Dimensionierung von Schraubenverbindungen Entwicklung und Konstruktion I Dimensionierung von Schraubenverbindungen E. Abali 17.05.2008 (alle Bilder und Formeln sind Auszüge aus dem Roloff/Matek Maschinenelemente)
Gliederung Anwendungsbeispiele Vorauslegung der Schraubenverbindung Unterteilen der Schraubenverbindungen Kraft- und Verformungsverhältnisse bei vorgespannten Schraubenverbindungen Kräfte und Verformungen im Montagezustand elastische Nachgiebigkeit der Schraube elastische Nachgiebigkeit der Bauteile Kräfte und Verformungen bei statischer Betriebskraft Kräfte und Verformungen bei dynamischer Betriebskraft Einfluss der Krafteinleitung in die Verbindung Kraftverhältnisse statischer und dynamischer Querkräfte Setzverhalten der Schraubenverbindungen Anziehen der Verbindung Montagevorspannkraft, Anziehfaktor und –verfahren: Einhaltung der maximal zulässigen Schraubenkraft Berechnung der statischen Sicherheit Flächenpressung an den Auflageflächen Lösen der Schraubenverbindung
Anwendungsbeispiele Druckbehälter Motor Kupplung
Vorauslegung der Schraubenverbindung (RM TB 8-13)
Berechnung von Befestigungsschrauben nicht vorgespannte Verbindung vorgespannte Verbindung
Kraft- und Verformungsverhältnisse bei vorgespannten Schraubenverbindungen Kräfte und Verformungen im Montagezustande: elastische Längenänderung
Kraft- und Verformungsverhältnisse bei vorgespannten Schraubenverbindungen Kräfte und Verformungen im Montagezustande: Nachgiebigkeit der Schraube: Durch Addition der Nachgiebigkeiten der einzelnen Elemente erhält man die Nachgiebigkeit der Schraube
Kraft- und Verformungsverhältnisse bei vorgespannten Schraubenverbindungen Kräfte und Verformungen im Montagezustande: Nachgiebigkeit der verspannten Teile:
Kraft- und Verformungsverhältnisse bei vorgespannten Schraubenverbindungen Kräfte und Verformungen im Montagezustande: Nachgiebigkeit der verspannten Teile:
Kraft- und Verformungsverhältnisse bei vorgespannten Schraubenverbindungen Kräfte und Verformungen bei statischer Betriebskraft:
Kraft- und Verformungsverhältnisse bei vorgespannten Schraubenverbindungen Kräfte und Verformungen bei statischer Betriebskraft:
Kraft- und Verformungsverhältnisse bei vorgespannten Schraubenverbindungen Kräfte und Verformungen bei dynamischer Betriebskraft:
Kraft- und Verformungsverhältnisse bei vorgespannten Schraubenverbindungen Kräfte und Verformungen bei dynamischer Betriebskraft:
Kraft- und Verformungsverhältnisse bei vorgespannten Schraubenverbindungen Einfluss der Krafteinleitung in die Verbindung:
Kraft- und Verformungsverhältnisse bei vorgespannten Schraubenverbindungen Einfluss der Krafteinleitung in die Verbindung:
Kraft- und Verformungsverhältnisse bei vorgespannten Schraubenverbindungen Einfluss der Krafteinleitung in die Verbindung:
Kraft- und Verformungsverhältnisse bei vorgespannten Schraubenverbindungen Kraftverhältnisse bei statischer oder dynamischer Querkraft
Setzverhalten der Schraubenverbindungen Setzbetrag/Vorspannkraftverlust
Setzverhalten der Schraubenverbindungen Setzbetrag/Vorspannkraftverlust
Dauerhaltbarkeit der Schraubenverbindung Ausschlagspannung σa/dynamische Sicherheit Wie bereits erläutert, wird die Schraube durch die Zusatzkraft FBS schwingend belastet. Die dadurch gegebene Ausschlagkraft Fa führt zu einer Ausschlagspannung σa.
Anziehen der Verbindung, Anziehdrehmoment Kräfte am Gewinde Fu= tan (φ+ρ) Fu= tan (φ-ρ)
Anziehen der Verbindung, Anziehdrehmoment Gewindemoment
Anziehen der Verbindung, Anziehdrehmoment
Anziehen der Verbindung, Anziehdrehmoment Für den Normalfall (unbehandelte, geölte Schrauben) lässt sich für Befestigungsschrauben das Anziehdrehmoment hinreichend genau ermitteln durch die einfache Beziehung:
Montagevorspannkraft, Anziehfaktor und -verfahren Bei wichtigen Verschraubungen ist ein kontrolliertes Anziehen (Anziehgerät s. Bild 8-21) unbedingt erforderlich, um eine verlangte Vorspannkraft möglichst genau zu erreichen!!
Montagevorspannkraft, Anziehfaktor und -verfahren Montagewerkzeug Ein Maß für die Streuung der Vorspannkraft ist der Anziehfaktor kA : Experimentell ermittelte werte können der TB 8-11 entnommen werden.
Montagevorspannkraft, Anziehfaktor und –verfahren
Einhaltung der maximal zulässigen Schraubenkraft
Berechnung der statischen Sicherheit
Flächenpressung an den Auflageflächen
Lösen der Schraubenverbindung Losdrehmoment