| Autor |
Nachricht |
ThomasCock
Anmeldungsdatum: 09.02.2022
Beiträge: 7
|
 ThomasCock Verfasst am: 10. Feb 2022 22:58 Titel: Schraubenberechnung Kräfte |
 |
|
Hallo, wie berechne ich, ob eine Schraube versagt, wenn sie in vertikaler Richtung als auch in horizontaler Richtung beansprucht wird?
Ich habe zwei Anbauteile mit Schrauben versehen.
4 Stück insgesamt M12, Festigkeit 8.8.
Nun liegt die Platte wie in der Skizze. Dann wirkt das Gewicht  von der Scheibe in der Mitte in Achsrichtung der Schrauben. Die zwei angeschraubten Teile haben jeweils eine Masse von  und jeweils eine Dicke von  .
Wenn ich nun die Platte um 90° drehe, also so, dass die Länge 400 vertikal steht, dann wirkt die Gewichtskraft quer zur Schraubenachse. Die Konstruktion ist drehbar gelagert, wie man in der Mitte sehen kann. Das heißt, in Querrichtung der Schraubenachse wirkt nur 1x das Gewicht des einen Teils, da der zweite Teil von der Welle aufgefangen wird.
Wie kann ich in beiden Fällen das Ganze berechnen, ob die Schrauben standhalten?
| Beschreibung: |
|
Download |
| Dateiname: |
Schraubenberechnung_Skizze.png |
| Dateigröße: |
108.54 KB |
| Heruntergeladen: |
127 mal |
|
|
 |
isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
|
| isi1 Verfasst am: 11. Feb 2022 07:26 Titel: |
|
|
https://www.schrauben-lexikon.de/td3-werkstoffe-stahl.asp
Nach diesem Link kann man so rechnen:
M 12, 8.8 --> 84,3 mm², 41,9 kN Vorspannkraft, 93 N/m Anziehmoment
Also bei 4 Schrauben 168 kN
Die seitlich wirkende Kraft wird durch Reibung gehalten,
Reibungskoeffizient 0,12
F = 168 kN * 0,12 = 20 kN
Sicherheitsfaktor nicht vergessen.
Kommst Du damit weiter, Thomas?
_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
|
|
roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
|
| roycy Verfasst am: 11. Feb 2022 10:43 Titel: Re: Schraubenberechnung Kräfte |
|
|
| ThomasCock hat Folgendes geschrieben: | Hallo, wie berechne ich, ob eine Schraube versagt, wenn sie in vertikaler Richtung als auch in horizontaler Richtung beansprucht wird?
Ich habe zwei Anbauteile mit Schrauben versehen.
4 Stück insgesamt M12, Festigkeit 8.8.
Nun liegt die Platte wie in der Skizze. Dann wirkt das Gewicht von der Scheibe in der Mitte in Achsrichtung der Schrauben. Die zwei angeschraubten Teile haben jeweils eine Masse von und jeweils eine Dicke von .
Wenn ich nun die Platte um 90° drehe, also so, dass die Länge 400 vertikal steht, dann wirkt die Gewichtskraft quer zur Schraubenachse. Die Konstruktion ist drehbar gelagert, wie man in der Mitte sehen kann. Das heißt, in Querrichtung der Schraubenachse wirkt nur 1x das Gewicht des einen Teils, da der zweite Teil von der Welle aufgefangen wird.
Wie kann ich in beiden Fällen das Ganze berechnen, ob die Schrauben standhalten? |
Ist das nicht ähnlich wie der kürzlich gepostete Beitrag mit der Anpresskraft von Schrauben, wo eine FEM- Berechnung vorgeschlagen wurde?
|
|
|
Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
|
| Mathefix Verfasst am: 11. Feb 2022 11:40 Titel: |
|
|
Die Vorspannkraft muss so gross sein, dass die auf die Trennfuge wirkende Reibkraft grösser als die zu übertragene Querkraft ist.
Zahlenwerte s. Rechnung von isi1
S = Sicherheitsfaktor
|
|
|
roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
|
| roycy Verfasst am: 11. Feb 2022 12:20 Titel: Re: Schraubenberechnung Kräfte |
|
|
| ThomasCock hat Folgendes geschrieben: | Hallo, wie berechne ich, ob eine Schraube versagt, wenn sie in vertikaler Richtung als auch in horizontaler Richtung beansprucht wird?
