气缸活塞杆断裂计算

一直很努力

各位高工：
大家好，现有一棘手问题需要求助大家。
, ?5 t' E* [5 {) g. u
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。
* a3 h. O2 A, J6 N: a活塞杆理论速度为50~1000mm/s
' M( C, X6 V3 t( {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
4 {, b5 u8 Q  u. Z( I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

我认为应力集中可能是螺纹断裂的主因。
建议：
& d. y9 l0 ?  ~* p( W1、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
我认为应力集中可能是螺纹断裂的主因。
- `& w: M/ b5 n$ \建议：
5 w8 u- _. e3 B7 D8 s- Y# b! I1、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
3 Y/ @! B4 R$ B$ P2 w选特殊材料的气缸固然好
9 [5 V5 \( P6 L5 o8 a& G* O但是成本和维护也困难
! K8 I& s6 u3 u7 I) h' A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
5 r3 i* ?$ @4 h5 [% D! O8 B另外
气缸轴断裂一般是受弯曲断裂
0 Q* N! ^0 X7 x5 m' C: U+ z( h这个有点难计算
与安装，位置，门的阻力
( J1 `% T9 j" e! \. Y6 |等等有关
, ]/ X7 A' l3 `* J5 \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
" z8 [% u& h6 E  |; H6 e  a" M- g# P我觉得气缸选的小了
" h- [: U3 H. u; N+ J; V, [, D1 C/ P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 ...

! b  v% L! v5 n. ^+ ]( W9 V  N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
9 B( b- y9 H" P. a* f$ \9 V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。
" u- F: ]' J1 t1 G2 K  f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
M16可承受的拉力在2000kgf以上，引入安全系数，可用拉力约为700kgf。
; f5 ?1 I6 Q  a/ t测一下缸内气压，乘上有效活塞面积 ...

5 o5 \% @: F- c" P; z: F* L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 S/ Z) w! m5 J( z: @9 g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.
, p7 z8 L! K% |* r
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