Schraubenverbindungen: Grundlagen, Berechnung, Eigenschaften, Handhabung
Gespeichert in:
| Vorheriger Titel: | Wiegand, Heinrich Schraubenverbindungen |
|---|---|
| Format: | Elektronisch E-Book |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
2007
|
| Ausgabe: | 5. Aufl. |
| Schlagworte: | |
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| ISBN: | 9783540212829 9783540684701 |
| DOI: | 10.1007/978-3-540-68470-1 |
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|---|---|
| _version_ | 1806176561545609216 |
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Einführung 1
1.1 Zur Geschichte der Schraube 1
1.2 Zum Inhalt des Buches 3
Literatur 4
2 Normung 5
2.1 Gewindenormung 6
2.1.1 Begriffe und Bezeichnungen 6
2.1.2 Gewindesysteme 6
2.1.3 Metrisches ISO Gewinde 7
2.2 Maßnonnen (Produktnormen) 12
2.3 Grundnormen 19
2.3.1 Grundmaßnormen 20
2.3.2 Technische Lieferbedingungen 21
Literatur 46
3 Werkstoffe 47
3.1 Allgemeines 47
3.2 Werkstoffe für Schrauben und Muttern bei mechanischer
Beanspruchung 48
3.2.1 Zugfestigkeiten unterhalb 800N/mm2 48
3.2.2 Zugfestigkeiten zwischen 800 und 1400 N/mm2 50
3.2.3 Zugfestigkeiten oberhalb 1400 N/mm2 52
3.2.4 Schraubenverbindungen für den Leichtbau 54
3.3 Werkstoffe für Schraubenverbindungen bei
Komplexbeanspruchung 55
3.4 Technische Lieferbedingung des DSV für Schraubenstähle mit
erhöhten Anforderungen 55
3.5 Einfluss der wichtigsten Legierungselemente auf die mechanisch¬
technologischen Eigenschaften von Stählen 58
Literatur 60
4 Berechnung von Schraubenverbindungen 63
4.1 Einführung 63
4.2 Kraft Verformungs Verhältnisse 64
4.2.1 Montagezustand 64
4.2.2 Betriebszustand 77
4.3 Rechenschritte 104
VIII Inhaltsverzeichnis
4.4 Grafische Darstellung der Kräfte und Verformungen 117
4.4.1 Kraft Verformungskennlinie des spannenden Teils
(der Schraube) 117
4.4.2 Kraft Verformungskennlinie der verspannten Teile 118
4.4.3 Betriebskraft FA (zwischen S V und P Vparallel zu VO
durch K) 118
4.4.4 Betriebskraft FA für partielles Aufklaffen
der Trennfuge, für FAab FA FAKa 118
4.4.5 Betriebskraft FA für Kantentragen, für FA FAKa 118
4.5 Berechnungsbeispiel Pleuelschraubenverbindung 118
Literatur 134
5 Tragfähigkeit von Schraubenverbindungen bei mechanischer
Beanspruchung 135
5.1 Tragfähigkeit bei zügiger Beanspruchung 135
5.1.1 Freies belastetes Schraubengewinde 141
5.1.2 Schraubenschaft 143
5.1.3 Gewindeauslauf und Kopf Schaft Übergang 144
5.1.4 Schraubenkopf 145
5.1.5 Ineinandergreifende Gewinde 151
5.1.6 Überlagerte Biegung 166
5.1.7 Flächenpressung 167
5.2 Tragfähigkeit bei Schwingbeanspruchung 169
5.2.1 Spannungszustand und Schädigungsmechanismen 169
5.2.2 Einflüsse auf die Dauerhaltbarkeit
von Schraubenverbindungen 172
5.2.3 Schadensbeispiel und Abhilfemaßnahmen 198