Ich habe zwei Anbauteile mit Schrauben versehen.
4 Stück insgesamt M12, Festigkeit 8.8.
Nun liegt die Platte wie in der Skizze. Dann wirkt das Gewicht von der Scheibe in der Mitte in Achsrichtung der Schrauben. Die zwei angeschraubten Teile haben jeweils eine Masse von und jeweils eine Dicke von .
Wenn ich nun die Platte um 90° drehe, also so, dass die Länge 400 vertikal steht, dann wirkt die Gewichtskraft quer zur Schraubenachse. Die Konstruktion ist drehbar gelagert, wie man in der Mitte sehen kann. Das heißt, in Querrichtung der Schraubenachse wirkt nur 1x das Gewicht des einen Teils, da der zweite Teil von der Welle aufgefangen wird.
Wie kann ich in beiden Fällen das Ganze berechnen, ob die Schrauben standhalten? |
Es liegt m. E. eine konstruktive Unklarheit vor, der z. Zt. jeden Berechnung sinnlos erscheinen läßt. Dein System ist der Skizze nach überbestimmt.
Was ist der eigentliche Zweck dieser "Klemmvorrichtung" u. weshalb schraubst du das Teil nicht direkt an oder triffst eine andere Maßnahme gegen das unbeabsichtigte Herausfallen?
|
|
|
Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
|
| Mathefix Verfasst am: 11. Feb 2022 12:39 Titel: Re: Schraubenberechnung Kräfte |
|
|
| roycy hat Folgendes geschrieben: |
Es liegt m. E. eine konstruktive Unklarheit vor, der z. Zt. jeden Berechnung sinnlos erscheinen läßt. Dein System ist der Skizze nach überbestimmt.
Was ist der eigentliche Zweck dieser "Klemmvorrichtung" u. weshalb schraubst du das Teil nicht direkt an oder triffst eine andere Maßnahme gegen das unbeabsichtigte Herausfallen? |
Ich entnehme der Skizze, dass die Scheibe an der oberen Platte mit 2 Zapfen gelagert ist. Die Platte wird damit nicht durch die Reibkraft gehalten.
Reibkraft ist nur an den Auflageflächen der Platten notwendig, damit die Schrauben nicht durch eine Querkraft belastet werden.
@roycy
Eine Bitte: Wiederhole nicht immer den vollständigen Text der Aufgabenstellung bzw. Beiträge, sondern nur zum Verständnis relevante Ausschnitte. Damit wird der thread übersichtlicher.
|
|
|
roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
|
| roycy Verfasst am: 11. Feb 2022 13:53 Titel: Re: Schraubenberechnung Kräfte |
|
|
| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | roycy hat Folgendes geschrieben: |
|
Ich entnehme der Skizze, dass die Scheibe an der oberen Platte mit 2 Zapfen gelagert ist. Die Platte wird damit nicht durch die Reibkraft gehalten.
Reibkraft ist nur an den Auflageflächen der Platten notwendig, damit die Schrauben nicht durch eine Querkraft belastet werden.
@roycy
Eine Bitte: Wiederhole nicht immer den vollständigen Text der Aufgabenstellung bzw. Beiträge, sondern nur zum Verständnis relevante Ausschnitte. Damit wird der thread übersichtlicher. |
Guter Tip.
Das entnehme ich der Skizze nicht.
Ich entnehme der Skizze und Beschreibung, dass die rahmenähnliche "Tasche, in der die Scheibe liegt- geschwenkt wird und die Scheibe somit nicht seitlich gehalten wird. Aber die Skizze sagt das nicht so ganz klar aus
|
|
|
Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
|
| Mathefix Verfasst am: 11. Feb 2022 14:29 Titel: Re: Schraubenberechnung Kräfte |
|
|
| roycy hat Folgendes geschrieben: |
Guter Tip.
Das entnehme ich der Skizze nicht.
