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2022-03-11
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goto3d 说: 在线网校新上线表哥同事(Mastercam2022)+虞为民版大(inventor2022)的最新课程,来围观吧!
2021-06-26
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[求助] 气缸活塞杆断裂计算

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发表于 2014-7-4 16:55:30 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 一直很努力 于 2014-7-4 17:06 编辑
, R3 h6 y8 V4 k+ p/ h, |4 y: G& m9 X( |. X) [
各位高工:
' Z+ [- s. Q. c' R) u& s大家好,现有一棘手问题需要求助大家。8 ?- D  ^3 C4 X' i/ ~( C
2 a7 i( M' f) }0 Z9 o; [5 @# {
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' N' M4 k, E( b' ~3 b5 R. u! A
两位五通电磁阀前面装有一缓冲阀。
  @  ?  u9 y% p9 E6 d' o6 V% _  v: ?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。
- U8 `  i1 g# w# ^活塞杆理论速度为50~1000mm/s5 o# K% [0 I' ~& x2 O7 {
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。% X: U9 p* S1 W
现场
/ [* H8 E7 E1 {1 G$ A请教各位高人:
5 D4 d& M. T. L9 c1 v, {" f" f  P7 y2 v1。此处如何分析?应该计算转动惯量?计算冲击力?还是?! {) h! n5 _5 h' ]* ^, r
2。此处断裂主要原因?8 y# Z( J; y4 I' V
+ D. d% S0 K* E- z' l' n! x% L
CP96SDB63-250.jpeg
Pneumatic cylinder.jpeg
Pneumatic cylinder-1.jpeg
Door.jpg
发表于 2014-7-4 19:13:44 | 显示全部楼层
我认为应力集中可能是螺纹断裂的主因。4 x$ t1 V4 k8 T% I6 q# T
建议:. M' P! M3 A$ U5 Z2 r) C/ w
1、更换材料,如35CrMoA等强度、韧性更高的材料。' }& x- V% I" J4 V
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。
 楼主| 发表于 2014-7-5 09:44:47 | 显示全部楼层
我爱用acad 发表于 2014-7-4 19:13 static/image/common/back.gif
2 d1 r' i, G9 d1 [/ R6 C$ N我认为应力集中可能是螺纹断裂的主因。% k: S5 Y/ _0 Y
建议:" ?  Y# v7 G; t; S0 `
1、更换材料,如35CrMoA等强度、韧性更高的材料。

# s, c9 ^* H6 M6 M  S那应该加大到多少合适?如休验算?谢谢!
发表于 2014-7-5 10:55:57 | 显示全部楼层
我觉得气缸选的小了# I: D1 ]. l% K) n1 S/ C( b$ q& U$ t
选特殊材料的气缸固然好
3 w* q( q/ b3 B( l但是成本和维护也困难8 l8 \" C- @: [0 F' r- H3 ~
所以最好的办法是更换大型号的气缸
# T; v+ l- |! s1 z你那个气缸选到80-100就可以了  s$ b  V- G$ Z+ }, I+ @; [( u( S: x5 |
另外: n0 P3 J5 c% p- j) F3 H
气缸轴断裂一般是受弯曲断裂
# C  M# }8 p8 B* {7 _这个有点难计算0 P: o# v9 \5 m6 v+ ]8 v6 @
与安装,位置,门的阻力
3 v- b, V" d. X* D8 @5 F1 o等等有关! W4 V. L' b' ?" w
甚至与铰链的位置有关
  W2 ~! P# K8 v! h- ]你具体问题分析吧
 楼主| 发表于 2014-7-6 08:40:13 | 显示全部楼层
千军一将 发表于 2014-7-5 10:55 static/image/common/back.gif
- Q/ V8 @* B$ n9 K  {0 ]3 [- L' }我觉得气缸选的小了
& c1 i/ M3 S0 u2 V选特殊材料的气缸固然好
. W3 r6 i" N* D! \4 q8 u& {但是成本和维护也困难

/ m( K/ c& r& T8 r7 f5 U* ?  ~6 h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!
发表于 2014-7-6 12:33:29 | 显示全部楼层
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。
 楼主| 发表于 2014-7-6 20:50:47 来自手机 | 显示全部楼层
gaoyns 发表于 2014-7-6 12:33
6 j) {# X% |8 F9 v# Q) {6 I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 ...
/ q2 S; i: Z) T2 Q& L" w$ ~
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?
发表于 2014-7-7 09:30:40 | 显示全部楼层
一直很努力 发表于 2014-7-6 20:50 static/image/common/back.gif
8 {0 a% n7 N) P  a& N' Z- y; 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 ...

1 G0 t2 s2 q4 V) K: J" DM16可承受的拉力在2000kgf以上,引入安全系数,可用拉力约为700kgf。% e. ?3 [2 n( A$ I* L. O; B
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。
 楼主| 发表于 2014-7-8 15:05:11 | 显示全部楼层
gaoyns 发表于 2014-7-7 09:30 static/image/common/back.gif
4 Q7 C  ], q, F' r  @M16可承受的拉力在2000kgf以上,引入安全系数,可用拉力约为700kgf。
' ]: l5 {$ c) i测一下缸内气压,乘上有效活塞面积 ...

& i: n) f5 B! L/ T8 m静态拉力好算,但是气缸加速度的力就不好测也不好算了。
发表于 2014-7-17 12:04:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 lussssssssss 于 2014-7-17 12:09 编辑 7 Z& y2 K1 ]: s7 i, I3 W9 d
& G+ e5 Y( u1 T% D  H
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.
4 L; E0 W3 x! z# G: N! a, k! Y, D# B: w) S
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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