Handbok om skruvförband
H ANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Andra utgåvan, omarbetad och utvecklad Colly Components AB. Box 76, 164 94 Kista. Tel 08-703 01 00. Fax 08-703 98 41. www.colly.se Copyright© Colly Company AB, 1995 Alla rättigheter är förbehållna Colly Company AB, varför eftertryck och kopiering, helt eller delvis, endast kan ske med foretagets medgivande. Grafisk form och repro: Sundell Reklam & Tidningsproduktion AB Tryckning: Axept Reklamproduktion AB, Stockholm 1995 Colly Company reg. nr. MSK TU 9501135A ISBN 91-630-3882-X HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 5 Förord till andra upplagan Första upplagan av Colly Company handbok om skruvförband utkom 1971. Författare var Owe Bergius och Ingvar Fagerberg. Sedan dess har handboken använts av 1000-tals personer inom industri och skolor. Handboken var den första i sitt slag som redovisade beräkningsmetoder och underlag på ett strukturerat och samlat sätt. Mängder av skruvförband har beräknats med hjälp av de formler, tabeller och diagram som finns redovisade. Dessa förband har sedan bevisat sin praktiska funktion i olika applikationer. Många konstruktörer är tyvärr fortfarande omedvetna om den betydelse som skruvförbandet utgör i var högteknologiska värld. Pa senare år har dock flera, i vissa fall tragiska, händelser fått många att inse att fästelementen spelar en mycket betydelsefull roll i våra liv. Oljeplattformar har vält, flygplan har störtat, tak har rasat in, stridsvagnar har slagits ut och astronauter har omkommit på grund av felaktiga skruvförband. Aven fästelementens kvalitet har ifrågasatts då bl a den amerikanska marknaden översvämmats av “falska” skruvar eller skruvar av undermålig kvalitet. Ett feldimensionerat, felberäknat eller felmonterat skruvförband eller en undermålig produktkvalitet kommer ofelbart att förr eller senare leda till haveri med mer eller mindre kostsamma konsekvenser. I samband med omarbetningen av den andra upplagan av Colly Company handbok om skruvförband har ocksá ett Windows baserat beräkningsprogram för PC utvecklats. Programmet bygger på de formler och samband som finns redovisade i handboken. Programmet som är självinstruerande innebär att ett skruvförband kan beräknas på några få minuter. Colly Company ab Kista, september 1995 Division Maskinelement Colly Company AB 4 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Introduktion Många praktiska eller konstruktiva problem uppstår i samband med dimensionering av skruvförband såsom låsning, värme, korrosion, utmattning, skjuvning etc. De flesta av dessa problem kan förenklas eller lösas om man vid beräkning av ett skruvförband pa ett metodiskt sätt går igenom de faktorer som kommer att påverka konstruktionen. Vi ska här redogöra for skruvens mekanik och föreslå en lämplig beräkningsgång med ledning av vad som publicerats från undersökningar gjorda i framför allt Tyskland, USA och Sverige. Vi ska även visa hur HELICOIL insatsgängor och UNBRAKO höghållfast skruv kan användas som konstruktionselement och hur Du förenklar och förbilligar konstruktionen. Colly Company handbok om skruvförband består av: Skruvförbandets mekanik En ingående redogörelse for skruvens mekanik och vilka faktorer som påverkar beräkningen av skruvförband. Beräkning och dimensionering En detaljerad beskrivning över hur skruvförbandet beräknas och dimensioneras. Tabeller och diagram Tabeller och diagram som behövs för beräkningen. Beräkningsprogram Ett Windows baserat beräkningsprogram for PC. Programmet som är självinstruerande innebär att ett skruvförband enkelt kan beräknas på några minuter. Programmet kan beställas från Colly Company. Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 5 Förord till första upplagan Skruvförbandet är ett av våra viktigaste och vanligaste maskinelement. Pålitliga och funktionella skruvförband är en nödvändig förutsättning för vår moderna teknik. Trots detta är ofta de metoder som används för dimensionering av skruvförband tvivelaktiga. Många gånger får “känsla” och tumregler vara väg-ledande för val av dirnensioner och material hos för-bandets obika delar. Detta kunde kanske fungera till-fredsställande för ett tiotal år sedan då den tekniska utvecklingstakten inte var snabbare än att man hann skaffa sig känsla för och erfarenhet av existerande element och material medan de ännu var gångbara. Nu kommer nya konstruktionselernent och nya mate-rial fram så gott som varje dag. Dessa möjliggör ele-ganta och ekonotfliskt fördelaktiga tekniska lösningar. Detta är fallet även inom skruvförbandstekniken. För att kunna tillgodogöra sig de fördelar utvecklingen erbjuder måste man dock systematiskt analysera sina problemställningar. Detta är fördelaktigt och kanske nödvändigt även då det gäller konventionella skruv-förband. I denna handbok redovisas hetäkningsrnetoder för analys av skruvförband. Metoderna är tillräckligt exakta för varje tänkbar praktisk tillämpning. De har fördelen att leda till målet utan allför omfattande beräkningar.Dessutom redovisas i handboken resultat av beräkningarna oftast i tabell- och diagramform för de värden på intressanta parametrar som kan bli aktuella. För den som vill kritiskt värdera metoderna finns en referenslista som täcker den viktigaste litteraturen på området. Denna ger också rnöjlighet till fördjupade studier av enskilda problemställningar och till förfining av beräkningsmetoderna. Beräkningsanvisningarna är sammanställda så att de automatiskt leder till en systematisk analys av skruvförhandet. Följer man den går man inte förbi några väsentbiga led i analysen. En ytterligare accentuering av systematiken erhålls om man använder de beräkningsformubär som skräddar-sytts för analys av skruvförband i enlighet med hand-bokens anvisningar. Analysen av ett skruvförband är emeblertid komplicerad. Överföringen av klämkraften ger t ex ett komplext spännings- och deformationstillstånd i de hopfogade delarna. Deforrnationen i förbandets olika anliggningsytor är mycket svåra att analysera och bestämma. Genorn att idealisera geometri hos och kraftspel i ett förband kan rnan emellertid hygga upp en modell av detta som är ingenjörsmässigt beräkningsbar. Även om den i enskildheter såsom spänningsfördelning mm ger blott approximativt riktiga resultat så ger den en god uppskattning av de storheter som konstruktören måste känna för att göra en optimering av skruvförbandet. Colly Company ab Stockholm den 29 juni 1971 Janne Carlsson Professor Institutionen för hållfasthetslLira Kungl .Tekniska högskolan 6 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Innehåll 1 Inledning ............................................................ 7 2 Beteckningar och symboler .................... 8 3 Skruvens mekanik ........................................ 9 3.1 3.1.1 Erforderlig förspänningskraft F F ................. 9 Erforderlig förspänningskraft beroende av lastens storlek och riktning ..................... 9 Skruvförbandet påverkas av dragkraft i axiell led .................................................. 9 Skruvförbandet påverkas av tryckkraft i axiell led................................................. 10 Skruvförbandet påverkas av både axialoch radialkraft................................,,,....... 10 Sammanfattning ....................................... 10 Erforderlig förspänning beroende av elasticiteten i skruv och hopfogade delar ...11 Fjäderkonstanten C allmän härledning ......................................................... 11 Skruvens förlängning ............................... 12 Godsets deformation ................................ 12 Sammanfattning ....................................... 