Verstehen der Prinzipien der Schraubenbefestigung

1. Bolzen verstehen

Definition von Bolzen: Eine Art von Befestigungselement, das aus zwei Teilen besteht, einem Kopf und einer Schraube (Zylinder mit Außengewinde).

Klassifizierung der Bolzen:

Kopf Form: Sechskantkopf, Rundkopf, Vierkantkopf, Senkkopf, etc.

Gewinde Länge: Volles Gewinde und halbes Gewinde;

Gewindezahnform: Dreieck, Trapez, Rohrform, etc.

Richtung des Gewindes: Rechts- und linksdrehend.

Spezifikationen für Bolzen: (GB/T1237)

Die Gewindespezifikationen der Schrauben bestimmen die Spezifikationen des verwendeten Schraubenschlüssels (GB/T4388)

Durchmesser des Gewindes
d/mm
Gegenüberliegende Dimension
s/mm
Größe des Schraubenschlüssels
S/mm
Durchmesser des Gewindes
d/mm
Gegenüberliegende Dimension
s/mm
Größe des Schraubenschlüssels
S/mm
M588M182727
M61010M203030
M81313/14M223232
M101716/17M243636
M121918/19M274141
M142222M304646
M162424M365555

Leistungsstufen von Schrauben (GB/T3098.1-2010)

Die Bezeichnung der Leistungsklasse einer Schraube ist auf ihrem Kopf aufgedruckt und wird im Allgemeinen durch X und Y dargestellt.

X100 steht für den Nennwert der Zugfestigkeit des Schraubenmaterialin Einheiten von MPa.

X100 * (Y/10) stellt die Streckgrenze Wert der Schraube, in Einheiten von MPa.

Es gibt mehr als 10 Leistungsstufen, darunter 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9 und 12.9.

Hochfeste Schrauben sind Schrauben mit einer Festigkeitsklasse von 8.8 oder höher, die aus legiertem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt oder aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt hergestellt und wärmebehandelt werden (abgeschreckt und vergütet).

Gewöhnliche Schrauben, die auch als gewöhnliche Schrauben bezeichnet werden, können in veredelte Schrauben (Güteklassen A und B: 5.6 oder 8.8) und grobe Schrauben (Güteklasse C) unterteilt werden, wobei die Leistungsklassen im Allgemeinen 4.6 oder 4.8 betragen.

2. Grundsätze der Schraubverbindung

Bolzenverbindung bezieht sich auf die Verwendung von Schrauben und Muttern zur Sicherung der Verbindung von zwei Bauteilen mit Durchgangslöchern, und es ist eine lösbare Verbindung.

Die Arten von Schraubverbindungen lassen sich nach der Passung zwischen der Schraube und dem Durchgangsloch unterscheiden:

Gemeinsame Bolzenverbindung: Es gibt eine Lücke zwischen dem Loch und der Stange nach der Montage, die Struktur ist einfach, Montage und Demontage ist bequem, es kann montiert und demontiert werden mehrere Male, und es ist weit verbreitet.

Scharnierloch-Bolzenverbindung: Nach der Montage entsteht kein Spalt, er trägt hauptsächlich seitliche Lasten und kann auch zur Positionierung verwendet werden.

Funktionsprinzip der Schraubverbindung

Hooke'sches Gesetz: Wenn ein festes Material einer Spannung ausgesetzt ist, besteht eine lineare Beziehung zwischen der Spannung und der Dehnung (Einheitsverformung) im Material.

Scher- und Zuganalyse von Bolzenverbindungen (I)

Scherschraubenverbindung: Überträgt die Kraft durch die gegenseitige Kompression von Bolzenstange und Lochwand.

Schraubverbindung auf Zug: Beruht hauptsächlich auf der Vorspannung der Schraube nach dem Anziehen.

Wenn das zu verbindende Bauteil eine große Steifigkeit aufweist und die Schrauben symmetrisch angeordnet sind, trägt jede Schraube die durchschnittliche Spannung an der Verbindung.

Wenn das angeschlossene Bauteil eine geringe Steifigkeit aufweist, biegt sich der Verbindungsflansch und verformt sich, wodurch eine Hebelkraft entsteht.

Scher- und Zuganalyse von Bolzenverbindungen (II)

Neben Scher- und Zugkräften können Schraubenverbindungen auch Schwingungen, Temperaturen, seitlichen Belastungen (Wind, Strömung, Druck usw.), Laständerungen und anderen Kräften ausgesetzt sein.

Es gibt drei Methoden der Anziehen der Schrauben:

Anzugsverfahren mit Drehmoment: Das Prinzip ist, dass es eine bestimmte Beziehung zwischen der Größe des Drehmoments und der axialen Vorspannkraft gibt. Diese Anzugsmethode ist einfach und intuitiv zu bedienen und ist derzeit weit verbreitet.

