| |
| Warum lösen sich Schrauben?, ein Fachartikel
|
Autor
|
Thema: Biegung bei Schrauben (9500 mal gelesen)
|
alfisti Mitglied
Beiträge: 39 Registriert: 22.06.2005
|
erstellt am: 22. Aug. 2005 19:28 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo, wenn man bei Schraubenverbindungen die Mutter hydraulisch anzieht muss man das Anzugsgerät abstützen. Dadurch entsteht eine Reaktionskraft bzw. Querkraft. Hinzukommt aber noch, dass sich die Mutter dabei dreht. Ein Korken den man beim Ziehen dreht, geht ja eigentlich auch leichter raus. Ich kenne die Reibzahl, Vorspannkraft, Drehmoment und die Länge des Abstützarmes. Aber wie kann man das Problem der Biegung lösen? Wäre über jeden Ansatz und Vorschlag sehr dankbar. Grüße
Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
eberhard Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Konstrukteur
Beiträge: 2072 Registriert: 21.06.2002 MDT 5 bis MDT 2008 Inventor Pro 10 - 14 SWX 2007 mit RWX 5 Proe WF2 DesignSpace 12 Dell M6400 3GHz 8GB 2x250GB Dell M70 2,13GHz 2GB Dell 360 P4 2,8Ghz 2GB FX500 NoName P3 1GHz 512MB
|
erstellt am: 22. Aug. 2005 20:33 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
Zitat: Original erstellt von alfisti:
Aber wie kann man das Problem der Biegung lösen?
Nix verstehen ????? Wie meinst du das? ------------------ Freundliche Grüsse - Eberhard Willach [Diese Nachricht wurde von eberhard am 22. Aug. 2005 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
nschlange Mitglied
Beiträge: 214 Registriert: 23.03.2004 Win XP Pro Sp 2 NX 3, Mechanical Desktop 2004
|
erstellt am: 22. Aug. 2005 21:24 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
Hi, eine Schraubenverbindung hydraulisch anzuziehen bedeutet nicht das Anziehdrehmoment hydraulisch aufzubringen. Statt dessen wird die Schraube hydraulisch gedehnt, die Mutter handfest "angezogen" und dann die Schraube losgelassen. Die Elastizität der Schraube erzeugt dann die Vorspannkraft. Das Verfahren wird bei großen Schrauben verwendet, mit dem Nebeneffekt, dass keine Torsionsspannung durch Gewindereibung im Schraubenschaft entsteht. Viele Grüße nschlange Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
eberhard Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Konstrukteur
Beiträge: 2072 Registriert: 21.06.2002 MDT 5 bis MDT 2008 Inventor Pro 10 - 14 SWX 2007 mit RWX 5 Proe WF2 DesignSpace 12 Dell M6400 3GHz 8GB 2x250GB Dell M70 2,13GHz 2GB Dell 360 P4 2,8Ghz 2GB FX500 NoName P3 1GHz 512MB
|
erstellt am: 22. Aug. 2005 22:16 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
Hallo nschlange, danke für die Erläuterung - das versteh auch ich Wie kann man sich eine solche Schraubvorrichtung praktisch vorstellen? Was hat es dann mit der ursprünglichen Frage nach der Biegung auf sich? ------------------ Freundliche Grüsse - Eberhard Willach Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
nschlange Mitglied
Beiträge: 214 Registriert: 23.03.2004 Win XP Pro Sp 2 NX 3, Mechanical Desktop 2004
|
erstellt am: 23. Aug. 2005 07:43 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
|
eberhard Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Konstrukteur
Beiträge: 2072 Registriert: 21.06.2002 MDT 5 bis MDT 2008 Inventor Pro 10 - 14 SWX 2007 mit RWX 5 Proe WF2 DesignSpace 12 Dell M6400 3GHz 8GB 2x250GB Dell M70 2,13GHz 2GB Dell 360 P4 2,8Ghz 2GB FX500 NoName P3 1GHz 512MB
|
erstellt am: 23. Aug. 2005 08:42 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
|
Blizzard2 Mitglied MB Student
Beiträge: 27 Registriert: 17.08.2004 NX2; Inventor 8; Pro/E Wf2; auf Win XP
|
erstellt am: 23. Aug. 2005 11:21 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
Hallo Alfisti, bis jetzt dacht ich eigentlich auch nur an die geschichte wie nschlange sie so schön gepostet hat, hab mir aber überlegt wie du das machen willst... hab mal eine kurze Skizze gemacht (keine Ahnung, ob du dir das wirklich so denkst). Meiner Meinung nach kommt die Querkraft durch verkanten des Werkzeuges zustande, was durch eine Zentrierung zu beheben wäre... wird wahrscheinlich nicht gehen, aber schaus dir mal an. Gruß Sebastian ------------------ 1. Grundsatz: Es ist halt so 2. Grundsatz: ersten Grundsatz ignorieren und Gehirn einschalten Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
