Verschraubungstheorie
Befestigungselemente mit Gewinde werden in allen Branchen verwendet, um Produkte von Pipelines über Hochleistungserdbaumaschinen bis zu Kränen und Brücken und mehr zu montieren. Ihre prinzipielle Funktion besteht darin, eine Spannkraft über die Verbindung hinweg zu schaffen, die die Betriebsbedingungen ohne Lösen aufrechterhalten kann.
Korrekt angezogene Schrauben nutzen ihre elastischen Eigenschaften. Um gut zu funktionieren, müssen sie sich wie Federn verhalten. Bei Anwendung einer Last dehnt sich die Schraube und versucht, zu ihrer ursprünglichen Länge zurückzukehren. Dies sorgt für eine Druckkraft über die Verbindungsglieder hinweg.
 | Funktion von Schrauben und Muttern Elastizität wird im Hookeschen Gesetz der Physik definiert: Die Spannung in einer Schraube ist direkt proportional zu ihrer Dehnung. Die Spannung/Dehnung einer Schraube hat einen elastischen Bereich und einen plastischen Bereich. In diesem elastischen Bereich gilt das Hookesche Gesetz. Die gesamte, im elastischen Bereich angewandte Verlängerung wird abgebaut, wenn die Last entfernt wird. Der Umfang der Verlängerung erhöht sich, wenn mehr Last aufgewandt wird. Wenn eine Schraube über ihre Prüflast (maximale Last, unter der sich eine Schraube elastisch verhält) hinaus gedehnt wird, ändert sich die elastische Verlängerung zu einer plastischen Verformung und die Spannung ist nicht mehr proportional zur Dehnung. | |
| Bei der plastischen Verformung bleibt ein Teil der Verlängerung bestehen, nachdem die Last entfernt wurde. Der Punkt, an dem eine permanente Verlängerung auftritt, wird Dehngrenze genannt. Bei weiterer Anwendung der Last kommt die Schraube an einen Punkt, wo sie ausfällt. Dies wird Zugfestigkeit genannt. Wenn an diesem Punkt weitere Kraft aufgewandt wird, verlängert sich die Schraube, bis sie schließlich bricht. Der Punkt, an dem die Schraube bricht, wird Zugpunkt genannt. Auf die Klasse der verwendeten Schraube muss sorgfältig geachtet werden, da sich die Schraubenklassen in Bezug auf den elastischen Bereich unterscheiden. | ||
 | Vorspannung Der Hauptzweck einer Schraube und Mutter ist das Zusammenspannen von Teilen mit der richtigen Kraft, um ein Lösen im Betrieb zu verhindern. Der Begriff Vorspannung bezieht sich auf das Spannen der Schraube unmittelbar nach dem Anziehen.Der Umfang der Vorspannung (Restlast) ist wichtig, da die Verbindung ausfallen kann, wenn die Last in der Schraube zu hoch, zu niedrig oder nicht gleichmäßig in jeder Schraube ist. Ungleichmäßige Schrauben können dazu führen, dass:
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Anziehmethoden Im Prinzip gibt es zwei Methoden für das Anziehen: „Unkontrolliert“ und „Kontrolliert“.
Unkontrolliertes Anziehen
Verwendet Geräte und/oder Verfahren, die nicht gemessen werden können. Vorspannung wird auf eine Schrauben- und Mutternbaugruppe mithilfe eines Hammers und eines Schraubenschlüssels oder andere Arten von Schlagwerkzeugen aufgewandt.
Nutzt kalibrierte und messbare Geräte, folgt vorgeschriebenen Verfahren und wird von geschulten Mitarbeitern durchgeführt. Es gibt zwei Haupttechniken: Drehmomentanzug und Schraubenvorspannung
1. Drehmomentanzug- Erreicht Vorspannung in einer Schrauben- und Mutternbaugruppe über die Mutter auf kontrollierte Weise mithilfe eines Werkzeugs.
2. Schraubenvorspannung- Erreicht Vorspannung in einer Schrauben- und Mutternbaugruppe durch axiale Dehnung der Schraube mithilfe eines Werkzeugs.
Vorteile des kontrollierten Anziehens
Bekannte, kontrollierbare und genaue Schraubkräfte
Nutzt Werkzeuge mit kontrollierbaren Ausgaben und übernimmt Berechnung zur Feststellung der erforderlichen Werkzeugeinstellungen.
Einheitlichkeit der Schraubenbelastung
Besonders wichtig bei Verbindungen mit Dichtungen, da eine gleichmäßige und konsistente Komprimierung erforderlich ist, damit die Dichtung wirksam ist.
Sicherer Betrieb gemäß vorgeschriebenen Verfahren
Beseitigt gefährliche Aktivitäten des manuellen, unkontrollierten Anziehens und erfordert, dass der Bediener fachkundig ist und die Verfahren befolgt.
Verringert die Betriebszeit, was zu erhöhter Produktivität führt
Verringert die Zeit für das Anziehen und die Ermüdung des Bedieners durch Ersatz des manuellen Aufwands durch Verwendung kontrollierter Werkzeuge.
Zuverlässige und wiederholbare Ergebnisse
Durch Verwendung kalibrierter, getesteter Geräte, Befolgung von Verfahren und Einsatz fachkundiger Bediener werden bekannte Ergebnisse konsistent erreicht.
Das richtige Ergebnis gleich beim ersten Mal
Viele der Unsicherheiten rund um Verbindungsausfälle im Betrieb werden beseitigt, indem sichergestellt wird, dass das richtige Zusammenbauen und Anziehen der Verbindung gleich beim ersten Mal erfolgt.
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