ENERPAC - Verschraubungsgeräte Seite 122
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Verschraubungstheorie Funktion von Bolzen und Muttern Gewindebefestigungen werden in der gesamten Industrie zum Zusammenbau von vielen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise von Rohrleitungen, Erdbewegungsmaschinen, Kränen, Brücken uvm. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, an der Verbindung eine Spannkraft zu erzeugen, die hoch genug ist, den Betriebsbedingungen ohne Lockerung zu widerstehen. Hookesches Gesetz der Physik Elastischer Bereich Plastischer Bereich Verhalten von Bolzen und Muttern Bolzenversagen Ultimativer Reißpunkt Reißpunkt Spannung ▶ Richtig festgezogene Bolzen benutzen dazu ihre elastischen Metalleigenschaften, d.h. um richtig eingesetzt zu sein, müssen sich Bolzen wie Zugfedern verhalten. Wenn die Mutter angezogen wird oder wenn der Bolzen im Gewinde einer Anwendung festgezogen wird, wird der Bolzen gedehnt und ist bestrebt, sich auf seine ursprüngliche Länge zu verkürzen. Diese Zugspannung drückt die verschraubten Teile wie mit einer Feder zusammen. Prüflast Das Hookesche Gesetz definiert Elastizität: Es besagt, dass die Dehnung eines Bolzens linear proportional zu dessen Belastung ist. Ein Bolzen hat einen elastischen Dehnbereich und einen plastischen Dehnbereich. Der elastische Bereich wird durch die Gültigkeit des Hookeschen Gesetzes definiert. Im elastischen Bereich verschwindet die gesamte Dehnung bei Entfernung der Zugkraft. Die Verlängerung der Schraube wächst überproportional, wenn die Belastung den Bereich der plastischen Verformung erreicht. Wird der Bolzen höher als mit der Prüflast (Höchstlast im elastischen Bereich) beansprucht, verwandelt sich die elastische Dehnung in plastische Verformung und die Dehnung steigt schneller als die Belastung. Dehnung ▶ Ein plastisch verformter Bolzen behält seine Verlängerung nach Entfernung der Zugkraft bei. Der Punkt, an dem die dauerhafte Verformung eintritt, wird als Fließgrenze bezeichnet. Steigt die Belastung noch weiter, wird der Bolzen noch bis zum Erreichen seiner spezifischen Zugfestigkeit (Ultimate Tensile Strength bzw. UTS) plastisch gedehnt bzw. verformt. Steigt die Kraft auch am UTS-Punkt noch weiter an, verformt sich der Bolzen weiter, bis er schließlich reißt. Dieser Punkt, an dem der Bolzen reisst, wird auch als Reißpunkt bezeichnet. Die Stahlqualität des Bolzens ist zu beachten, weil der elastische Bereich von ihr abhängt. Gleichmäßige Vorspannung (Restspanung) Vorspannung Ungenügend angezogen Bolzen und Muttern werden in erster Linie dazu verwendet, um eine Verbindung mit der korrekten Kraft zu beaufschlagen und das Lösen des Flansches während der Verwendung zu verhindern. Die Vorspannung bezeichnet die Kraft mit der ein Bolzen sofort nach dem Festziehen belastet ist. Ungleiche Lastverteilung auf Bolzen hat Folgendes zur Folge: • Einige Bolzen werden locker, während andere überlastet sind. • Zerquetschung der Dichtung auf einer Seite und Leck auf der gegenüberliegenden Seite. Die Vorspannung (bzw. die Restlast) ist kritisch, weil die Verbindung ihre Aufgabe nicht erfüllen kann, wenn die Last zu hoch, nicht hoch genug oder nicht gleichmäßig auf alle beteiligten Bolzen verteilt ist. Die Vorspannung wird normalerweise von der Dichtungskonstruktion bestimmt, für genauere Hinweise zu Dichtungen siehe Enerpac Integrität von Schraubverbindungen oder lassen Sie sich von Ihrem Enerpac-Händler beraten. Zu fest angezogen 1. Bolzenlockerung infolge von Schwingungen oder zyklischen Lastwechseln im Betrieb. 2. Dichtfläche Oberflächenschäden. 3. Kein Zusammendrücken. 4. Rissstelle. 5. Flanschverformung. 6. Überdehnung der Bolzen. 7. Zu starkes Zusammendrücken der Dichtung. 120 www.enerpac.com
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