alfisti Mitglied
Beiträge: 39 Registriert: 22.06.2005
|
erstellt am: 23. Aug. 2005 16:36 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo, ok, war nicht eindeutig. Also, es handelt sich dabei um z. Bsp. Verschraubungen von Windkraftanlagen o.ä. Relevante Nenndurchmesser sind so M64 und die Muttern werden hydraulisch-drehend angezogen (so solls zumindest bei mir sein). Dann will ich die Biegung nicht verhindern sondern berechnen. Meine jetzigen Ansätze führten zu einem "Nein". In der Industrie heißts aber eher "Ja, kann sein". Mein Problem ist eher das Moment und die Reibung in der Drehbewegung richtig in die Rechnung einzubinden. Danke, Grüße alfisti Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Andy-UP Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Projektingenieur
Beiträge: 2567 Registriert: 27.10.2003
|
erstellt am: 23. Aug. 2005 17:35 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
|
Doc Snyder Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Dr.-Ing. Maschinenbau, Entwicklung & Konstruktion von Spezialmaschinen
Beiträge: 13408 Registriert: 02.04.2004 Autodesk Inventor
|
erstellt am: 23. Aug. 2005 17:41 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
Ja, das ist ein Problem. Egal womit die Muttern angezogen werden (außer bei den Sonderverfahren), fast immer wird dabei auch Querkraft eingeleitet. Und wie du mit dem Korkenbeispiel schon richtig andeutest, kann die ebene Auflagefläche der Mutter keine Querkraft übertragen, während sie gleitet. Es wird also so sein, dass die Querkraft vollständig in die Schraube eingeleitet wird, sofern es keine sonstige Führung für die Mutter gibt (bei Autofelgen haben die Muttern ja z.B. kugelige Auflageflächen) Normal wird das stillschweigend übersehen. Betrachtet man es genau, hängt es also auch davon ab, was die Schraube unter dieser Querkraft so macht, wie, ob und wo sie geführt ist und wie die elastischen Auflagebedingungen sind. Ich schätze, dass die meisten Schrauben sich lässig an der Lochwand abstützen und keiner das merkt. Oder dass, bei kurzen Schrauben, eine Schrägstellung sich einstellt, die per Sinus und Längkraft die nötige Querkraft kompensiert. Wie die Schraube und die Mutter damit klarkommen - keine Ahnung, das übertünchen vermutlich die Sicherheitsfaktoren. Grundsätzlich würde ich die Länge des Abstützarms so groß wie möglich machen. Es gibt allerdings so Muttern-Andreh-Werkzeuge mit Ratschen-Druckluftantrieb und auch hydraulisch, die sehe ich immer wieder auf der Hannover-Messe. Die haben vergleichsweise sehr kurze Abstützarme, und deren Anbieter sollten dazu was sagen können. Und wenn Du magst, erklär doch bitte, was Du mit >Meine jetzigen Ansätze führten zu einem "Nein". In der Industrie heißts aber eher "Ja, kann sein".< meinst. Gruß Roland Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
nschlange Mitglied
Beiträge: 214 Registriert: 23.03.2004 Win XP Pro Sp 2 NX 3, Mechanical Desktop 2004
|
erstellt am: 23. Aug. 2005 21:34 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
'Nabend zusammen! So langsam kommt ja Licht ins Dunkel. Man braucht sich mit der Querkraft nicht rumzuärgern, wenn man (wie beim händischen Gewindeschneiden) die Abstützung symmetrisch zur Drehachse macht (ebenes Kräftepaar). Bei einseitiger Abstützung der Länge L dürfte die Querkraft auf die Schraube = Anzugsmoment M / L sein, oder nicht? Viele Grüße nschlange Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
eberhard Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Konstrukteur
Beiträge: 2072 Registriert: 21.06.2002 MDT 5 bis MDT 2008 Inventor Pro 10 - 14 SWX 2007 mit RWX 5 Proe WF2 DesignSpace 12 Dell M6400 3GHz 8GB 2x250GB Dell M70 2,13GHz 2GB Dell 360 P4 2,8Ghz 2GB FX500 NoName P3 1GHz 512MB
|
erstellt am: 24. Aug. 2005 00:51 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
Zitat: Original erstellt von nschlange:
Man braucht sich mit der Querkraft nicht rumzuärgern, wenn man (wie beim händischen Gewindeschneiden) die Abstützung symmetrisch zur Drehachse macht (ebenes Kräftepaar).