Winkelanzugsverfahren: Der Drehwinkel ist proportional zur Summe der Schraubenausdehnung und der Lockerheit des angezogenen Teils. Daher kann die Methode, die Schraube in einem bestimmten Winkel zu drehen, um die gewünschte Anzugskraft zu erreichen, angewendet werden.

Streckgrenzen-Anzugsverfahren: Das theoretische Ziel ist es, die Schraube bis knapp über die Streckgrenze hinaus anzuziehen.

3. Methoden zum Anziehen von Schrauben

Anzugsmoment Methode

Aufbringen einer Vorspannkraft auf das Befestigungselement durch Drehen des Mutterteils des Befestigungselements

Das angewandte Drehmoment entspricht der 5-4-1-Regel.

Schmierung nur am Ende des Anziehens der Schrauben/Bolzen.

 Reibung des SchraubenkopfesGewindereibungVorspannung
Allgemeine Situation50%40%10%
Schmierung des Schraubenkopfes45%40%15%
Gewindeschmierung50%30%20%
Defektes Gewinde50%45%5%

Prinzip der Anzugsreihenfolge von Schrauben

Ziehen Sie schrittweise von der Mitte aus an, dann von den beiden Seiten, dann diagonal und schließlich im Uhrzeigersinn.

In der Regel wird in zwei Stufen angezogen: in der ersten Stufe mit einem Drehmoment von etwa 50% und in der zweiten Stufe mit einem Drehmoment von 100%.

Das Ende der Schraube sollte 1-3 Teilungslängen über die Mutter hinausragen.

4. Fragen, die bei der Verwendung von Schrauben zu beachten sind

1. Vor der Vorbereitung der Bolzenbaugruppe ist es notwendig:

Prüfen Sie, ob Schraube und Mutter sauber, rostfrei und frei von Graten und Unebenheiten sind.

Überprüfen Sie die Kontaktebene zwischen dem zu verbindenden Teil und der Schraube und Mutter und stellen Sie sicher, dass sie senkrecht zum Schraubenloch verläuft.

Überprüfen Sie auch den festen Sitz der Schrauben und Muttern.

2. Bei der Montage von Mutter und Unterlegscheibe sollten Mutter und Unterlegscheibe mit der Rückseite zu dem zu verbindenden Teil hin montiert werden.

Die mit Buchstaben gekennzeichnete Seite der Mutter ist die Vorderseite, die glatte Seite der Unterlegscheibe ist die Vorderseite.

3. Richtlinien für den Kraftbetrieb (nur zur Information):

Spezifikation der Schraube d/mmAngewandtes Drehmoment M/N.mOperative GrundlagenSpezifikation der Schraube d/mmAngewandtes Drehmoment M/N.mOperative Grundlagen
M63.5Nur Kraft aus dem HandgelenkM1671Erhöhung der Gesamtstärke
M88.3Kraft aus dem Handgelenk, Kraft aus dem Ellbogen hinzufügen  M20137Gesamtkörpergewicht
M1016.4Erhöhung der GesamtstärkeM24235Volles Körpergewicht hinzufügen
M1228.4Halbe Körperstärke hinzufügen / / /

4. Der Schlüssel zur Vermeidung von Schraubenlockerungen bei Schraubverbindungen liegt in der Verhinderung einer relativen Drehung der Schraubengewinde. Es gibt drei gängige Methoden zur Lösen von Schrauben:

Reibung gegen Lösen

  • Federscheibe Lockerungsschutz
  • Doppelte Mutter mit Lösesicherung
  • Selbstsichernde Mutter gegen Lösen

Mechanische Anti-Lockerung

  • Sicherungssplint gegen Lösen
  • Sicherungsscheibe gegen Lösen

Dauerhafte Anti-Lockerung

  • Abstecken gegen Lösen
  • Klebstoff gegen Lösen

5. Häufige Probleme beim Entfernen von Bolzen

Beim Lösen von Flanschbolzen an Rohrleitungen und Armaturen:

Lösen Sie zuerst die Hälfte der Schrauben aus dem Gehäuse, damit das restliche Öl, der Dampf oder das Wasser auf der gegenüberliegenden Seite abfließen kann, um Spritzer oder Verbrennungen zu vermeiden.

Bei Schrauben mit nicht lösbarem Kleber:

Der meiste Klebstoff ist eine organische Lösung und kann eine halbe Stunde lang in Bananenöl oder Alkohol eingeweicht oder mit alkoholgetränkter Baumwolle auf der Schraube abgedeckt werden. Je länger es dauert, desto mehr löst sich der Kleber auf.

Bei verrosteten Bolzen, die sich nicht mehr lösen lassen:

Sprühen Sie WD-40 und warten Sie eine halbe Stunde lang. Das Spray dringt in die Schraube ein und löst den Rost auf.

Andere Methoden: Vibration, Schmierung, Röstung, Bohren

Bei abrutschenden Bolzen, die sich nicht lösen lassen:

Ätzende Lösungen wie verdünnte Säure oder Salzsäure können den Bolzen langsam korrodieren.

