安装结构:DSBC气缸水平安装,SNCB后端盖耳轴固定,SGS鱼眼接头固定活塞杆和移动载台。在缸径80时,行程超过500mm的工位经常发生故障现象。

如图1:

受力分析:

  1. 气缸缩回时,后端盖和活塞杆两个位置可以完好的支撑自重,基本无侧向力。移动载台安装在水平导轨上,因此气缸水平方向没有侧向力。
  2. 气缸完全伸出时,由于SNCB只能限制水平方向的自由度,不能限制垂直方向扭矩的自由度。所以气缸自重大部分会通过SGS受力而传到前端盖密封的支点C上,另一端是后端盖SNCB在缸筒被牵拉的情况下,提供一部分的垂直的支撑。以此来平衡缸筒重量。所以此时前端盖密封C和活塞导向套B两个点作为缸筒和活塞杆之间受力点。由于活塞杆密封和导向较小,因此此种情况下收到较大侧向力。
  3. 若缸筒和活塞杆因为缸筒自重过大产生了一定的弯折角度,因为两端固定点的旋转接头A&D都不能限制垂直扭矩Mx,那么在活塞杆密封C和活塞B之间的支点杠杆会放大自重力带来的影响。

估算过程:
以DSBC-80-600-型号举例计算。
重量8.2kg,则重力约82N.
查找最大侧向力参数表,600mm时,最大耐受力80N.已经达到满载极限。(缸径80/100为点虚线)
现场存在缸筒和活塞杆有弯折角度情况,因此杠杆支点C会放大82N的力。最终严重超过活塞杆密封处受力极限,在连续运动中被挤压脱出,造成漏气情况。

机械设计手册:
介绍气缸安装方式中提到,尾部轴销安装方式,常用于短缸。

改善措施:

  1. 增加前端盖和地台的支撑,仅需要垂直向支撑,无须增加硬连接造成过定位。以此减少密封处受力点负载过大的情况。
  2. 更换中间旋转耳轴方式,让耳轴支撑点尽量接近重心处。
  3. 调平气缸和载台水平位置,改用法兰安装。