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Autor Thema:   Festigkeitsberechnung Einschraubzapfen in Druckbehälter (305 mal gelesen)
tiree
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erstellt am: 29. Aug. 2017 15:57    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Einschraubzapfen.JPG

 
Hallo zusammen,

ich sitze an einem relativ trivialen Problem, und zwar geht es um die Festigkeitsberechnung für einen Einschaubzapfen, der in einen Druckbehälter geschraubt wird, allerdings bin ich mir nicht ganz sicher, ob meine Annahmen richtig sind.

Ich habe ein Bild angehängt um das Problem zu verdeutlichen. Im Bild ist einer Einschraubzapfen mit Bohrung in die Wand eines Tanks/Druckbehälter eingeschraubt. In der Bohrung befindet sich ein Rohr, welches nach unten geschlossen und mit dem Einschraubzapfen verschweißt ist. Zur Vereinfachung würde ich ersteinmal annehmen, dass Rohr und Zapfen eins sind, woraus sich der Innendurchmesser d_i ergibt. Aufliegen tut der Zapfen auf der Dichtkante mit dem Durchmesser d_k.

Nun zu meiner Vorgehensweise:
Im Tank/Behälter herscht ein gewisser Druck p, durch den bezogen auf d_k die Axial-/Betriebskraft F_A entsteht. Aufgrund der Betriebskraft wird dann die Tankwand (zumindest der Teil bis zum Ende des Zapfens) entlastet und der Zapfen zusätzlich belastet. Meine Vorspannkraft F_V entsteht dann aus dem Teil der Betriebskraft welcher die Wand entlastet und der Klemmkraft (Setzkraft habe ich vernachlässigt).
Nun kommen aber schon ein paar Unsicherheiten:

Kann ich aus den verschiedenen Nachgiebigkeiten direkt das Kraftverhältnis phi_K bestimmen und somit den Teil von F_A, der den Zapfen zusätzlich belastet? Kann ich daraus meine Klemmkraft errechnen? Des Weiteren, ist mein Spannungsquerschnitt der kleinste Querschnitt an meinem Zapfen? Auch habe ich eine Dichtkante, die sich verformen wird, kann ich das Ganze überhaupt so einfach betrachten?

Ich habe das alles entsprechend Roloff/Matek - Schraubenverbindungen berechnet, allerdings komme ich für die statische Sicherheit des Zapfens bezogen auf Rp_0,2 auf einen wesentlich kleineren Wert, als von einem Hersteller angegeben worden ist.
Daraus zieht sich meine Schlussfolgerung, dass ich möglicherweise etwas übersehe.

Danke schonmal für eure Hilfe
Gruß tiree

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N.Lesch
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WF 4

erstellt am: 29. Aug. 2017 16:35    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für tiree 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo, willkommen bei CAD.de.

Du muß zuerst die Probleme mit dem Druckbehälter lösen.
Du kannst da nicht einfach ein Loch reinbohren und ein Gewinde reinschneiden. Da wird der Druckbehälter zu viel geschwächt.

Du mußt das Loch zuerst rundherum verstärken, wie das üblich ist.
Mit einer Schraube , die sich dreht , kannst Du nicht einfach auf einer gewölbten  Fläche abdichten. 
Das funktioniert geometrisch nicht.

------------------
Klaus

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tiree
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erstellt am: 29. Aug. 2017 17:01    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo Klaus,

danke für deine Antwort, dass das mit der gewölbten Fläche nicht funktioniert ist klar, so war es auch nicht gemeint.
Es geht um eine rein theoretische Betrachtung, bei der es mir nicht um den Behälter geht, oder ob dieser hält. Nehmen wir an es handelt sich um eine ebene Platte, auf deren Unterseite ein Druck gegeben ist. Wie dick die Platte ist, ist in dem Fall auch nur zweitrangig, solange die Dicke größer ist, als die Länge des Zapfens.

Danke
Gruß tiree

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N.Lesch
Moderator
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WF 4

erstellt am: 29. Aug. 2017 21:13    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für tiree 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo, Du machst Dir die Sache schon wieder viel komplizierter als sie ist.
Was meinst Du mit Kraftverhältnis phi_K ?
Die Größte Kraft ist doch die Dichtkraft auf der Schneidkante, weil
der Durchmesser und damit die Länge sehr groß ist. 

Du kannst es natürlich wissenschaflich korrekt nach VDI 2230 rechnen.
Aber da wird es den Fall gar nicht geben.

Nimm einfach den Spannungsquerschnitt für das Gewinde und ziehe die Bohrung ab. Den kannst Du dann mit der Druckkraft vergleichen.

Oder nimm einfach den engsten Querschnitt und vergleiche ihn mit der Vorspannkraft. 

------------------
Klaus

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tiree
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erstellt am: 31. Aug. 2017 08:03    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Moin,
mit phi_K meine ich eigentlich das Kraftverhältnis zwischen Schraubenzusatzkraft und Betriebskraft.

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