Wie rechnet man die Vorspannkraft aus?

da Fehlt noch der Anteil des Anzugsdrehmoments, das sich aus der Steigung und der Reibung im Gewinde ergibt. Zusätzlich ist die Streuung des Anzugsmoments über den Anziehfaktor zu berücksichtigen.

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Wie berechnet man die Vorspannkraft?
Wie kann die Vorspannkraft am Spanngurt ermittelt werden?
Was versteht man unter einer Vorspannkraft?
Was ist die Vorspannkraft bei Schrauben?

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Lukas4101

Fragesteller

08.02.2022, 12:27

Die Steigungsberechnung und d2 wird erst nach der Vorspannkraftsberechnung angefordert. Also als erstes man sollte die Reibungskraft und die Vorspannkraft berechnen

Die Montagevorspannkraft ist die erforderliche Kraft axialer Richtung, die für den Einbau einer Schraube nötig ist, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Die Kenntnis der Kraft ist erforderlich für die geeignete Auswahl des Werkstoffes beziehungsweise Festigkeitsklasse von Schraube und Mutter.

Die Montagevorspannkraft ist die Summe aller zum Anziehen einer Schraube notwendigen Kräfte. Man unterscheidet zwischen minimaler und maximaler Montagevorspannkraft. Zum Berechnen einer Schraubenverbindung müssen 3 Krafteinwirkungen auf die Schraube berücksichtigt werden:

Die Klemmkraft FK erf{\displaystyle F_{\mathrm {K\ erf} }}
, die nötig ist, um die zu fügenden Teile zu verbinden.
Der Vorspannkraftverlust infolge Setzens FZ{\displaystyle F_{\mathrm {Z} }}
, der durch das Abflachen der Rauhigkeiten der Materialoberflächen durch Druck zustande kommt. Diese Kraft muss also zusätzlich aufgebracht werden, damit die Schraube sich nicht durch Setzprozesse lockert.
Die Betriebskraft FA{\displaystyle F_{\mathrm {A} }}
, die durch dynamische oder statische Beanspruchung auf die Verbindung wirkt. Bspw. der statische Druck in einem Druckbehälter, oder die dynamische Belastung in einer Kupplung.

Die minimale Montagevorspannkraft berechnet sich wie folgt:

FM min=FK erf+FZ+(1−n⋅ΦK)FA{\displaystyle F_{\mathrm {M\ min} }=F_{\mathrm {K\ erf} }+F_{\mathrm {Z} }+(1-n\cdot \Phi _{\mathrm {K} })F_{\mathrm {A} }}

In Worten: Die minimale Montagevorspannkraft FM min{\displaystyle F_{\mathrm {M\ min} }}

ist gleich der Summe aus der erforderlichen Klemmkraft FK erf{\displaystyle F_{\mathrm {K\ erf} }}, dem Vorspannkraftverlust infolge Setzens FZ{\displaystyle F_{\mathrm {Z} }} und dem Produkt aus Betriebskraft FA{\displaystyle F_{\mathrm {A} }} mit der Summe aus 1 minus dem Produkt aus Klemmlängenfaktor (Krafteinleitungsfaktor) n{\displaystyle n}

und Kraftverhältnis ΦK{\displaystyle \Phi _{\mathrm {K} }}

n lässt sich folgendermaßen berechnen:

Abstand der Krafteinleitungspunkte dividiert durch die Klemmlänge.

Das Kraftverhältnis ΦK{\displaystyle \Phi _{\mathrm {K} }} ergibt sich aus den Nachgiebigkeiten von Schraube und Werkstück:ΦK=δPδS+δP{\displaystyle \Phi _{\mathrm {K} }={\frac {\delta _{\mathrm {P} }}{\delta _{\mathrm {S} }+\delta _{\mathrm {P} }}}}

Die maximale Montagevorspannkraft folgt aus der minimalen:

FM max=αA⋅FM min{\displaystyle F_{\mathrm {M\ max} }=\alpha _{\mathrm {A} }\cdot F_{\mathrm {M\ min} }}

Der Anziehfaktor αA{\displaystyle \alpha _{\mathrm {A} }}

berücksichtigt hierbei die durch das Anziehverfahren notwendige Toleranz. Die Art des Anziehens der Schraube muss also bei der Berechnung bekannt sein, oder es muss mit einem hohen Faktor gerechnet werden.

αA{\displaystyle \alpha _{\mathrm {A} }}Anziehverfahren1Streckgrenzengesteuertes AV1Drehwinkelgesteuertes AV1,2AV mit Längenmessung1,4–1,8*Manuelles drehmomentgesteuertes AV1,4–2,5*Motorische drehmomentgesteuertes AV* (hierbei wird oft der Mittelwert benutzt)

Ulrich Fischer: Tabellenbuch Metall. 36., neubearb. Auflage. Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal 1987, ISBN 3-8085-1086-2.

Wie berechnet man die Vorspannkraft?

Die Formeln.

FV = Vorspannkraft (neu auch STF): Vorspannkraft, die zur Sicherung der gesamten Ladung erforderlich ist. ... .

a ersetzt durch cx,y = Beschleunigung: Die Beschleunigung ist festgelegt und beträgt nach vorne 0,8 FG sowie zur Seite und nach hinten 0,5 FG ... .

µ = Gleit-Reibbeiwert: ... .

FG = Ladungsgewicht in kg..

Wie kann die Vorspannkraft am Spanngurt ermittelt werden?

Ermittlung der Vorspannkräfte Es gibt verschiedene Vorspannkraftmessgeräte, welche die tatsächliche Vorspannkraft beim Niederzurren im Zurrgurt feststellen. Angeboten werden Messgeräte, die auf den gespannten Zurrgurt geschoben werden und dann die gemessene Vorspannkraft entweder digital oder mechanisch anzeigen.

Was versteht man unter einer Vorspannkraft?

Diese Vorspannkraft ist die Zugkraft, die beim Anziehen im Verbindungselement entsteht. Diese Zugkraft wiederum erzeugt eine Klemmkraft in den verspannten Bauteilen. Die Klemmkraft dient dazu, dass sich die Bauteile weder zueinander bewegen noch aufklaffen.

Was ist die Vorspannkraft bei Schrauben?

Die Vorspannkraft Eine davon ist die Spannung, die beim ersten Anziehen eines Befestigungselements entsteht. Wenn sich die Schraube ausdehnt, werden die Teile zwischen der Schraube und der Mutter zusammengedrückt und erhöhen damit die sogenannte Klemmkraft bis zum Ende des Anziehvorgangs.