VDI 2230 Blatt 2
Systematische Berechnung hochbeanspruchter Schraubenverbindungen - Mehrschraubenverbindungen
Auf einen Blick
- Englischer Titel
-
Systematic calculation of highly stressed bolted joints - Multi bolted joints
- Erscheinungsdatum
- 2014-12
- Herausgeber
- Produkt- und Prozessgestaltung
- Autor
- Getriebe und Maschinenelemente
- Zugehörige Handbücher
- Seitenanzahl
- 93
- Erhältlich in
- Deutsch, Englisch
- Kurzreferat
-
Die Richtlinie gibt dem Konstrukteur oder Berechnungsingenieur Hilfestellung bei der Ermittlung und Separation der höchst belasteten Einschraubenverbindung innerhalb eines Schraubenfelds (Mehrschraubenverbindung). Dies erfolgt durch die Beschreibung unterschiedlicher Berechnungsansätze sowie deren systematische Darstellung in Bezug auf die Vorgehensweise sowie den Möglichkeiten und Grenzen. Mit den dabei errechneten Belastungs- und Berechnungsgrößen wird die Qualität der sich anschließenden funktions- und betriebssicheren Auslegung nach VDI 2230 Blatt 1 deutlich verbessert. Die Richtlinie gilt für hochfeste Schraubenverbindungen aus Stahl mit Befestigungsgewinde, das heißt für Festigkeitsklassen 8.8 bis 12.9 bzw. 70 und 80 und einer kraftschlüssigen Übertragung der Betriebsbelastung, die grundsätzlich an den verspannten Bauteilen bzw. deren Struktur angreift. Für Schrauben aus anderen Werkstoffen, bei niedrigeren Festigkeitsklassen oder bei von DIN ISO 898-1 abweichenden Festigkeiten kann die Richtlinie sinngemäß angewendet werden.
FAQ
Antwort:
Kurz vorab zur Eräuterung: F_Mzul ist die Beanspruchbarkeit der Schraube (bei drehmomentgesteuerter Montage) unter der kombinierten Beanspruchung aus Gewindemoment und Vorspannkraft. Mit dieser Größe wird die maximale Montagevorspannkraft verglichen (vgl. VDI 2230 Blatt 1, Gl. R7/3). Die maximale Montagevorspannkraft F_Mmax, oder besser gesagt die Vorspannkraft, die die Schraube maximal bei der Montage erfahren kann, ergibt sich aus der minimalen Montagevorspannkraft (als Mindestanforderung bezüglich Abheben, Gleiten, …, also das was man minimal für die Funktion der Verbindung benötigt) multipliziert mit dem Anziehfaktor (wg. Unschärfe des Montageverfahres, der Reibung, ...). F_Mmax beschreibt die Beanspruchung und F_Mzul die Beanspruchbarkeit. Die Werte für F_MTab sind letztlich konkret ausgerechnete Werte für F_M,zul („Bei 90%iger Ausnutzung der Mindeststreckgrenze R_p0,2min kann die Montagevorspannkraft F_Mzul = F_MTab aus Tabelle A1 bis Tabelle A4 entnommen werden.“ VDI 2230 Blatt 1 R7). Die in der Tabelle ebenfalls angegebenen Montagemomente ergeben sich entsprechend nach VDI 2230 Blatt 1 Gl. (R13/1).
Wenn ich Ihre Frage richtig interpretiere, dann kommen Sie sozusagen von der anderen Seite. Wenn Sie die Verbindung mit dem zu F_MTab gehörenden Montagemoment montieren, erhalten Sie in der Verbindung eine Montagevorspannkraft von F_MTab(µ_G=µ_Gmin)=F_Mzul=F_Mmax. Durch die Streuung des Montageverfahrens müssen Sie davon ausgehen, dass Sie geringere Montagevorspannkräfte erhalten können. Da F_M=F_Mzul die maximale Montagevorspannkraft abdeckt (also =F_Mmax), berechnen Sie nun die minimale über F_Mmin = F_Mmax/alpha_A. Aus F_Mmin können Sie nun mit f_Z, F_th, usw. die minimale Klemmkraft für diesen Fall abschätzen.
Antwort:
Hier die Auskunft unserer Experten im VDI-Fachausschuss:
Es handelt sich bei Tabelle A7 um ein Näherungsverfahren, dass sich in den meisten Fällen bewährt hat. Aufschluss über die Richtigkeit gibt es dann im Rechenschritt R7.
Sie sind prinzipiell richtig vorgegangen. Ihr Fall ist nun aber ein eher seltener, da vergleichsweise ähnliche Axial- und Quer- bzw. Normalkräfte vorliegen. Prüfen Sie bitte in R7, ob M10 ausreicht!