5.2.4 Prüfung der Dauerhaltbarkeit
von Schraubenverbindungen 203
Literatur 205
6 Korrosion und Korrosionsschutz von Schraubenverbindungen 209
6.1 Einführung 209
6.2 Grundlagen der Korrosion 210
6.3 Korrosionsarten 216
6.3.1 Korrosionsarten ohne mechanische Beanspruchung 217
6.3.2 Korrosionsarten mit zusätzlicher mechanischer
Beanspruchung 219
6.4 Möglichkeiten des Korrosionsschutzes 225
6.4.1 Korrosionsgerechte konstruktive Gestaltung 226
6.4.2 Einsatz nichtrostender Stähle 228
6.4.3 Oberflächenüberzüge 232
6.4.4 Beeinflussung des Korrosionsmediums 246
6.4.5 Maßnahmen zur Verminderung der Gefahr einer
Wasserstoff induzierten verzögerten Sprödbruchbildung.... 246
Inhaltsverzeichnis IX
6.5 Prüfung des Korrosionsschutzes 248
6.6 Normen 249
Literatur 254
7 Schraubenverbindungen bei hohen und tiefen Temperaturen 257
7.1 Schraubenverbindungen bei hohen Temperaturen 257
7.1.1 Einführung 257
7.1.2 Temperaturabhängigkeit der Werkstoffeigenschaften 258
7.1.3 Einfluss der Temperatur auf die Betriebseigenschaften
von Schraubenverbindungen 265
7.2 Schraubenverbindungen bei tiefen Temperaturen 290
7.3 Werkstoffe für hohe und tiefe Temperaturen 291
7.3.1 Werkstoffe für hohe Temperaturen 291
7.3.2 Werkstoffe für tiefe Temperaturen 292
7.4 Normen und Regelwerke 293
Literatur 294
8 Montage von Schraubenverbindungen 297
8.1 Einführung 297
8.2 Anziehdrehmoment und Vorspannkraft 297
8.2.1 Gewindedrehmoment MG 299
8.2.2 Kopfreibungsmoment MKR 303
8.2.3 Anziehdrehmoment MA 306
8.2.4 Reibungszahlen 307
8.2.5 Einflüsse auf das Reibungsverhalten 307
8.3 Beanspruchung und Haltbarkeit von Schrauben Verbindungen
beim Anziehen 315
8.3.1 Beanspruchung und Haltbarkeit
von Schraubenbolzen und Mutter 315
8.3.2 Beanspruchung und Haltbarkeit
von Kraftangriffsflächen und Montagewerkzeugen 323
8.4 Montageverfahren 327
8.4.1 Anziehen von Hand 331
8.4.2 Anziehen mit Verlängerungsmessungen 333
8.4.3 Torsionsfreies Anziehen 336
8.4.4 Drehmomentgesteuertes Anziehen 339
8.4.5 Streckgrenzgesteuertes Anziehen 345
8.4.6 Drehwinkelgesteuertes Anziehen 350
8.4.7 Impulsgesteuertes Anziehen 354
8.4.8 Vergleichende Beurteilung verschiedener
Anziehverfahren Fehlererkennung 355
8.5 Motorisches Anziehen 356
8.5.1 Drehschrauber 362
8.5.2 Drehschlagschrauber 363
X Inhaltsverzeichnis
8.6 Automatisierte Schraubenmontage 365
8.6.1 Die Schraubengestaltung 365
8.6.2 Automatengerechte Lieferqualität
der Verbindungselemente 370
8.6.3 Die Montageeinrichtung 374
8.6.4 Die zu verbindenden Bauteile 375
Literatur 376
9 Selbsttätiges Lösen und Sichern von Schraubenverbindungen 379
9.1 Die Bedeutung der Vorspannkraft für die Betriebssicherheit 379
9.2 Ursachen eines Vorspannkraftverlusts 379
9.2.1 Lockern 381
9.2.2 Selbsttätiges Losdrehen 382
9.3 Maßnahmen zur Vermeidung eines unzulässig
