Dimensionierung von Schraubenverbindungen: Lösung: Unterschied zwischen den Versionen
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'''1)''' Für die Verschraubung des Deckels eines Druckbehälters sind Festigkeitsklasse und Anzahl der im Entwurf festgelegten Sechskantschrauben M20 ''überschlägig'' zu ermitteln. Es wird ein [[Wellendichtring]] (d<sub> a</sub> = 650 mm, d<sub> i</sub> = 610 mm) eingelegt. Der Behälter hat einen Innendurchmesser von d<sub> i</sub> = 600 mm und steht unter dem konstanten inneren Gasdruck p<sub> e</sub> = 8 bar. | '''1)''' Für die Verschraubung des Deckels eines Druckbehälters sind Festigkeitsklasse und Anzahl der im Entwurf festgelegten Sechskantschrauben M20 ''überschlägig'' zu ermitteln. Es wird ein [[Wellendichtring]] (d<sub> a</sub> = 650 mm, d<sub> i</sub> = 610 mm) eingelegt. Der Behälter hat einen Innendurchmesser von d<sub> i</sub> = 600 mm und steht unter dem konstanten inneren Gasdruck p<sub> e</sub> = 8 bar. | ||
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| + | d<sub>a</sub> = 650 mm | ||
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| + | d<sub>i</sub> = 610 mm | ||
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| + | p<sub>e</sub> = 8 bar = 80 N/cm<sup>2</sup> | ||
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| + | Sechskantschrauben M 20 | ||
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| + | d<sub>h</sub>=22 mm | ||
| + | (aus RM TB 8-8) | ||
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| + | ''ges. :'' | ||
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| + | Anzahl und Festigkeitsklasse der Schrauben | ||
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| + | auf den Deckel wirkende Druckkraft F = ? | ||
| + | der größte zulässige Schraubenabstand l<sub>a</sub> = ? | ||
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| + | '''Lösungsweg:''' | ||
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| + | Berechnung des größten zulässigen Schraubenabstand l<sub>a</sub>: | ||
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| + | l<sub>a</sub> / d<sub>h</sub> ≤ 5 | ||
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| + | l<sub>a</sub> ≈ 5 × d<sub>h</sub> | ||
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| + | l<sub>a</sub> ≈ 5 × 22 mm ≈ 110 mm | ||
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| + | Berechnung der Schraubenanzahl n: | ||
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| + | n ≈ D × π / l<sub>a</sub> | ||
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| + | n ≈ 700 mm × π / 110 mm ≈ <u>20</u> | ||
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| + | Berechnung des mittleren Dichtungsdurchmesser d<sub>m</sub>: | ||
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| + | d<sub>m</sub> = [(d<sub>a</sub> - d<sub>i</sub>) / 2] + d<sub>i</sub> | ||
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| + | d<sub>m</sub> = [(650 mm - 610 mm) / 2] + 610 mm = 630 mm | ||
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| + | Berchnung der Druckkraft: | ||
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| + | F = p<sub>e</sub> × d<sub>m</sub><sup>2</sup> × π / 4 | ||
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| + | F = 80 N/cm<sup>2</sup> × (63 cm)<sup>2</sup> × π / 4 | ||
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| + | F = 249379 N ≈ 249,4 KN | ||
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| + | Berechnung der Betriebskraft pro Schraube F<sub>B</sub>: | ||
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| + | F<sub>B</sub> = F / n = 249,4 / 20 = 12,46 KN | ||
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| + | Hinweis: Bei Dehnschrauben, bei exzentrisch angreifender Betriebskraft F<sub>B</sub> sind die Durchmesser der nächsthöheren Laststufe zu wählen. In der Tabelle 8-13 in Zeile " stat. axial " müsste bei zentrischem Kraftangriff in der Spalte " bis 16 kN " abgelesen werden, bei exzentrischem Kraftangriff ist aber die nächsthöhere Laststufe zu wählen, es gilt die Spalte " bis 25 kN ". | ||
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| + | Nach der Tabelle 8-13, in der Spalte " bis 25 kN ", sind für Nenndurchmesser 20 ( M 20 ) Festigkeitsklassen 4.8 und 5.6 empfohlen. Es werden Schrauben der gängigen Festigkeitsklasse 5.6 genommen. | ||
Version vom 11. Oktober 2008, 03:06 Uhr
Lösung: 1) Für die Verschraubung des Deckels eines Druckbehälters sind Festigkeitsklasse und Anzahl der im Entwurf festgelegten Sechskantschrauben M20 überschlägig zu ermitteln. Es wird ein Wellendichtring (d a = 650 mm, d i = 610 mm) eingelegt. Der Behälter hat einen Innendurchmesser von d i = 600 mm und steht unter dem konstanten inneren Gasdruck p e = 8 bar.
geg. :
da = 650 mm
di = 610 mm
D = 700 mm
pe = 8 bar = 80 N/cm2
Sechskantschrauben M 20
dh=22 mm (aus RM TB 8-8)
ges. :
Anzahl und Festigkeitsklasse der Schrauben
auf den Deckel wirkende Druckkraft F = ?
der größte zulässige Schraubenabstand la = ?
Lösungsweg:
Berechnung des größten zulässigen Schraubenabstand la:
la / dh ≤ 5
la ≈ 5 × dh
la ≈ 5 × 22 mm ≈ 110 mm
Berechnung der Schraubenanzahl n:
n ≈ D × π / la
n ≈ 700 mm × π / 110 mm ≈ 20
Berechnung des mittleren Dichtungsdurchmesser dm:
dm = [(da - di) / 2] + di
dm = [(650 mm - 610 mm) / 2] + 610 mm = 630 mm
Berchnung der Druckkraft:
F = pe × dm2 × π / 4
F = 80 N/cm2 × (63 cm)2 × π / 4
F = 249379 N ≈ 249,4 KN
Berechnung der Betriebskraft pro Schraube FB:
FB = F / n = 249,4 / 20 = 12,46 KN
e)
Hinweis: Bei Dehnschrauben, bei exzentrisch angreifender Betriebskraft FB sind die Durchmesser der nächsthöheren Laststufe zu wählen. In der Tabelle 8-13 in Zeile " stat. axial " müsste bei zentrischem Kraftangriff in der Spalte " bis 16 kN " abgelesen werden, bei exzentrischem Kraftangriff ist aber die nächsthöhere Laststufe zu wählen, es gilt die Spalte " bis 25 kN ".
Nach der Tabelle 8-13, in der Spalte " bis 25 kN ", sind für Nenndurchmesser 20 ( M 20 ) Festigkeitsklassen 4.8 und 5.6 empfohlen. Es werden Schrauben der gängigen Festigkeitsklasse 5.6 genommen.
