气缸活塞杆断裂计算

一直很努力

& O) \- k7 r6 A3 \
各位高工：
大家好，现有一棘手问题需要求助大家。
2 G3 R! |: l, Z2 E! s
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
6 Y! W$ |0 X) d两位五通电磁阀前面装有一缓冲阀。
1 `" z0 Q3 s& J" i% @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。
, v7 e& Y# x# ~1 }活塞杆理论速度为50~1000mm/s
7 S* F+ h4 Y% h/ `- Y8 n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。
, L& |4 i( j2 |# _8 ^, a2 @现场
请教各位高人：
6 Z) m; t4 n) `1。此处如何分析？应该计算转动惯量？计算冲击力？还是？
& v  K4 `1 r: B3 q2。此处断裂主要原因？

) x% L8 e: W0 b" S

我爱用acad

我认为应力集中可能是螺纹断裂的主因。
建议：
: D0 @, W- R- H" b' h1、更换材料，如35ＣrMoA等强度、韧性更高的材料。
- z& \4 |9 c4 s  D: x7 ]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
6 e1 s" v* Z% a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。

& h- V. q, a+ f1 j- v: b) l: B) s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
% w7 l+ K( s0 G& b选特殊材料的气缸固然好
( c2 m) J1 Y6 @( B2 F6 p) u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
  I5 ~: E7 X3 L这个有点难计算
; K/ l$ K' r' T, ?  g9 i( v+ M与安装，位置，门的阻力
等等有关
甚至与铰链的位置有关
) M" V( g  Q" ?0 j% [, |. J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
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 ...

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
" F" w' k3 N$ a+ F# mM16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 ...

, `7 T) G$ s% L9 m" Y- p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

" Q( Q3 H0 q% x2 P) v( ?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.
) j) v( S2 X7 g5 W, M' v. _) L6 M; w1 l
, f" F5 ^6 h5 g" C! p5 Y) L  Z- C1 o% L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