großen Vorspannkraftverlusts 385
9.3.1 Sicherungsmaßnahmen gegen Lockern 386
9.3.2 Sicherungsmaßnahmen gegen selbsttätiges Losdrehen 391
9.4 Wirksamkeit und Anwendungsgrenzen
von Schraubensicherungen 408
Literatur 410
Index 413
i
|
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung 1
1.1 Zur Geschichte der Schraube 1
1.2 Zum Inhalt des Buches 3
Literatur 4
2 Normung 5
2.1 Gewindenormung 6
2.1.1 Begriffe und Bezeichnungen 6
2.1.2 Gewindesysteme 6
2.1.3 Metrisches ISO Gewinde 7
2.2 Maßnonnen (Produktnormen) 12
2.3 Grundnormen 19
2.3.1 Grundmaßnormen 20
2.3.2 Technische Lieferbedingungen 21
Literatur 46
3 Werkstoffe 47
3.1 Allgemeines 47
3.2 Werkstoffe für Schrauben und Muttern bei mechanischer
Beanspruchung 48
3.2.1 Zugfestigkeiten unterhalb 800N/mm2 48
3.2.2 Zugfestigkeiten zwischen 800 und 1400 N/mm2 50
3.2.3 Zugfestigkeiten oberhalb 1400 N/mm2 52
3.2.4 Schraubenverbindungen für den Leichtbau 54
3.3 Werkstoffe für Schraubenverbindungen bei
Komplexbeanspruchung 55
3.4 Technische Lieferbedingung des DSV für Schraubenstähle mit
erhöhten Anforderungen 55
3.5 Einfluss der wichtigsten Legierungselemente auf die mechanisch¬
technologischen Eigenschaften von Stählen 58
Literatur 60
4 Berechnung von Schraubenverbindungen 63
4.1 Einführung 63
4.2 Kraft Verformungs Verhältnisse 64
4.2.1 Montagezustand 64
4.2.2 Betriebszustand 77
4.3 Rechenschritte 104
VIII Inhaltsverzeichnis
4.4 Grafische Darstellung der Kräfte und Verformungen 117
4.4.1 Kraft Verformungskennlinie des spannenden Teils
(der Schraube) 117
4.4.2 Kraft Verformungskennlinie der verspannten Teile 118
4.4.3 Betriebskraft FA (zwischen S'V und P'Vparallel zu VO
durch K) 118
4.4.4 Betriebskraft FA für partielles Aufklaffen
der Trennfuge, für FAab FA FAKa 118
4.4.5 Betriebskraft FA für Kantentragen, für FA FAKa 118
4.5 Berechnungsbeispiel Pleuelschraubenverbindung 118
Literatur 134
5 Tragfähigkeit von Schraubenverbindungen bei mechanischer
Beanspruchung 135
5.1 Tragfähigkeit bei zügiger Beanspruchung 135
5.1.1 Freies belastetes Schraubengewinde 141
5.1.2 Schraubenschaft 143
5.1.3 Gewindeauslauf und Kopf Schaft Übergang 144
5.1.4 Schraubenkopf 145
5.1.5 Ineinandergreifende Gewinde 151
5.1.6 Überlagerte Biegung 166
5.1.7 Flächenpressung 167
5.2 Tragfähigkeit bei Schwingbeanspruchung 169
5.2.1 Spannungszustand und Schädigungsmechanismen 169
5.2.2 Einflüsse auf die Dauerhaltbarkeit
von Schraubenverbindungen 172
5.2.3 Schadensbeispiel und Abhilfemaßnahmen 198
5.2.4 Prüfung der Dauerhaltbarkeit
von Schraubenverbindungen 203
Literatur 205
6 Korrosion und Korrosionsschutz von Schraubenverbindungen 209
6.1 Einführung 209
6.2 Grundlagen der Korrosion 210
6.3 Korrosionsarten 216
6.3.1 Korrosionsarten ohne mechanische Beanspruchung 217