Ich entnehme der Skizze und Beschreibung, dass die rahmenähnliche "Tasche, in der die Scheibe liegt- geschwenkt wird und die Scheibe somit nicht seitlich gehalten wird. Aber die Skizze sagt das nicht so ganz klar aus |
Auch aus dem Text geht m.E. deutlich hervor, dass die Scheibe in dem Rahmen drehbar gelagert ist.
Die Konstruktion ist drehbar gelagert, wie man in der Mitte sehen kann. Das heißt, in Querrichtung der Schraubenachse wirkt nur 1x das Gewicht des einen Teils, da der zweite Teil von der Welle aufgefangen wird.
|
|
|
roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
|
| roycy Verfasst am: 11. Feb 2022 14:57 Titel: Re: Schraubenberechnung Kräfte |
|
|
| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | roycy hat Folgendes geschrieben: |
|
Die Konstruktion ist drehbar gelagert, wie man in der Mitte sehen kann. Das heißt, in Querrichtung der Schraubenachse wirkt nur 1x das Gewicht des einen Teils, da der zweite Teil von der Welle aufgefangen wird. |
Na schön. Dann warten wir mal ab, ob der TE sich noch meldet. So macht's keinen Sinn.
|
|
|
ThomasCock
Anmeldungsdatum: 09.02.2022
Beiträge: 7
|
| ThomasCock Verfasst am: 11. Feb 2022 16:31 Titel: Re: Schraubenberechnung Kräfte |
|
|
| Zitat: |
Das entnehme ich der Skizze nicht.
Ich entnehme der Skizze und Beschreibung, dass die rahmenähnliche "Tasche, in der die Scheibe liegt- geschwenkt wird und die Scheibe somit nicht seitlich gehalten wird. Aber die Skizze sagt das nicht so ganz klar aus |
Das ist teils korrekt. Die Drehung erfolgt nur um 180°, allerdings nur von  . Das heißt, die dreht sich nur einmal um die Hälfte und dann wieder zurück. Die Scheibe innen drin fällt dementsprechend nicht raus, da sie nicht falsch herum auf dem Kopf stehen wird, wo sich die Öffnung befindet. Wie du sagtest, eine Art Tasche.
Dadurch dass die sich halt so dreht, werden die Schrauben dynamisch belastet in axialer und senkrecht zur axialen Richtung.
|
|
|
Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
|
| Mathefix Verfasst am: 12. Feb 2022 11:58 Titel: |
|
|
So kommen wir nicht weiter.
Erst soll die Scheibe durch Kraftschluss gehalten werdem, dann ist sie formschlüssig mit Zapfen in dem Rahmen befestigt. Jetzt soll das Ganze noch rotieren und zur dynamischen Belastung führen.
Erkläre die Konstruktion und ihre Funktionsweise, dann kann Dir geholfen werden, sonst sollten wir das beenden.
|
|
|
roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
|
| roycy Verfasst am: 12. Feb 2022 12:16 Titel: |
|
|
| Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
dann ist sie formschlüssig mit Zapfen in dem Rahmen befestigt.
|
Nein, das ist sie nicht.
Die seitlichen Bohrungen sind im äußeren Rahmen (und nicht Zapfen an der Scheibe selbst) u. stellen die Lagerung dar.
Ansonsten könnte man die Scheibe nicht in den zusammengebauten Rahmen einlegen.
Aber du hast Recht, die div. Angaben sind verwirrend.
Es war dem TE bisher nicht möglich, seine Konstruktionsaufgabe verständlich für andere poster zu beschreiben.
|
|
|
Mathefix
Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5866
Wohnort: jwd
|
| Mathefix Verfasst am: 12. Feb 2022 12:53 Titel: |
|
|
| roycy hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
dann ist sie formschlüssig mit Zapfen in dem Rahmen befestigt.
|
Nein, das ist sie nicht.
Die seitlichen Bohrungen sind im äußeren Rahmen (und nicht Zapfen an der Scheibe selbst) u. stellen die Lagerung dar.
Ansonsten könnte man die Scheibe nicht in den zusammengebauten Rahmen einlegen.
|
Die Zapfen könnten bei eingelegter Scheibe von aussen in Bohrungen im Rahmen eingeführt und in Gewinde in der Scheibe geschraubt werden.
