Hiermit berechnen Sie eine Schraubenverbindung mit Vorspannung. Dies ist die Belastung bei axialer oder tangentialer Kraft. Die Berechnung erfolgt in metrischen oder englischen Einheiten. Bei Auswahl der ANSI-Norm erfolgt die Berechnung in englischen Einheiten einschließlich der zugehörigen Schraubenabmessungen.
Eingangsparameter
| Ψ |
Anziehkoeffizient - Bei Schraubenverbindungen mit Vorspannung sollte keine Lücke zwischen den Materialien bestehen (z. B. aufgrund schlechter Oberflächenqualität). Durch diesen Sicherheitskoeffizienten wird eine solche Lücke vermieden. Anziehkoeffizient k = 1 + Ψ (zusätzlicher AnziehkoeffizientΨ = 0.5 - 1.5). Der empfohlene Mindestwert beträgt 1.2. |
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F a |
Maximale axiale Kraft während des Betriebs |
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n |
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F t |
Maximale tangentiale Kraft während des Betriebs |
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f |
Reibungskoeffizient der Verbindung (zwischen den verbundenen Materialien) |
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Z |
Anzahl der Schrauben |
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d |
Gewindedurchmesser |
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p |
Gewindesteigung |
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d s |
Mittlerer Schraubendurchmesser |
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d min |
Minimaler Schraubendurchmesser |
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S y |
Streckgrenze |
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k s |
Sicherheitskoeffizient (Der Wert wird entsprechend der erforderlichen Sicherheitsstufe der Verbindung ausgewählt.) |
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p A |
Zulässiger Gewindedruck (Mutter) |
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E 1 |
Elastizitätsmodul der Schraube |
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f 1 |
Reibungskoeffizient im Gewinde zwischen Mutter und Schraube |
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f 2 |
Reibungskoeffizient der Kontaktfläche zwischen Mutter und Schraube |
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L |
Breite des Verbindungsmaterials |
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E 2 |
Elastizitätsmodul des Verbindungsmaterials |
Berechnete Parameter
Anhand der folgenden Formeln berechnet das Programm die geometrischen Abmessungen der Schraube basierend auf dem angegebenen nominalen Schraubendurchmesser.
Mindestdurchmesser des Muttergewindes
D 1 = d - 1.082531 p
Steigungsdurchmesser des Gewindes
d 2 = d - 0.649519 p
Berechnung einer Schraubenverbindung:
Die in der Verbindung wirkende Kraft (definiert durch die axiale Kraft) muss gewährleisten, dass die tangentiale Kraft über die Reibung des Verbindungsmaterials übertragen wird. Hierauf wirken sich zudem die Anforderungen an die Dichtigkeit aus, die durch den Koeffizienten für die Dichtigkeit der Verbindung angegeben werden.
Die Vorspannung (basierend auf der in der Verbindung wirkenden Kraft) berücksichtigt die elastische Streckung der Schrauben und Flansche durch Verwendung der Streckungskonstanten c n .
Dabei gilt:
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c 1 = c 10 + (1 - n) c 20 |
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c 2 = n c 20 |
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für Stahl a = 10 |
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für Gusseisen a = 8 |
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für Aluminium und Aluminiumlegierungen a = 6 |
Das erforderliche Anziehmoment wird von der Vorspannung definiert und vom Koeffizienten für die Gewindereibung zwischen der Mutter und der Schraube sowie durch den Koeffizienten für die Reibung zwischen den Kontaktflächen der Mutter und Schraube beeinflusst.
Berechnete Zugspannung in der Schraube
Berechnete Torsionsspannung in der Schraube
Reduzierte Spannung in der Schraube
Spannung durch maximale Belastung der Schraube
Berechneter Druck im Gewinde
Bei der Berechnungskontrolle wird die Spannung in der Schraube während des Anziehens der Verbindung und während des Betriebs (unter Beachtung der definierten Verbindungssicherheit) geprüft, außerdem der zulässige Druck in den Gewinden .
σ red ≤ S y / k s und σ max ≤ S y / k s und p c ≤ p A