Anzugsmoment von Schrauben berechnen??

[da_real_tobi]

Hellou Leute

Hab da ein kleines Problem beim berechnen. Komme da irgwie nicht auf das richtige Resultat.


Nehemn wir an: Ich will das maximale, zulässige Anzugsmoment einer M14 12.9er Schraube berechnen.

Steigung 2mm

Spannungsquerschnitt M14=115,44mm^2
Streckgrenze M14= 1080N/mm^2 x 115,44mm^2=124675,2N

Zulässige Belastung ist also 124675,2N

Hier di Formel für das Anzugsmoment


F1=F2 x P / 2 x Pi x r

F1=(124675,2N x 2mm) / (2 x 3,14 x 1000mm)

F1=39,7N auf 1M Hebel

Also 39,7Nm


Dies kann jedoch nicht das richtgie Resultat sein eine M14 wird nach Tabellen mit 240Nm angezogen.

Kann mir jemand sagen was ich falsch mache??


Vielen Dank:D

gruss tobi:D

[da_real_tobi]

soo huubi kollegen wo seit iihr??:lol:

[da_real_tobi]

was los mit euch. hier muss doch einer wissen wie man das anzugsmoment einer schraube berechnet :lol2:

[Moskito561]

Hallo

Für mich gilt ,.. nach feste kommt ab ,..:hollau:

aber hier (http://www.schrauben-lexikon.de/td3-werkstoffe-stahl.asp) kannst du dich schlau lesen.

[K e v]

Erforderliches Anzugsmoment=0,22*F*d

mit F ist die axiale Kraft gemeint mit der die Schraube belastet wird, d meint den Gewindedurchmesser und anstatt des = steht bei mir hier ein Rund-Zeichen also ist die 0,22 warscheinlich irgendwie gekürzt.

Quelle: Lehrblätter Maschinenelemente TU Ilmenau

Gruß Kevin

[indestructible]

Hi,

schonmal was vom Reibungskoeffizienten gehört? Da tritt nämlich ganz rein zufällig Reibung zwischen den Gewindeflanken auf, wenn man die Schraube eindreht. ;)
Und wenn man das berücksichtigt, dann kommt man auch auf ein Anzugsmoment in entsprechender Höhe.

Gruß Andreas

[mastermaisi]

Eventuell eine blöde Frage, ABER, in welchem Heli hast du eine M14 Schraube und das ganze auch noch in 12.9???:lol2: :lol2:


mfg Thomas

[Helios]

Hallo Tobi,

ich versuche mal Deinen Rechengang nachzuvollziehen.

Zunächst ermittelst Du den bei der Spannungsberechnung zu berücksichtigenden Querschnitt (Spannungsquerschnitt). Dann ermittelst Du aus dem Schraubenkennwert 12.9 die zulässige Streckgrenze von 1080N/mm2. Soweit so gut. Aus beiden Werten kann man die maximal zulässige Kraft ermitteln indem man die allgemeine Spannungsgleichung für den Zugstab (sigma=F/A) umstellt. Du betrachtest somit die Schraube als glatten Zugstab. Du berücksichtigst weder die Kerbwirkung noch irgendwelche Sicherheitsfaktoren.

Mit der so gewonnen max. zulässigen Kraft gehst Du in eine Berechnung des Anzugsmomentes, die ich nicht nachvollziehen kann. Davon abgesehen stimmt Deine Gleichung seitens der Dimensionen nicht. Eine Kraft x mm /mm ergibt eine Kraft und kein Moment. Da stimmt also was nicht.

Ganz allgemein muss bei der Bemessung von Anzugsmomenten an Schrauben die Reibung am Kopf und die Reibung im Gewinde berücksichtigt werden. Beim Anziehen von Schrauben geht durch diese Reibungen ein Großteil des Anzugsmomentes verloren. Nur ein Bruchteil landet als Vorspannung in der Schraube selbst. Daher kann man das Anzugsmoment nicht einfach aus der maximal zulässigen Kraft in einer Schraube rechnen.

In die Bemessung des Anzugsmomentes geht somit neben der Montagevorspannkraft, die Steigung des Gewindes, der Reibwert im Gewinde, der Flankendurchmesser des Gewindes, der Reibwert an der Kopfauflage und der mittlere Auflageradius mit ein.

Diese Zusammenhänge kann man in den einschlägigen Lehrbüchern der Maschinenelemente (Decker, Roloff/Mateck, Haberauer/Bodenstein u.a.) sehr schön nachlesen. Alternativ kannst Du auch mal in die VDI-Richtlinie 2230 zur Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen schauen. Aber Vorsicht - da wird es sehr "technisch".

Gruß Dieter

[Robert Englmaier]

Vielleicht sind die aus dem Gyro- Fake Thread auf M14 umgestiegen!;D

Robert

[da_real_tobi]

Hi,

schonmal was vom Reibungskoeffizienten gehört? Da tritt nämlich ganz rein zufällig Reibung zwischen den Gewindeflanken auf, wenn man die Schraube eindreht. ;)
Und wenn man das berücksichtigt, dann kommt man auch auf ein Anzugsmoment in entsprechender Höhe.

Gruß Andreas

hallo andreas

ja klar die reibung, jedoch wird das kaum die 200N ausmachen.

zur vereinfachung hab ich die Reibung mal ausgelassen.

Da muss irgetwas anderes nicht stimmen. das ich nur 39Nm bekomme statt die über 200Nm.


WWeis aber grad voll nicht was. Denn in den Büchern ist es genau diese Formel hmmm????? grosses ?????? bei mir grad


gruss TOBI:D

ist weiterhin dankbar für Hinweise:D

[da_real_tobi]

Hallo Tobi,

ich versuche mal Deinen Rechengang nachzuvollziehen.

Zunächst ermittelst Du den bei der Spannungsberechnung zu berücksichtigenden Querschnitt (Spannungsquerschnitt). Dann ermittelst Du aus dem Schraubenkennwert 12.9 die zulässige Streckgrenze von 1080N/mm2. Soweit so gut. Aus beiden Werten kann man die maximal zulässige Kraft ermitteln indem man die allgemeine Spannungsgleichung für den Zugstab (sigma=F/A) umstellt. Du betrachtest somit die Schraube als glatten Zugstab. Du berücksichtigst weder die Kerbwirkung noch irgendwelche Sicherheitsfaktoren.

Mit der so gewonnen max. zulässigen Kraft gehst Du in eine Berechnung des Anzugsmomentes, die ich nicht nachvollziehen kann. Davon abgesehen stimmt Deine Gleichung seitens der Dimensionen nicht. Eine Kraft x mm /mm ergibt eine Kraft und kein Moment. Da stimmt also was nicht.

Ganz allgemein muss bei der Bemessung von Anzugsmomenten an Schrauben die Reibung am Kopf und die Reibung im Gewinde berücksichtigt werden. Beim Anziehen von Schrauben geht durch diese Reibungen ein Großteil des Anzugsmomentes verloren. Nur ein Bruchteil landet als Vorspannung in der Schraube selbst. Daher kann man das Anzugsmoment nicht einfach aus der maximal zulässigen Kraft in einer Schraube rechnen.

In die Bemessung des Anzugsmomentes geht somit neben der Montagevorspannkraft, die Steigung des Gewindes, der Reibwert im Gewinde, der Flankendurchmesser des Gewindes, der Reibwert an der Kopfauflage und der mittlere Auflageradius mit ein.

Diese Zusammenhänge kann man in den einschlägigen Lehrbüchern der Maschinenelemente (Decker, Roloff/Mateck, Haberauer/Bodenstein u.a.) sehr schön nachlesen. Alternativ kannst Du auch mal in die VDI-Richtlinie 2230 zur Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen schauen. Aber Vorsicht - da wird es sehr "technisch".

Gruß Dieter

Alles richtig XD

Das resultat gibt eine Kraft und nicht direkt ein Drehmoment. Korrekt!

Aber ich hab mit einem Hebelradius von 1000mm gerechnet (sieht man in der Rechnung).

Dann eben die 39N auf einen Hebelradius von 1000mm erbgibt meiner Meinung nach die 39Nm.

bin ich da falsch??

zur vereinfach hab ich mal die Reibung weggelassen. sollte ja nich extrem viel ausmachen. XD

gruss Tobi:D

[da_real_tobi]

Erforderliches Anzugsmoment=0,22*F*d

mit F ist die axiale Kraft gemeint mit der die Schraube belastet wird, d meint den Gewindedurchmesser und anstatt des = steht bei mir hier ein Rund-Zeichen also ist die 0,22 warscheinlich irgendwie gekürzt.

Quelle: Lehrblätter Maschinenelemente TU Ilmenau

Gruß Kevin

sorry aber diese formal kann wohl gar nicht stimmen XD^^

0,22 x 124675,2 x 14mm= 383999,6 Nm öööhm jaaa:lol2::lol2:

schaft auch nur KingKong^^

gruss Tobi

[Luckylouds]

Musst Du etwas fürs Studium ausrechnen oder so??????

Wenn nicht würd ich die Schraube einfach anziehen, abreissen kannst Du die eh nicht mehr, ausser mit ner 2 Meter Verlängerung vielleicht.

Grüße Dino

[da_real_tobi]

Musst Du etwas fürs Studium ausrechnen oder so??????

Wenn nicht würd ich die Schraube einfach anziehen, abreissen kannst Du die eh nicht mehr, ausser mit ner 2 Meter Verlängerung vielleicht.

Grüße Dino

nein bei der arbeit ist mir erst gerade eine M14 gebrochen als ich mit 200Nm angezogen habe.

Jetzt würd mich halt interessieren wie mann das Anzugsmoment berechnet und ab wie viel Drehmoment sie Reissen würde.

Gruss Tobi :D

wo sind den hier die Ingenieure?

[jduggen]

Hallo,

das schaut man in der Tabelle nach! Wenn Du umbedingt rechnen willst dann:

Fv=Ma/r2*tan(a+p`)+µa*ra.

Nach Ma draft Du das dann selber umstellen.

Viele Grüße

Jörg

[da_real_tobi]

Hallo,

das schaut man in der Tabelle nach! Wenn Du umbedingt rechnen willst dann:

Fv=Ma/r2*tan(a+p`)+µa*ra.

Nach Ma draft Du das dann selber umstellen.

Viele Grüße

Jörg

Dankee!!

Kannst du noch schreiben was die Parameter bedeuten??

Ein Beispiel dazu wäre auch noch wunderbar:D

gruss TObi

[K e v]

sorry aber diese formal kann wohl gar nicht stimmen XD^^

0,22 x 124675,2 x 14mm= 383999,6 Nm öööhm jaaa:lol2::lol2:

schaft auch nur KingKong^^

gruss Tobi

Sorry aber das ist grober Schwachsinn...
du rechnest Koeffizient* Wert in Newton*Wert in mm und kommst auf Nm?

es sind 383999,6Nmm was 383,9996Nm entspricht..... und das ist der Wert für das erforderliche Anzugsmoment bei der Belastung die maximal ist so wie er das ausgerechnet hat....
Er wird die Schraube aber auch nicht mit der Kraft belasten können weil wie schön erwähnt jeglicher Sicherheitsfaktor fehlt.

Außerdem geht die Schraubendimensionierung ja für gewöhnlich andersrum als er das gerechnet hat... erforderliche Kraft-->mit dieser wird erforderlicher Querschnitt ermittelt damit dann der Durchmesser und dann das Anzugsmoment.

Das ganze lässt sich sicher noch weitaus technischer darstellen aber als Faustformel kann man sie sicherlich verwenden... ich hab die Formel auch nur aus dem Skript von meinem Maschinenenelementeprof und der hat sich das sicher nich aus den Fingern gesogen.

Gruß Kev

[jduggen]

Dankee!!

Kannst du noch schreiben was die Parameter bedeuten??

Ein Beispiel dazu wäre auch noch wunderbar:D

gruss TObi


Hallo Tobi,

tan(a+p`) = 0,306 für Stahl auf Stahl
ra=1,4*r (Angriff derKopfreibung)
r2= nach Tabelle D/2-10% ( bei M10 r2= 4,5mm)
µa=0,15 je nach Werkstoffen

nach Alfred Böge S. 260

Jörg

[da_real_tobi]

Sorry aber das ist grober Schwachsinn...
du rechnest Koeffizient* Wert in Newton*Wert in mm und kommst auf Nm?

es sind 383999,6Nmm was 383,9996Nm entspricht..... und das ist der Wert für das erforderliche Anzugsmoment bei der Belastung die maximal ist so wie er das ausgerechnet hat....
Er wird die Schraube aber auch nicht mit der Kraft belasten können weil wie schön erwähnt jeglicher Sicherheitsfaktor fehlt.

Außerdem geht die Schraubendimensionierung ja für gewöhnlich andersrum als er das gerechnet hat... erforderliche Kraft-->mit dieser wird erforderlicher Querschnitt ermittelt damit dann der Durchmesser und dann das Anzugsmoment.

Das ganze lässt sich sicher noch weitaus technischer darstellen aber als Faustformel kann man sie sicherlich verwenden... ich hab die Formel auch nur aus dem Skript von meinem Maschinenenelementeprof und der hat sich das sicher nich aus den Fingern gesogen.

Gruß Kev

hallo

stimmt sorry sind ja mm XD

gut mit den 380Nm sind wir da schon besser dran.

Noch ein bischen zuviel würd ich sagen

Nach Tabellen 240Nm doch noch ein rechter Unterschied XD

trozdem danke:D

gruss tobi

[Chapi]

Hi

Da es mir langweilig war und es mich auch Interessierte habe ich mal ne Excel Tabelle erstellt.
Auf das richtige Ergebnis komme ich damit.
Aber ohne Gewähr ;D

Gruß
Chapi

[Steffen 2.0]

Ähm, wenn man die Schraube jetzt so festknallt das der querschnitt gerade noch nicht bricht, dann kann man doch was man da jetzt zusammengeschraubt hat (z.B. nen Haken an eine Platte) nicht mehr belasten oder sehe ich das falsch?

[da_real_tobi]

Hi

Da es mir langweilig war und es mich auch Interessierte habe ich mal ne Excel Tabelle erstellt.
Auf das richtige Ergebnis komme ich damit.
Aber ohne Gewähr ;D

Gruß
Chapi

Hallo CHapi

Echt geiil, dies müsste stimmen:D bravo!!

Schöne Tabelle!

Wo hast du den die Formel für die Berechnung versteckt?

Find die im excel irgwie nicht. Schreibgeschützt oder was? XD


Gruss Tobi

[JMalberg]

...
Wo hast du den die Formel für die Berechnung versteckt?

Find die im excel irgwie nicht. Schreibgeschützt oder was? XD
...
Wieso? Stehen doch drin! ;) :)

[Chapi]

:hi:

Die Formel dazu findest du hier (http://lmgtfy.com/?q=schraubenanzugsmoment+berechnen) :csmoke:

Chapi-_-

[da_real_tobi]

:hi:

Die Formel dazu findest du hier (http://lmgtfy.com/?q=schraubenanzugsmoment+berechnen) :csmoke:

Chapi-_-

Excellent:D

mercii!!

[da_real_tobi]

Ähm, wenn man die Schraube jetzt so festknallt das der querschnitt gerade noch nicht bricht, dann kann man doch was man da jetzt zusammengeschraubt hat (z.B. nen Haken an eine Platte) nicht mehr belasten oder sehe ich das falsch?

Das find ich auch ne ganz interessante Frage. :D

Wenn man logisch denkt, dann darf man ja die zwei zusammengeschraubten Bauteile kaum mehr belasten sonst steigt ja der Druck in der Schraube.
Also vorrallem bei axialen Belastungen. Sonst wirkt ja die Flächenpressung.

Weiss einer Bescheid?

Das Thema geht weiter haha

gruss Tobi

[Chapi]

Ich mach mal kurz ne Excel Tabelle


Nee...........War nur Spaß:lol2:

[da_real_tobi]

haha chapi :lol2::lol:

nee aber weisst du etwas darüber?

von der neun frage:D XD

gruss tobi

[Chapi]

Hab hier (http://www.bossard.com/tools/torque/index.cfm?languageID=2) den Nachfolger von meiner Excel Tabelle gefunden;D

[da_real_tobi]

Hab hier (http://www.bossard.com/tools/torque/index.cfm?languageID=2) den Nachfolger von meiner Excel Tabelle gefunden;D

naja ist mir fast ein bischen zu einfach mit dem bossard ding:lol2:


hei was ist jetzt mit der anderen frage?

wenn ne schraube schon bis zur grenze angezogen ist: wie kann die dann noch axiale kräfte aufnehemen???

gruss tobi

[Luckylouds]

Hallo Leute,


also bei dem ganzen Schrauben anzugsgedöns gehts meines Wissens eigentlich nur darum, die Schrauben in den "gedehnten", also vorgespannten Zustand zu bekommen, um Quasi eine Selbstsicherung zu erreichen.

Wenn eine Schraube durch das Anzugsdrehmoment schon kurz vor dem zerreissen ist, ist das Anzugsmoment in meinen Augen zu hoch gewählt.

Dieser "Ausdehn" Bereich ist bei ner 12.9 relativ schmal, daher kann es in meinen Augen durchaus mal vorkommen dass so eine Schraube abknallt, wenn Sie vieleicht nen kleinen Schuss hatte. Die 12.9 haben einfach keinen "weichen " Bereich.

Korrigiert mich bitte wenn ich daneben liege.

Grüße Dino

[da_real_tobi]

Schraubenanzugsgedöns:lol2:

ia ich würd halt auch sagen wenn die schraube axialbelastet wird: muss dann die streckgrenzenausnutzung runtergenommen werden.

Also wir sehen soo ne schraube kann ganz schön kompliziert sein:D

gruss tobi

[JMalberg]

Aber gerade diese 12.9 werden weniger axial als radial belastet benutzt, wie als Blattschrauben.

[Steffen 2.0]

Nicht umsonst sind das mehrere Vorlesungen bei einem Maschinenbaustudium ;) Nächstes Semester kann ich mehr sagen :D

[Luckylouds]

Also wenn ne Schraube axial oder schwingend belastet wird, würd ich auf ne "weichere" Schraube gehen, z.B. ne 8.8 (Das ist so die Standardschraube im Maschinenbau). Die kann das besser als ne 12.9

Ne 12.9 macht bei Scherkräften (Blattschraube) durchaus Sinn.....wie JMalberg schon sagte.


Grüße Dino

[Helios]

Hallo Tobi,

hier http://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.php/Dimensionierung_von_Schraubenverbindungen sind die Zusammenhänge was Schraubendimensionierung, Belastungen, Anzugsmomente, dynamische Kraftwirkungen etc. anbelangt sehr schön dargestellt.
So etwas lernt ein Maschinenbauingenieur im Studium. Und selbst die tun sich manchmal schwer damit.

Von der Theorie her dürfen Schrauben nur auf Zug belastet werden. Also keine Scherung, Biegung oder sonstwas. Das muss bei der Konstruktion beachtet werden. Treten Scherung oder Biegung auf werden Bolzen/ Stifte (ggf. zusätzlich) verwendet.

Die Montagevorspannkraft dient dazu an den Montageflächen der Bauteile Reibung zu erzeugen. Über diese Reibung wird dann Kraft transportiert (vereinfacht ausgedrückt). Bei Schrauben spricht man gerne vom sogenannten "kombinierten Form-/Reibschluß". Die Schraube und die verschraubten Platten kann man sich an der Stelle wie eine Kombination von Federn vorstellen. Durch die elastische Schraubendehnung und die elastische Plattenzusammendrückung wird quasi Kraft gespeichert. Wird einer solchen vorgespannten Verbindung eine äussere Zusatzkraft überlagert, wird die Schraube zusätzlich belastet, die Platten aber entlastet. Das führt zum sogenannten Vorspannverlust. Erklärt werden diese Zusammenhänge z.B. im Schrauben-Verspannungsschaubild.

Ist der Vorspannverlust so groß, dass keine Restklemmkraft übrigbleibt, kommt es zum Lockern der Schraubenverbindung. Beim Anziehen der Schraube tritt übrigens auch schon ein Vorspannverlust durch "Setzen" ein. Der entsteht durch Einebnen der Rauhigkeitsspitzen an den Bauteilen. Dadurch werden die Oberflächen geglättet. Auch dass muss korrekterweise in der Auslegung einer Schraubenverbindung beachtet werden.