6.3.2 Korrosionsarten mit zusätzlicher mechanischer
Beanspruchung 219
6.4 Möglichkeiten des Korrosionsschutzes 225
6.4.1 Korrosionsgerechte konstruktive Gestaltung 226 '
6.4.2 Einsatz nichtrostender Stähle 228
6.4.3 Oberflächenüberzüge 232
6.4.4 Beeinflussung des Korrosionsmediums 246
6.4.5 Maßnahmen zur Verminderung der Gefahr einer
Wasserstoff induzierten verzögerten Sprödbruchbildung. 246
Inhaltsverzeichnis IX
6.5 Prüfung des Korrosionsschutzes 248
6.6 Normen 249
Literatur 254
7 Schraubenverbindungen bei hohen und tiefen Temperaturen 257
7.1 Schraubenverbindungen bei hohen Temperaturen 257
7.1.1 Einführung 257
7.1.2 Temperaturabhängigkeit der Werkstoffeigenschaften 258
7.1.3 Einfluss der Temperatur auf die Betriebseigenschaften
von Schraubenverbindungen 265
7.2 Schraubenverbindungen bei tiefen Temperaturen 290
7.3 Werkstoffe für hohe und tiefe Temperaturen 291
7.3.1 Werkstoffe für hohe Temperaturen 291
7.3.2 Werkstoffe für tiefe Temperaturen 292
7.4 Normen und Regelwerke 293
Literatur 294
8 Montage von Schraubenverbindungen 297
8.1 Einführung 297
8.2 Anziehdrehmoment und Vorspannkraft 297
8.2.1 Gewindedrehmoment MG 299
8.2.2 Kopfreibungsmoment MKR 303
8.2.3 Anziehdrehmoment MA 306
8.2.4 Reibungszahlen 307
8.2.5 Einflüsse auf das Reibungsverhalten 307
8.3 Beanspruchung und Haltbarkeit von Schrauben Verbindungen
beim Anziehen 315
8.3.1 Beanspruchung und Haltbarkeit
von Schraubenbolzen und Mutter 315
8.3.2 Beanspruchung und Haltbarkeit
von Kraftangriffsflächen und Montagewerkzeugen 323
8.4 Montageverfahren 327
8.4.1 Anziehen von Hand 331
8.4.2 Anziehen mit Verlängerungsmessungen 333
8.4.3 Torsionsfreies Anziehen 336
8.4.4 Drehmomentgesteuertes Anziehen 339
8.4.5 Streckgrenzgesteuertes Anziehen 345
8.4.6 Drehwinkelgesteuertes Anziehen 350
8.4.7 Impulsgesteuertes Anziehen 354
8.4.8 Vergleichende Beurteilung verschiedener
Anziehverfahren Fehlererkennung 355
8.5 Motorisches Anziehen 356
8.5.1 Drehschrauber 362
8.5.2 Drehschlagschrauber 363
X Inhaltsverzeichnis
8.6 Automatisierte Schraubenmontage 365
8.6.1 Die Schraubengestaltung 365
8.6.2 Automatengerechte Lieferqualität
der Verbindungselemente 370
8.6.3 Die Montageeinrichtung 374
8.6.4 Die zu verbindenden Bauteile 375
Literatur 376
9 Selbsttätiges Lösen und Sichern von Schraubenverbindungen 379
9.1 Die Bedeutung der Vorspannkraft für die Betriebssicherheit 379
9.2 Ursachen eines Vorspannkraftverlusts 379
9.2.1 Lockern 381
9.2.2 Selbsttätiges Losdrehen 382
9.3 Maßnahmen zur Vermeidung eines unzulässig
großen Vorspannkraftverlusts 385
9.3.1 Sicherungsmaßnahmen gegen Lockern 386
9.3.2 Sicherungsmaßnahmen gegen selbsttätiges Losdrehen 391
9.4 Wirksamkeit und Anwendungsgrenzen
von Schraubensicherungen 408
Literatur 410
Index 413
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