Beachte
Zwar nicht formell aufgehoben, aber durch Wegfall der gesetzlichen
Grundlage (Art. 48 Verwaltungsentlastungsgesetz, BGBl. Nr. 277/1925)Grundlage (Artikel 48, Verwaltungsentlastungsgesetz, Bundesgesetzblatt Nr. 277 aus 1925,)
gegenstandslos (vgl. § 34 Abs. 2, BGBl. Nr. 211/1992).gegenstandslos vergleiche Paragraph 34, Absatz 2,, Bundesgesetzblatt Nr. 211 aus 1992,).
Text
XII. Berechnung der Schrauben und Verschraubungen.römisch zwölf. Berechnung der Schrauben und Verschraubungen.
A. Allgemeines.
Die nachstehenden Vorschriften setzen normale Verhältnisse voraus. Erheblichen zusätzlichen Beanspruchungen ist besonders Rechnung zu tragen.
Verschraubungen, die lösbar bleiben müssen, sollen von heißen Gasen nicht bestrichen werden.
Das Gewinde soll den Normen entsprechen und muß sauber geschnitten sein.
Schrauben unter M 16(5/8") Außendurchmesser sind möglichst zu vermeiden, Schrauben unter M 12 (1/2") Außendurchmesser sind unzulässig. Absetzen des Schraubenschaftes unter den Kerndurchmesser obiger Gewindegrenzen ist ebenfalls unzulässig.
Muttern mit Normalhöhen nach den Normen genügen den sicherheitstechnischen Anforderungen.
B. Berechnung.
Im folgenden sind bezeichnet mit
P die Gesamtbelastung der Verschraubung in kg,
n die Anzahl der Schrauben,
P der auf eine Schraube entfallende Teil der Gesamtbelastung in
1
kg,
d der Durchmesser des Schraubenkerns in mm,
d der rechnerische Rohdurchmesser der Schraube,
o
k die Berechnungsstreckgrenze des Schraubenwerkstoffes in
kg/mm2,
s
Sigma die Zugfestigkeit des Schraubenwerkstoffes in kg/mm2,
B
x ein Zahlenbeiwert, der in der Formel das Verhältnis zwischen
k und der rechnerisch zulässigen Beanspruchung des
5
Werkstoffes ausdrückt,
Phi ein Zahlenbeiwert, der die Güte der werkstattechnischen
Ausführung und bei höheren Temperaturen die hiedurch bedingte Erhöhung des allgemeinen Gefahrenmomentes berücksichtigt.
1
Bei kreisförmiger Anordnung der Schrauben und gleichmäßiger Verteilung ist die Belastung der einzelnen Schraube
P
P = --- (kg), ...................... (23)
1 n
2
(D + 2/3 b) x Pi x p
i
wobei P >= ------------------------ ist.
400
Hierin bedeutet:
D = den lichten Durchmesser der zu verbindenden Teile in mm,
i
b = die Breite der Dichtfläche in mm,
p = höchstzulässiger Betriebsdruck in atü.
Bei rechteckigen und ovalen Platten kann, gleiche Schraubenteilung vorausgesetzt, angenommen werden, daß die am stärksten belastete Schraube die Belastung
P x e
P = --------(kg) ........................... (24)
1 2 Pi r
zu übernehmen hat.
Hierin bedeutet:
r = der geringste Abstand der Schrauben vom Schwerpunkt der
gedrückten rechteckigen oder ovalen Fläche in mm,
e = die Schraubenteilung in mm.
Die Gesamtbelastung der Verschraubung P ist sinngemäß, wie unter Absatz a angeführt, zu berechnen.
Der Durchmesser des Schraubenkerns d und der rechnerische
Rohdurchmesser der Schrauben d stehen von 10 bis 60 mm
o
Kerndurchmesser in folgendem Zusammenhang:
d + 6
o
d = --------
1.1
Durch die Beziehung wird die zulässige Beanspruchung des Werkstoffes in Abhängigkeit gesetzt von der Größe (Dicke) der Schrauben.
