 R( \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
$ e4 ^% y, D' K* `. X9 j  V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。

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
: J& O* m% A1 H- y# s/ |选特殊材料的气缸固然好
" t. y4 v3 ^- e1 W8 u$ U但是成本和维护也困难
0 [  V5 T) W% L; o- B' G, {7 i1 r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
' `7 X6 {) r* r* J另外
& p: v* Z% [% ^* V! _气缸轴断裂一般是受弯曲断裂
  O- B0 u5 t+ L这个有点难计算
/ `7 R$ b( N* j  ], b- p与安装，位置，门的阻力
等等有关
甚至与铰链的位置有关
, Z4 q! {( K+ U) z9 O9 O' y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 |9 D; ~4 `4 b9 A* K我觉得气缸选的小了
+ b( @( A) U" f选特殊材料的气缸固然好
2 M8 \7 _, S0 T7 ~: i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
$ O3 f6 I9 n8 }9 q4 N* J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 ...

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
! F; R7 t7 B2 F! n- P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
* l. Q. C2 U8 F$ B& o2 \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 ...

! K  |% q& _% w" v' b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

' n+ m* t1 |5 B6 n
$ X4 ]- M* @0 n1 K2 b- f' M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