Genauso isses Deshalb versteh ich auch das ursprüngliche Problem immer noch nicht ??? ------------------ Freundliche Grüsse - Eberhard Willach Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Doc Snyder Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Dr.-Ing. Maschinenbau, Entwicklung & Konstruktion von Spezialmaschinen
Beiträge: 13408 Registriert: 02.04.2004 Autodesk Inventor
|
erstellt am: 24. Aug. 2005 01:12 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
Zitat: Original erstellt von eberhard: Genauso isses
Na denn viel Spaß beim Anziehen von M64 mit der Hand "wie beim Gewindeschneiden" - wenn die Mutter denn überhaupt axial zugänglich ist. Oder bei der Konstruktion einer querkraftfreien selbstzenztrierenden Momentabstützung - und grüßt mir die gute alte Gelenkarmzeichenmaschine, wenn ihr bei diesem Prinzip angekommen seid! [Diese Nachricht wurde von Doc Snyder am 24. Aug. 2005 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
eberhard Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Konstrukteur
Beiträge: 2072 Registriert: 21.06.2002 MDT 5 bis MDT 2008 Inventor Pro 10 - 14 SWX 2007 mit RWX 5 Proe WF2 DesignSpace 12 Dell M6400 3GHz 8GB 2x250GB Dell M70 2,13GHz 2GB Dell 360 P4 2,8Ghz 2GB FX500 NoName P3 1GHz 512MB
|
erstellt am: 24. Aug. 2005 09:08 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
Zitat: Original erstellt von Doc Snyder: [QUOTE]Na denn viel Spaß beim Anziehen von M64 mit der Hand "wie beim Gewindeschneiden" - wenn die Mutter denn überhaupt axial zugänglich ist. Oder bei der Konstruktion einer querkraftfreien selbstzenztrierenden Momentabstützung - und grüßt mir die gute alte Gelenkarmzeichenmaschine, wenn ihr bei diesem Prinzip angekommen seid!
Herzlichen Dank für die freundliche Nachricht! Sehr aufschlussreich! ------------------ Freundliche Grüsse - Eberhard Willach Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Blizzard2 Mitglied MB Student
Beiträge: 27 Registriert: 17.08.2004 NX2; Inventor 8; Pro/E Wf2; auf Win XP
|
erstellt am: 24. Aug. 2005 10:03 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
Servus, man sollte nicht vergessen, dass aufgrund der Verformungsbehinderung der Schraube im Loch eine im Vergleich zur axialen Verformung bei Anzug (ich vermute mal) bis an die Streckgrenze relativ geringe Biegung des Schraubenkörpers auftritt. Erstrecht, wenn die Flansche als unendlich Biegesteif angenommen werden. Trotzdem haben die Querkräfte Einfluss auf die Gestaltung der Einspannung des Werzeuges. Ohne das jetzt durchrechnen zu können läuft ds ganze auf ein unbestimmtes 3D Tragwerk hinaus, welches nach endlich langer Zeit mittels Castigliano zu einem brauchbaren Ergebnis führen kann. Gruß Sebastian ------------------ 1. Grundsatz: Es ist halt so 2. Grundsatz: ersten Grundsatz ignorieren und Gehirn einschalten Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Andy-UP Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Projektingenieur
Beiträge: 2567 Registriert: 27.10.2003
|
erstellt am: 24. Aug. 2005 11:19 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
Mann, Mann, Mann, findet ihr nicht auch, daß eure Diskussion reichlich akademisch daherkommt. Eure Bedenken decken sich in keiner Weise mit meinen (oder euren) Erfahrungen und wenn man sich tatsächlich mal die Mühe macht ein, zwei Berechnungen anzustellen, wir haben ja sonst nix zu tun, sieht man schnell um welche Größenordnung es geht. Beispiel: Schraube M16 10.9, Klemmlänge 50 mm, Anziehmoment ca.300 Nm, Widerstandsmoment des in Frage kommenden Schraubenquerschnitts Wb = pi*d^3/32 = 402 mm^3. Wenn ich jetzt hingehe und das erforderliche Anziehdremoment mit einem Drehmementschlüssel erzeuge, der 500 mm lang ist,muss ich eine Kraft von 600 N aufbringen. Daß mir dieses schon ausgesprochen schwerfallen würde sei hier nur am Rande erwähnt. Diese Kraft würde, unter der Annahme die Reibung unter der Mutter sei 0, eine Biegespannung von 74,6 N/mm^2 induzieren. Wir sehen: Nichts, was eine Schraube M16 aus der Ruhe bringen könnte. So, das musste jetzt aber mal gesagt werden. Andreas Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