Die Zeichnung ist nicht eindeutig und die Angaben variieren ständig. Macht keinen Sinn das weiter zu bearbeiten.
|
|
|
roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
|
| roycy Verfasst am: 12. Feb 2022 13:59 Titel: |
|
|
| Mathefix hat Folgendes geschrieben: | | roycy hat Folgendes geschrieben: | | Mathefix hat Folgendes geschrieben: |
dann ist sie formschlüssig mit Zapfen in dem Rahmen befestigt.
|
Nein, das ist sie nicht.
|
Die Zapfen könnten bei eingelegter Scheibe von aussen in Bohrungen im Rahmen eingeführt und in Gewinde in der Scheibe geschraubt werden.
|
" Könnten".
Aber das anzunehmen gibt seine Skizze keinen Anlass.
|
|
|
ThomasCock
Anmeldungsdatum: 09.02.2022
Beiträge: 7
|
| ThomasCock Verfasst am: 12. Feb 2022 16:50 Titel: |
|
|
Anscheinend war meine Beschreibung nicht ausführlich genug.
Es gibt zwei Taschenhälften. Die haben exakt die Ausfräsung wie die Scheibe, sodass diese Scheibe "reingeschoben" werden kann von der einen Seite, aber von den anderen 3 Seiten nicht mehr rausfällt.
Eine Taschenhälfte hat in der Mitte diese Sacklochbohrung. Diese ist für die Lagerung gedacht. Da kommt dann eine Welle durch von jeweils einer Seite. Die Welle ist an einem Gestell angebunden. Jetzt ist die komplette Tasche zwischen den beiden Wellen und man kann diese drehen von 0-180°. Extra nicht um 360°, sonst würde die Scheibe innendrin rausfallen. Das heißt, die Scheibe ist innen drin einfach lose am liegen, da ist nix befestigt, ist auch nicht nötig, weil sich wie gesagt die Tasche nur um 180° dreht und die Scheibe nicht rausfallen kann.
Es geht jetzt darum, dass die zwei Taschenhälften ja miteinander verbunden werden müssen. Das tue ich mittels der genannten vier Schrauben.
Weil sich die Tasche halt bewegt, will ich die Kraftauslastung in horizontaler und axialer Richtung der Schraubenachse berechnen und ob sie standhalten.
Ich hoffe, ich konnte ungeklärte Fragestellungen jetzt beseitigen.
|
|
|
roycy
Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 961
|
| roycy Verfasst am: 13. Feb 2022 11:02 Titel: |
|
|
| ThomasCock hat Folgendes geschrieben: | Anscheinend war meine Beschreibung nicht ausführlich genug.
Es geht jetzt darum, dass die zwei Taschenhälften ja miteinander verbunden werden müssen. Das tue ich mittels der genannten vier Schrauben.
Weil sich die Tasche halt bewegt, will ich die Kraftauslastung in horizontaler und axialer Richtung der Schraubenachse berechnen und ob sie standhalten.
Ich hoffe, ich konnte ungeklärte Fragestellungen jetzt beseitigen. |
Da kannst du nichts groß berechnen, da die Schraubenbelastung gering ist.
Wenn die Konstruktion um 180° geschwenkt ist, werden die 4 Schrauben mit dem Scheibengewicht und dem "Deckelgewicht" (unbekannt) belastet.
Es werden Stöße u. Beschleunigungskräfte auftraten, deren Größe du wohl nicht benennen kannst.
Das alles würde ich unter Annahme eines Stoßfaktors v. 5 "erschlagen".
Ich nehme mal eine Gesamtmasse v. 50 kg an.
Die Auslegung könnte mit 2600 N großzügig bemessen sein.Das bedeutet ca. 600 N/Schraube M12. Das ist für eine M12, Qualität 6.9 quasi "nix", deren zulässige Vorspannkraft ca.33.000 N beträgt.
Ich würde allerdings keine Inbusschrauben sondern Durchgangsschrauben M12 nehmen und sie gegen Lösen mit einer Sicherungsmutter vesehen.
Den "Deckel" würde ich mit 2 diagonal versetzten Kerbstiften oder Spannhülsen 6mm gegen Schub sichern.
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
