气缸活塞杆断裂计算

一直很努力 · 发表于 2014-7-4 16:55:30

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本帖最后由一直很努力于 2014-7-4 17:06 编辑

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
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。
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？

我爱用acad · 发表于 2014-7-4 19:13:44

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。
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 · 发表于 2014-7-5 09:44:47

我爱用acad 发表于 2014-7-4 19:13 static/image/common/back.gif8 \. |8 ]3 U4 s) j" T0 z
我认为应力集中可能是螺纹断裂的主因。) O& u/ y- l& M# r. G, u3 G7 a
建议：
! ^3 U5 T9 z2 v( {5 m+ Z1、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 · 发表于 2014-7-5 10:55:57

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
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
气缸轴断裂一般是受弯曲断裂
这个有点难计算
与安装，位置，门的阻力
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 · 发表于 2014-7-6 08:40:13

千军一将发表于 2014-7-5 10:55 static/image/common/back.gif; K( L7 T1 o! m W- L& P; t
我觉得气缸选的小了/ }1 G+ p, E/ u" r
选特殊材料的气缸固然好
2 k: H) \! r5 c( u& L0 ?4 G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 · 发表于 2014-7-6 12:33:29

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 · 发表于 2014-7-6 20:50:47

gaoyns 发表于 2014-7-6 12:33
2 x: i! ]; m' k+ _: s0 X, H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 · 发表于 2014-7-7 09:30:40

一直很努力发表于 2014-7-6 20:50 static/image/common/back.gif
& s7 U: T7 j$ j" x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 · 发表于 2014-7-8 15:05:11

gaoyns 发表于 2014-7-7 09:30 static/image/common/back.gif
) ^' ~; m( L- c' l+ C% m9 m* QM16可承受的拉力在2000kgf以上，引入安全系数，可用拉力约为700kgf。
( k' w( R9 y: d+ Y0 m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 · 发表于 2014-7-17 12:04:06

本帖最后由 lussssssssss 于 2014-7-17 12:09 编辑

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

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