14 Erforderlig förspänningskraft beroende av sättningar ............................................ 15 Vad menas med sättning? ......................... 15 Var inträffar sättningar? ........................... 15 Hur inverkar sättningen på erforderlig förspänningskraft? ................................... 15 Hur stor är sättningen Z ? ......................... 16 Sättning i anliggningsytorna .................... 16 Sättning i hopfogade delar ....................... 16 Sättning i gängorna .................................. 16 Sättning förorsakad av brickor, packningar, färg mm ................................ 17 Sammanfattning ...................................... 17 Erforderlig förspänningskraft beroende av lastens angreppspunkt .............................. 18 Lasten F L angriper i mutterns resp. skruvskallens anliggningsplan. ................ 18 Lasten F L angriper inne i godset .............. 19 Sammanfattning ...................................... 19 3.1.1.1 3.1.1.2 3.1.1.3 3.1.1.4 3.1.2 3.1.2.1 3.1.2.2 3.1.2.3 3.1.2.4 3.1.3 3.1.3.1 3.1.3.2 3.1.3.3 3.1.3.4 3.1.3.5 3.1.3.6 3.1.3.7 3.1.3.8 3.1.3.9 3.1.4 3.1.4.1 3.1.4.2 3.1.4.3 — 4 Beräkning och dimensionering .............. 21 Beräkning av erforderlig förspännings kraft F F ....................................................... 21 4.1.1 Skruvförbandet påverkas av axiell dragkraft .................................................... 21 4.1.1.1 Beräkning av förspänningsförlust F Z ........... 21 4.1.1.2 Beräkning av förspänningsförlust F Lb .......... 21 4.1.1.3 Restförspänning F Fmin ................................. 22 4.1.2 Skruvförbandet påverkas av radialkraft ....... 22 4.1.3 Skruvförbandet påverkas av både axialoch radialkraft ............................................ 23 4.1.4 Sammanfattning .......................................... 23 4.2 Beräkning av max. tillåten förspänning för antaget värde för friktionskoefficient µ g . ...... 24 4.2.1 Sammanfattning .......................................... 25 4.3 Beräkning av åtdragningsmoment M v . .......... 26 4.3.1 Sammanfattning .......................................... 26 4.4 Spridning i skruvförbandet ......................... 27 4.4.1 Spridningens inverkan på förspänningskraften F F ................................................... 29 4.4.2 Sammanfattning .......................................... 30 4.5 Hur hårt kan skruven utnyttjas .....................30 4.6 Varför bör inte skruvförbandet överdimensioneras ...................................... 31 4.7 Hålplantryck ............................................... 32 4.8 Utmattningshållfasthet ................................ 32 4.9 Beräkning av gänglängd i gods ................... 34 4.1 5 Diagram och tabeller ................................... 35 5 Litteraturförteckning ................................... 50 Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 7 1. Inledning Det är knappast någon överdrift att påstå att konstruktörer har betraktat och fortfarande betraktar en skruv som ett gammalt känt och enkelt maskinelement. När man ger sig tid att räkna på ett skruvförband finns formler och hjälptabeller tillgängliga. Man räknar på skruvens brotthållfasthet och godsets skjuvhållfasthet. Önskar man fördjupa sig i skruvens mekanik och åskådliggöra hur exempelvis skruvlängd, sättningar, krafters angreppspunkt etc. påverkar skruvförbandet blir det genast svårare att finna sambandet. Vill man dessutom vid dimensioneringen ta hänsyn till de felkällor som kan tänkas förekomma i praktiken t ex monteringsmetod, i skruvförbandet rådande omständigheter etc. är detta så pass ovisst att man i regel helt enkelt inför säkerhetsfaktorer i skruvhållfasthetsformeln. Nedanstående skruvberäkningsformel det sedan säkerhetsfaktorer införts. anger förhållan- Modern beräkningsmetod Följande beräkningsunderlag vill ge dig en möjlighet att ta hänsyn