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HeinzF
Anmeldungsdatum: 05.11.2019
Beiträge: 2
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 HeinzF Verfasst am: 05. Nov 2019 15:19 Titel: Schraubenberechnung Querkraft |
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Meine Frage:
Hallo,
ich benötige mal eure Hilfe, da ich schon längere Zeit komplett aus der Thematik raus bin.
Auf der Skizze ist die Schraubenverbindung zu sehen die ich berechnen möchte.
Es geht dabei um die 4 rechten Schrauben (Detail "X").
Ich hoffe ich habe alle benötigten Informationen in Skizze angegeben.
Meine Ideen:
Um das zu vereinfachen habe ich mir gedacht, das ich nur die unteren 4 Schrauben betrachte. Wenn ich die Schrauben von links nach rechts mit 1-4 durchnummeriere, denn gehe ich davon aus, das an der Schraube Nr.3 mein Drehpunkt ist. Daraus ergibt sich für mich
200N*0,22m=F4*0,12m
F4=367N ergibt sich dann als Querkraft von Schraube Nr.4.
Fv=F4*Sr(n*m*µ) <Fm zul
Fv=367N*1,3(1*5*µ) <~16,5kN
Welche Haftreibzahl µ kann ich bei den verschieden Oberflächen annehmen?
Skizze
https://www.bilder-upload.eu/bild-d6eb3f-1572963744.jpg.html |
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Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
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| Mathefix Verfasst am: 05. Nov 2019 15:44 Titel: |
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Prinzipskizze mit Aufhängung der Konstruktion ist verständlicher - mir jedenfalls. |
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 06. Nov 2019 09:00 Titel: |
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| Zitat: | | F4=367N ergibt sich dann als Querkraft von Schraube Nr.4. |
Das ist keine Querkraft, sondern die resultierende Längskraft auf die Schraube 4 (sofern man die Krafteinträge auf die Schraubenpunkte idealisiert).
Da diese hier als Druckkraft wirkt, muss Schraube 4 diese gar nicht tragen. Man könnte die Schraube also eigentlich weglassen, wenn sie nicht noch zur besseren Positionierung der Bauteile benötigt wird.
Allerdings wirkt in Schraube 3 eine Kraft von 200N+367N= 567N als Zugkraft. Hier muss die Schraube also die Kraft aufnehmen können.
Eine Vorspannung der Schraube 3 ist hier aber auch nicht zwingend notwendig, da keine Kräfte quer zur Schraube auftauchen.
(Nur diese Querkräfte müssten am Schraubenkopf über die Vorspannung und den Reibwert getragen werden, da Schrauben prinzipiell keine Querkräfte aufnehmen sollen. Als Reibwert am Schraubenkopf könnte man 0,1 (Stahl auf Stahl) verwenden.
Wenn man dann die notwendige Vorspannkraft ermittelt hat, kann man dann daraus das notwendige Anzugsmoment berechnen.)
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HeinzF
Anmeldungsdatum: 05.11.2019
Beiträge: 2
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 06. Nov 2019 13:30 Titel: |
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So wie du die Lastrichtung jetzt angegeben hast, (untere Ansicht ist Draufsicht) ändert das natürlich meine obige Aussage zu den Querkräften.
Das System ist nun statisch überbestimmt. Genaue Kraftberechnung ist nun nur unter Einbeziehung der Elastizitäten der gesamten Konstruktion möglich.
Aber das ist nicht unbedingt notwendig. Man kann z.B. nur die oberen beiden Schrauben betrachten und denkt sich die unteren beiden Schrauben komplett weg. Das System wäre wieder statisch bestimmt. Dann kommt man auf das doppelte der oben berechneten Werte der Auflagerkräfte. (Man darf die Last nicht einfach halbieren, da nicht bekannt ist, in welchem Verhältnis die Lastaufteilung oben/unten steht.)
Diese sind nun wirklich Querkräfte und müssen entsprechend über den Reibfaktor in Vorspannkräfte umgerechnet werden.
Für Schraube 3 als der am meisten belasteten Schraube wäre dies 567N*2/0,1=11340N
Dies wäre die mindeste erforderliche Vorspannkraft.
Lt. meinen Unterlagen wäre für eine M8-Schraube mit Festigkeitsklasse 8.8 eine Vorspannkraft bis 18,6kN machbar.
Da nun aber die berechneten 11,3kN einen theoretischen Maximalwert darstellen, der wahrscheinlich durch die (nicht näher bekannte) Entlastung durch die weggedachten unteren Schrauben wahrscheinlich deutlich niedriger ausfällt, kann man mit gutem Gewissen M8-Schrauben verwenden.
Für die maximale Vorspannkraft von 18,6N wird lt. meiner Tabelle für M8 ein Anzugsmoment von 17Nm erforderlich.
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