Bei allen Schrauben mit d > 60 mm Kerndurchmesser ist d = d .
o
4. Die Berechnungsstreckgrenze k .
s
a) Bei unlegiertem und unvergütetem Flußstahl kann k bei
s
Betriebstemperaturen bis 200 Grad der nachfolgenden Zahlentafel entnommen werden:
über über über über über über
Sigma bis 40 40 - 45 45 - 50 50 - 55 55 - 60 60 - 70 70 - 85
B
--------------------------------------------------------------------
k 22 23 26 28 31 34 40
s
Bei Temperaturen über 200 Grad muß die Warmstreckgrenze
berücksichtigt werden. Sie kann bis 450 Grad Betriebstemperatur aus der Kaltstreckgrenze so berechnet werden, daß für je 20 Grad Mehrtemperatur über 200 Grad eine Minderung von 4% angenommen wird.
Höhere Berechnungstreckgrenzen k können in die Berechnung
s
nur dann eingesetzt werden, wenn ein entsprechender Werkstoffnachweis durch Sachverständige beigebracht wird.
Bei legierten und vergüteten Sonderwerkstoffen ist die Berechnungsgrenze k nachzuweisen.
s
Der Zahlenwert x kann in der Regel bei unlegiertem und
unvergütetem Flußstahl mit 2.5 gewählt werden. Bei Sonderwerkstoffen, deren besondere Festigkeitseigenschaften nachgewiesen sind, kann vorläufig x bis auf 2 herabgesetzt werden.
Der Zahlenwert Phi nimmt je nach den zu erwartenden
Betriebstemperaturen und Güte der werkstattechnischen Ausführung die folgenden Werte an:
Fall 1: Bis 200 Grad zulässig. Rohe Ausführung der Schrauben,
Muttern, Schraubensitze und Dichtungsfläche, Kesseldruck nicht über 8 kg/cm2.
Phi = 0.5.
1
Fall 2: Bis 300 Grad zulässig. Gute Ausführung der Schrauben und Muttern, bearbeitete Dichtungsflächen
Phi = 0.75.
2
Fall 3: Bis 300 Grad zulässig. Gute Ausführung der Schrauben und Muttern, gut bearbeitete Sitze und Dichtungsflächen
Phi = 1.
3
Fall 4: Über 300 Grad bis 450 Grad zulässig. Gute Ausführung
der Schrauben und Muttern, gut bearbeitete Sitze und Dichtungsflächen. Je 20 Grad Mehrtemperatur über 300 Grad ist Phi in der Regel um 4% niedriger anzunehmen. Damit wird
(t - 300)
Phi = 1 - 0.04 -----------
4 20
Für die Berechnung des Durchmessers des Schraubenkernes d
gelten die folgenden Beziehungen:
P x 4 x X
2 1
I. d = ---------------
o k x Pi x Phi
s
2
(d + 6)
2 ( o )
II. d = ----------
1.1
Hieraus folgt der Durchmesser d des Schraubenkernes bei Durchmessern bis 60 mm zu
-------------------------
/ P
/ 1 4 x X 1
d = / ------ x ---------- x ---- + 5.5 (mm)
/ 1.21 Pi x Phi k
V s
----------------
/ P
/ X 1
d = / 1.05 ----- x ---- + 5.5 (mm) .................. (25)
V Phi k
s
Ergibt sich der Kerndurchmesser der Schrauben d > 60 mm, so kann d unmittelbar aus Formel I berechnet werden (d ist dann gleich d zu Ergibt sich der Kerndurchmesser der Schrauben d > 60 mm, so kann d unmittelbar aus Formel römisch eins berechnet werden (d ist dann gleich d zu
o
setzen).
Bei Temperaturen über 450 Grad ist die höchste Beanspruchung
des Schraubenwerkstoffes aus den gewählten Abmessungen zu errechnen und mit der Dauerstandfestigkeit des verwendeten Werkstoffes zu vergleichen. Die höchste auftretende Spannung muß in ausreichendem Maße unterhalb der Dauerstandfestigkeit bei der höchsten Betriebstemperatur liegen.