Verwenden Sie Säure für Metall und Lauge für Kunststoff.

6. Häufige Missverständnisse bei der Verwendung von Schrauben

Grob anstelle von fein:

Für einige wichtige Verbindungen, wie Antriebswellen und Schwungräder, werden Feingewindebolzen verwendet.

Feingewindebolzen haben eine kleinere Steigung und einen kleineren Winkel und bieten Vorteile wie hohe Festigkeit und gute Selbstsicherungseigenschaften. Sie können Stößen, Vibrationen und Wechsellasten standhalten.

Wenn Grobgewindebolzen anstelle von Feingewindebolzen verwendet werden, können sich diese lockern oder lösen und Unfälle verursachen.

Falscher Sitz:

Schrauben, die Querkräfte und Scherkräfte aufnehmen (z. B. Antriebswellen- und Schwungradschrauben), haben Übergangspassungen mit den Schraubenlöchern. Die Baugruppe sollte solide und zuverlässig sein und Querkräften standhalten können.

Wird dies bei der Montage nicht überprüft, können große Lücken zwischen dem Bolzen und dem Bolzenloch vorhanden sein, was zu einer Lockerung des Bolzens oder zu Schnittunfällen führen kann.

Dickere Nüsse:

Falsche Sichtweise: Dickere Muttern können die Anzahl der Arbeitsgänge des Gewindes erhöhen und die Zuverlässigkeit der Verbindungen verbessern.

Je dicker die Mutter ist, desto ungleichmäßiger ist die Lastverteilung zwischen den einzelnen Gewindegängen, so dass sich die Verbindung leichter lockern kann.

Eine Mutter mit mehreren Unterlegscheiben:

Manchmal sind die montierten Bolzen zu lang, so dass einige Leute viele Federscheiben an einer Schraube.

Während des Anziehens wird die Federscheiben sind ungleichmäßigen Kräften ausgesetzt, und einige können brechen, wodurch sich die Vorspannkraft der Schraube verringert.

Oder sie erzeugen exzentrische Belastungen, die die Zuverlässigkeit der Schraubverbindung verringern.

Die Waschmaschine ist zu groß: (GB/T97.1-2002 Tabelle 1, M5 bis M36: der Innendurchmesser der Unterlegscheibe ist um 0,3 mm bis 1 mm größer als der Gewindedurchmesser)

Falsche Praxis: In Ermangelung geeigneter Unterlegscheiben wird ersatzweise eine Unterlegscheibe mit einem größeren Innendurchmesser verwendet.

Dadurch verringert sich der Kontakt zwischen der Unterseite des Schraubenkopfes und der Unterlegscheibe, was zu einer Verringerung der Drucktragfähigkeit oder der Sicherungskraft der Unterlegscheibe führt. Unter dem Einfluss von Vibrationen und Stoßbelastungen neigt die Schraube dazu, sich zu lösen.

Das Drehmoment stimmt nicht überein:

Falsche Sichtweise: Der Glaube, dass Schrauben "fest, aber nicht locker" sein sollten, was zu einer absichtlichen Erhöhung des Anzugsmoments führt.

Die Folgen: Dies führt zu einem Abrutschen oder sogar zum Bruch der Schraube.

Falsche Praxis: Bei wichtigen Schrauben, die mit Drehmoment angezogen werden müssen, neigt man dazu, einen Handschlüssel zu benutzen, um Zeit zu sparen.

Die Folgen: Die Schrauben lösen sich aufgrund eines zu geringen Drehmoments, was zu einem Ausfall führt.

Unzureichende Verriegelung: Wichtige Schrauben sollten nach der Montage mit Schraubensicherungen gesichert werden.

Ein häufiger Fehler bei der Verwendung von Splintsicherungen ist die Verwendung eines zu dünnen Splints oder eines halben Splints.

Ein häufiger Fehler bei der Verwendung von Federringen ist, dass die Öffnung des Ringes zu klein ist und seine Elastizität verliert.

Bei der Verwendung einer Sicherungsscheibe wird häufig der Fehler gemacht, die Scheibe an der Kante der Mutter zu sichern.

Bei der Verwendung von Doppelmuttern besteht ein häufiger Fehler darin, eine dünne Mutter auf der Außenseite zu verwenden und sie nicht festzuziehen.

Falsche Festung:

Die Gewinde der Schrauben, Muttern oder Löcher weisen Rostflecken oder Zunder auf, EisenspäneSandpartikel, Grate, etc.

Vor der Montage sollten sie gereinigt werden. Während des Anziehens der Schraube erreicht das Oberflächendrehmoment aufgrund der blockierenden Wirkung von Verunreinigungen den geforderten Wert, aber in Wirklichkeit sind die Verbindungsteile nicht wirklich geklemmt.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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