eberhard Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Konstrukteur
Beiträge: 2072 Registriert: 21.06.2002 MDT 5 bis MDT 2008 Inventor Pro 10 - 14 SWX 2007 mit RWX 5 Proe WF2 DesignSpace 12 Dell M6400 3GHz 8GB 2x250GB Dell M70 2,13GHz 2GB Dell 360 P4 2,8Ghz 2GB FX500 NoName P3 1GHz 512MB
|
erstellt am: 24. Aug. 2005 12:03 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
|
nschlange Mitglied
Beiträge: 214 Registriert: 23.03.2004 Win XP Pro Sp 2 NX 3, Mechanical Desktop 2004
|
erstellt am: 24. Aug. 2005 13:24 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
|
Doc Snyder Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Dr.-Ing. Maschinenbau, Entwicklung & Konstruktion von Spezialmaschinen
Beiträge: 13408 Registriert: 02.04.2004 Autodesk Inventor
|
erstellt am: 24. Aug. 2005 14:29 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für alfisti
Hallo Ihr Lieben! erstmal auch mein Dank an Andreas für seine vielen qualifizierten und positiven Beiträge. Eberhard, verzeih mir bitte, wenn Dir meine Bemerkung weh getan haben sollte, aber wie Du z.B. jetzt auch an Andreas' Rechnung sehen kannst, ist das Andrehen von Hand bei so großen Gewinden schlichtweg keine Alternative. Auch über die Zugänglichkeit wissen wir nichts. Andreas, Du hast natürlich Recht, die Biegung ist in der Regel vernachlässigbar, aber bei diesen hydraulischen Vorrichtungen zum DREHEN der Mutter bei voller Auflagekraft ist der Abstützarm bei weitem nicht so lang wie Deine Annahme, und diese Dinger entwickeln ja bekanntlich erhebliche Momente. Wie auch immer, die Frage war da. alfist würde den Einfluss der Biegeung gerne mal rechnerisch überschlagen, ehe Windradteile herumfliegen. Das ist IMHO nicht allzu akademisch. Mit Andreas' Ansatz, der die Klemmlänge als Biegehebelarm annimmt, liegt man zwar sauber auf der sicheren Seite, aber dabei kann, je nach Klemmlänge, auch das von alfisti erwähnte "Nein" rauskommen. Daher sollten wir besser mal abwarten, was er selber dazu mitzuteilen hat, anstatt (wie ich selber auch, ich geb's ja zu, aber es hat mich einfach zu sehr gestochen) schnippische Bemerkungen zu posten. Gruß Roland Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
alfisti Mitglied
Beiträge: 39 Registriert: 22.06.2005
|
erstellt am: 24. Aug. 2005 15:06 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo, Zitat: Original erstellt von Doc Snyder:
Und wie du mit dem Korkenbeispiel schon richtig andeutest, kann die ebene Auflagefläche der Mutter keine Querkraft übertragen, während sie gleitet. Es wird also so sein, dass die Querkraft vollständig in die Schraube eingeleitet wird, sofern es keine sonstige Führung für die Mutter gibt
Das ist doch ne Aussage, klingt wirklich logisch. Mein erster Ansatz führte einfach zu Fv*µ>M/l, daher "Nein". Da aber Fv*µ irrelevant zu sein scheint, ist die Querkraft auf die Schraube einfach M/l, ok. Bei ner M64 sinds ca. 20400Nm und mein Abstützarm ist gerätebedingt 215mm, d.h. Fq=95000N. Wenn man das so stehen lassen kann, hat sich doch das Thema schon erledigt. Nochmals an alle vielen Dank für die rege Beteiligung. Grüße Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |