Kursangebot | Maschinenelemente 2 | Gesamtbelastung bei statischer und dynamischer Betriebskraft

Maschinenelemente 2

Gesamtbelastung bei statischer und dynamischer Betriebskraft

Gesamtbelastung der Schraubenverbindung bei statischer Betriebskraft

Bevor wir nun eine Gleichung für die Gesamtbelastung der Schraube herleiten, fassen wir die bisherigen Kenntnisse zusammen:

Merke

Hier klicken zum Ausklappen1. Es liegen die Belastungsanteile $ F_{SA} $ und $ F_{PA} $ im Betrieb vor.

2. Das Versagen einer Schraubenverbindung kann entweder durch ein Abreißen der Schraube oder durch einen Klemmkraftverlust verursacht werden. 

3. Mit Hilfe der Nachgiebigkeiten von Schraube und verspannten Teilen sowie der Betriebskraft lassen sich die Kräfte berechnen.

Schraube

Von den obigen Punkten ausgehend, errechnet sich die Gesamtbelastung der Schraube bei einer statisch auftretenden Betriebskraft durch:

Methode

Hier klicken zum AusklappenGesamtbelastung Schraube: $ F_S = F_M + F_{SA} \rightarrow F_S = F_M + \Phi_K \cdot F_A $ 

Merke

Hier klicken zum AusklappenDie Gesamtbelastung der Schraube bildet sich aus der Summe von Montagekraft $ F_M $ und anteiliger Zusatzbelastung $ F_{SA} $ der Betriebskraft. 

Verspannte Teile

Die bei den verspannten Teilen auftretende Klemmkraft errechnet sich dann durch:

Methode

Hier klicken zum AusklappenGesamtbelastung verspannte Teile/Restklemmkraft: $ F_K = F_M - F_{PA} \rightarrow F_K = F_M - ( 1 - \Phi_K) \cdot F_A $ 

Merke

Hier klicken zum AusklappenDie Gesamtbelastung der verspannten Teile setzt sich aus der Differenz von Montagekraft $ F_M $ und anteiliger Zusatzbelastung $ F_{PA} $ der Betriebskraft zusammen. 

Gesamtbelastung der Schraubenverbindung bei dynamischen Betriebskräften

Treten dynamische Betriebskräfte auf, also variierende Belastungen, so empfiehlt es sich sowohl für die Schraube als auch die verspannten Teile, gemittelte Belastungswerte und Auschlagsbelastungswerte zu ermitteln. Besonders anschaulich und einfach gestaltet sich die Berechnung einer sinusförmigen Betriebskraft. 

Für die Schraube ergibt sich eine zusätzliche Belastung von:

Methode

Hier klicken zum AusklappenZusatzbelastung: $ F_{SA} = \omega_K \cdot \frac{F_A}{2} = \frac{F_{SA}}{2} $

Die mittlere Schraubenkraft $ F_{SM} $ ist dann entpsrechend:

Methode

Hier klicken zum Ausklappenmittlere Schraubenkraft: $ F_{SM} = F_M + \omega_K \cdot \frac{F_A}{2} $