Festigkeit/Anzugsdrehmoment, Aluwelle

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Hallo liebe Gemeinde,
ich hoffe, dass mir hier jmd. weiterhelfen kann.
Ich habe eine Hohlwelle (Außendurchmesser 40mm Wandstärke 10mm) aus Aluminium und möchte diese auf Zug belasten (2,5kN). Die Kraft soll an einer Platte angreifen, die mit einer Wellenmutter (M35x1,5) mit der Welle verbunden werden soll.
Die Platte wird mit 10kn belastet und auf 4 Wellen verschraubt, es sollten also keine Momente auftreten, nur die Zugbelastung von 2,5kN pro Welle (Der Begriff Welle täuscht auch etwas, es handelt sich um eine statische Vorrichtung die sich nicht bewegt sondern nur statisch belastet wird.
Ich möchte nun die Festigkeit der Schraubverbindung prüfen und das erforderliche Anzugsdrehmoment bestimmen, habe aber leider keine Idee, wie ich das anstellen soll, kann mir da evt. jmd. helfen?

Grüße

#2

Hallo Julian,

kannst du vielleicht eine Skizze machen von der Verschraubung mit der Platte, wie das aussieht ist mir noch nicht ganz klar.
Vielleicht kann ich dir dann helfen.

Gruß notna

#3

Hallo und danke erstmal für das Feedback,
ich habe einmal eine Skizze hochgeladen, hoffe daraus wir es deutlichen!
http://s3.directupload.net/file/d/2443/3imcfpm7_jpg.htm

Der Lilafarbene Teil ist das Gewinde und von oben wird die Wellenmutter (M35x1,5) verschraubt, über die eine axiale Kraft von 2,5kN eingeleitet wird. Die Durchgangsbohrung wollte ich mit 35,5mm wählen, Außerdurchmesser der Welle sind 40mm und Innendruchmesser 20mm

#4

kleine Hilfe
Hallo Julian,
vielleicht kommst Du sogar selber auf die Umrechnung:
Das Übersetzungsverhältnis ergibt sich analog zur schiefen Ebene ( wenn Du Dir die Seitenansicht des Gewindeganges stark vergrößert vorstellst ).
Da gibt es einen Steigungswinkel, der sich aus dem Rillenabstand und dem Umfang berechnen lässt ( Pi nicht vergessen ). Das Anziehdrehmoment liefert die Kraft ( wieder fließt Pi ein und kürzt sich somit insgesamt wieder ´raus ).
Um genau zu sein, muss auch die Reibung berücksichtigt werden.

Zur Überprüfung kannst Du Dir auch eine Tabelle suchen, die sowohl Anzugsdrehmomente als auch Spannkräfte für Schraubenverbindungen enthält. Daraus kannst Du Dir das Übersetzungsverhältnis dann errechnen.
Viel Erfolg und schönen Tag
Thomas

#5

Hallo Thomas,
ich bin mir nicht ganz sicher, ob du mich richtig verstanden hast. Was ich berechnen möchte ist ein Nachweiß, dass meine Schraubenverbindung unter den oben genannten Belastungen ausreichend dimensioniert ist.
Ich bin mir leider nicht ganz sicher wie ich da vorgehe…
Dazu kommt das Problem, dass ich in meinen Tabellen immer nur Werte für Stahlschrauben finde und keine für Aluminiumgewinde.

Bezieht sich deine Antwort auf diese Fragestellung? Wenn ja, dann habe ich Sie lieder nicht verstanden.

Danke trotzdem für deine Antwort!
Gruß Julian

#6

Naja und dazu gehört dann, dass ich ein Anzugsdrehmoment bestimme, wo es mir aber mehr darum geht, welche Vorspannkraft ich nehmen muss…

#7

Hallo

Im Folgenden Link ist die Berechnung in einem Excelblatt dargestellt:
http://www.schweizer-fn.de/test/forum/Schraubenberec…
Der kritische Punkt an der Verschraubung ist die Pressung an der Rohrschulter mit dem Flansch. Über die zul. Pressung des Alu-Rohr (Rp*XW) ergibt sich die max. Vorspannung.
Das Anziehdrehmoment siehe Formel.
Die Belastung von 2500 N stellt bei einer Ausnutzung von 0,8 keine große zusätzliche Belastung für die Verschraubung dar.

Bei den Eingabewerten habe ich die Daten von M36x1,5 eingegeben da ich keine Gewindetabelle für M35x1,5 greifbar habe.

Hoffe dass ich dein Problem richtig verstanden habe (siehe Skizze).

Gruß notna

#8

Hallo notna,
zunächst mal vielen vielen Dank, das ist genau die Problematik die ich meinte!
Eine Frage habe ich aber noch:
Der den Ausnutzungsgrad hast du sehr hoch gewählt, womit sehr hohe Kräfte entstehen… Kann ich nicht auch einen kleineren Ausnutzungsgrad nehmen oder wonach richtet der sich?
Und die Flächenpressung an dem kritischen Punkt rechne ich dann mit der zul. Vorspannkraft durch, richtig?

Nochmals vielen Dank für die tolle Hilfe!

Gruß Julian

#9

Hallo Julian

Bei einer klassischen Schraubenverbindung (2 Flansche mit Durchgangsschraube) wird der Ausnutzungsgrad hoch gewählt um eine Selbstsicherung der SV zu erreichen und bei dynamischer Belastung, dass in der Trennfuge keine Bewegungen auftreten (Reibkorrosion).
Bei deiner statischen Belastung (gehe davon aus) ist das nicht unbedingt erforderlich.

Die Vorspannkraft ergibt sich aus zul. Flächenpressung (Rp*XW) * Pressungsfläche.

Gruß notna

#10

Hallo notna,
gibt es denn da vorgaben welche Ausnutzungsgrade man verwenden muss? Die Wellenmutter hat eine Selbstsicherung und ich hätte jetzt einfach eine geringen Ausnutzungsgrad gewählt, damit die flächenpressung nicht so groß wird, so etwa 0,2 oder so, geht das?

Und nochmals vielen herzlichen Dank für deine Hilfe!

Gruß Julian

#11

Hallo Julian

wie gesagt wenn du keine dynamische Belastung hast, kannst du mit Ausnutzungsgrad 0,2 rechnen. Bei reiner Zugkraft ist das ok.

Gruß notna

#12

Ok nochmal vielen herzlichen Dank für die Hilfe!

#13

Hallo,

was soll diese Konstruktion tragen? Geräte, Anderes oder Menschen? Somit sollte schon ein mal der Sicherheitsfaktor abgeklopft werden. Menschen mit s=8, anderes je nach Belastung mit Stoßfaktoren, statisch nach H oder HZ?

Rohr mir Da=40. Ist mit Sicherheit nach H6 gezogen. Warum dann kein Gewinde M40? Die Tragzahlen gibt Dir das Tabellenbuch - natürlich skaliert auf den Al-Werkstoff.

Warum 4 Stangen? Die Frage ist wg. dem statisch unbestimmten System. Wie Dir sicherlich bekannt ist, so ist nur ein System mit 3 Trägern (Zugstäben, Druckstäben) statisch bestimmt.

Wie sieht es mit der Grundplatte aus? Entspricht diese den Anforderungen des Regelwerks?

Bitte mehr Informationen

Gruß Kapok