Wenn Du das alles nicht sofort verstehst - keine Panik. Es gibt etliche "Gebildete", die Ingenieur im Titel tragen und das bis heute nicht geblickt haben.

Aber Du hattest danach gefragt. Jetzt musst Du damit klarkommen.

Gruß Dieter

[Dirk Albrecht]

Dieter hat Recht,

das berechnen einer Schraubverbindung ist eine komplexe Angelegenheit. Da spielen viele Sachen mit rein (Betriebskraft, Dehnung der Schraube, Qualität, Abmessungen der Schraube, Setzen der verschraubten Teile, Reibung u.s. w.).

Um das anziehen einfacher gängiger Schrauben zu vereinfachen git es jedoch Tabellen, in denen sind die Schraube, die Quälität derselben (z. Bsp. 8.8), das Material wo sie reingeschraubt wird sowie, ganz wichtig, Reibwerte angegeben. Man kann sich dann das Anzugsmoment für "seine" Schraube raussuchen. Der größte Unsicherheitfaktor sind die Reibwerte, die können massiv schwanken, man nimmt halt Standartwerte an.
Solche Tabellen gibt es z. Bsp. von der Fa. Würth.



Grüße
Dirk

[echnaton]

Hallo zusammen
zur Info
das ist ein Forum für RC Helicopter und nicht für Dampfmaschinen

[scrat]

Dann geht noch die Beanspruchungsart (statisch oder schwellend) und der Schraubfall ein. http://www.plarad.de/fileadmin/redaktion/%23Deutsche%20PDFs/Te_In_DE-Schraubfall.pdf Entsprechend wird dann das Schraubverfahren gewählt: http://www.ibes-electronic.de/Schulungsunterlagen_Neutral.pdf

[Helios]

Hallo zusammen
zur Info
das ist ein Forum für RC Helicopter und nicht für Dampfmaschinen

was soll der Hinweis? Die Schraube ist das am häufigsten eingesetzte Maschinenelement und findet sich auch in Modellhelis (wenngleich die Schrauben dort sehr klein sind und nicht immer bestimmungsgemäß verwendet werden).

Schrauben sind sicher auch das vielseitigste und variantenreichste Maschinenelement. Allein durch den Handel mit diesen Teilen sind weltumspanende Konzerne (Würth, Berner etc.) entstanden.

Wenn die Dampfmaschine für alte und überholte Technik stehen soll - für Schrauben gilt das nicht.

Gruß Dieter

[JMalberg]

@Helios: Nicht die Trolle füttern;)


Belastungsfall: Grundsätzlich kann doch wegen der drehenden Massen für Helis immer schwellende Belastung angenommen werden?

[Helios]

@Helios: Nicht die Trolle füttern;)


alles klar - falle doch immer wieder darauf rein


Belastungsfall: Grundsätzlich kann doch wegen der drehenden Massen für Helis immer schwellende Belastung angenommen werden?

wie kommst Du darauf?

Bei einer schwellenden Belastung ändert sich der Kraft- oder Momentenwert zwischen Null und Maximum. Am Rotorblatt hast Du auch wechselnde Anteil. Im Rahmen der zyklischen Verstellung ändert das Blatt seinen Pitchwert von Minimum auf Maximum und umgekehrt. So gesehen wechselnd mit positivem und negativem Maximum (Mittelwert ist Null). Dem überlagert ist Pitch. Somit hat man eigentlich den allgemeinen dynamischen Lastfall. Wechselbelastung mit einem Mittelwert ungleich Null. Die Wechselbelastung ist bei den dynamischen Lastfällen der kritischste, bei dem die Festigkeit (Dauerfestigkeit) am stärksten abgesenkt wird. Insofern würde ich an der Stelle immer unter Annahme wechselnder Belastungen rechnen.

Hier mal ein wenig mehr zu dem Thema http://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.php/Festigkeitsberechnung. Ist aber auch keine leicht verdauliche Kost.

Gruß Dieter