Anzugsdrehmomente für metrische Standardschrauben
Die nachfolgend angeführten Anzugsdrehmomente basieren auf der französischen Norm E 25-030.
Die resultierende Zugspannung beträgt etwa 85 % der Streckgrenze des Schraubenmaterials.
Der globale berücksichtigte Reibungskoeffizient beträgt 0,15 und entspricht Schrauben aus verzinktem Stahl ohne speziellem Einsatz von Schmiermittel. Bei einem Reibwert von 0,1 (geschmierten Zustand) sollten die Drehmomentwerte nur etwa 80 % der Tabellenwerte betragen. Wenn der Reibungskoeffizient 0,2 (trocken) beträgt, sollte der Wert etwa 115 % der Werte in der Tabelle betragen.
Schraubenklassifizierung:
Die Mindestfestigkeit von ISO-M-Stahlschrauben ist mit 2 Ziffern angegeben.
Die erste Zahl ist 1/100 der Endfestigkeit des Materials Su in MPa.
Die erste Zahl multipliziert mit der zweiten ergibt 1/10 der Streckgrenze Sy des Materials in MPa.
Beispiel: Klasse 12.9
12 x 100 ==> Endfestigkeit Su beträgt mindestens 1200 MPa,
12 x 9 x 10 ==> Streckgrenze Sy beträgt mindestens 1080 MPa
Verhalten vorgespannter Schrauben
Die Axialkraft in vorgespannten Schrauben (angezogenen Schrauben) ändert sich nicht proportional mit den aufgebrachten Lasten. Das Verhalten der Schraube hängt primär vom Vorspannungswert (der Vorspannung) und der relativen Zugsteifigkeit der Schraube und der durch die Schraube zusammengehaltenen Teile ab.
Als Beispiel werden perfekt starre Teile verwendet welche durch eine Schraube zusammengezogen werden.
Angenommen, die Schraube wurde mit einer Vorspannung versehen. Dann hätte das Aufbringen einer äußeren Zugkraft (Last) auf die Schraube keinen Einfluss auf die Axialkraft in der Schraube, es sei denn, sie ist größer als die Vorspannung. Siehe die Abbildung unten.
Beispiel:
Schraube mit Vorspannung vonv100 N.
Dementsprechend beträgt die Kraft in der Schraube 100 N und folglich werden die beiden Teile mit einer Kraft von
100 N zusammengepresst. Fügt man eine Last von 30 N hinzu dann wird die Kontaktkraft auf 70 N reduziert (100N – 30N) ,die Zugkraft in der Schraube bleibt jedoch 100 N.
In der Realität sind die durch eine Schraube befestigten Teile nicht vollkommen steif.
Die Komplexität der einfachen Schrauben und Muttern wird häufig unterschätzt. Eine vollständig angezogene Schraube verhält sich anders als eine lockere Schraube. Die voll angezogene Schraubverbindung übersteht problemlos Millionen von Lastwechseln, eine Verbindung aus nicht angezogenen Schrauben versagt häufig innerhalb weniger Zyklen. Der Grund für dieses Verhalten ergibt sich wie eine Schraubverbindung eine extern Last trägt – eine vollständig angezogene Schraube trägt nur einen kleinen Teil der von außen aufgebrachten Last.
Im nachfolgenden Link werden Details zu den Grundlagen der Schraubverbindungstechnik und insbesondere zur Mechanik des Kraftübertragungsmechanismus in solchen Verbindungen vorgestellt.
http://www.boltscience.com/pages/basics2.htm
In statischen Studien führt die Definition von Schrauben zu zwei aufeinanderfolgenden Analysedurchläufen:
1. Der definierte Vorspannungswert wird verwendet, um die Schraubverbindung vorzuspannen. Die Analyse wird ohne weitere Belastung durchgeführt. Dann werden die Zugkräfte in den Schrauben ermittelt und mit den Vorspannungswerten für jede Schraube verglichen.
2. Basierend auf der Differenz zwischen den Zugkräften in den Schrauben und den Vorspannungswerten die für jede Schraube eingegeben wurden, wird intern ein neuer angepasster Vorspannungswert berechnet. Die in jeder Schraube erhaltenen neuen Zugkräfte entsprechen der ursprünglich gewünschten Vorspannung.
3. Die Analyse wird erneut mit allen Lasten und der intern angepassten Vorspannung für jedes Schraubverbindungsglied durchgeführt.