till de faktorer som kan påverka skruvförbandet. Därmed är förutsättningarna betydligt större att den skruvdimension som du slutligen väljer även i praktiken är den skruvdimension som bäst löser ditt konstruktionsfall. Det innebär också att du genom konstruktiva åtgärder troligen kan välja en mindre skruv och därmed få ett billigare skruvförband. Beräkningsgången är i huvudsak uppbyggd på följande sätt: FL × X = GF × ReL × As A) Beräkning av den för ett visst belastningsfall erforderliga förspänningskraften F Ferf med hänsyn tagen till de faktorer som påverkar denna. . . . . . . . . . . . . . . . (1) FL = X = GF = ReL = AS = Man får inte alltid tillräcklig förspänningskraft genom att överdimensionera förbandet. Oftast får man istället som visas längre fram i denna handbok en lägre förspänningskraft för en större skruvdimension, om ej speciella åtgärder vidtages. yttre lasten säkerhetsfaktor yttjandegrad av ReL skruvens sträckgräns skruvens spänningsarea Stora variabler Studerar man skruvberäkningsformeln finner man att säkerhetsfaktorn X kan variera från ca 1,1 till ca 5 beroende på ur vilken källa man väljer den. Nyttjandegraden G F kan variera från ca 0,5 till ca 0,9 beroende på vilka förhållanden som råder i skruvförbandet. Man har således i beräkningsskedet infört sådana variabler att skruvförband beräknade enligt ovan sällan eller aldrig får rätt dimension. Fel resonemang Väljer man en förhållandevis stor säkerhetsfaktor borde man få ett överdimensionerat förband och på grund av detta vara garderad att konstruktionen håller. B) Beräkning av skruvens nyttjandegrad d v s skuvens dragspänning σ d Den är i första hand beroende av gängfriktionskoefficienten µ g .Därmed kan den förspänningskraft F F beräknas, som en viss skruv förväntas ge under rådande omständigheter. C) Val av den minsta skruvdimension som kan klara den erforderliga förspänningskraften F Ferf med hänsyn taget till spridning, sättning, hålplantryck och utmattning. Beräkningsprogram Med hjälp av ett Windowsbaserat beräkningsprogram för PC går det snabbt att beräkna ditt skruvförband. Programmet bygger på de formler och samband som finns i handboken. Programmet kan beställas från Colly Company AB. Man inser att detta resonemang är felaktigt om man gör klart för sig följande. Ett skruvförband har alltid en viss specifik funktion, exempelvis att klämma, fästa, sammanfoga, täta etc. Förutom detta får förbandet naturligtvis inte lossna. Det gäller således att åstadkomma en förspänningskraft F F som trots avlastning, genom yttre krafters påverkan och genom sättningar, alltid har ett positivt värde. Colly Company ab 8 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 2. Beteckningar och symboler A AS C d Da = = = = = Dh di Dm Ds E F Fs FFerf FFmin = = = = = = = = = FFu FFö FL FLdyn FLstat FLa FLb Fq = = = = = = = = Fz = GF Kg,Km Kp,Ks L Leff Lf LK LK/d = = Ma Mg Mv P Ph Q Sf Sm Su Wp X Z Zf B = = = = = = = = = = = = = = = = = = = cylinderarea skruvens spänningsarea fjäderkonstant skruvdiameter anliggningsdiameter, dvs skruvskallens diameter + frigående hålets diameter divi-derat med två frigående håldiameter skruvens innerdiameter skruvens medeldiameter skruvens spänningsdiameter elasticitetsmodul kraft skruvkraft för plasticering Erfoderlig föspänningskraft den minsta förspänningskrfat som man kan tillåta som säkerhetsmarginal för att kons-truktionen ej skall bli helt avlastad FF undre gräns FF övre gräns yttre last yttre last, dynamisk yttre last, statisk skruvens andel av yttre lasten godsets andel av yttre lasten erfoderlig förspänning för att klara radialkraften förspänningsförlust på grund av sättningen nyttjandegrad av ReL, förspänningsgrad korrektionsfaktorer ∆l µa µg µplan = = = = ε σup σa Rm σd σe ReL τ τB τS φ ς = = = = = = = = = = = = längdförändring friktionskoefficient anliggningsyta friktionskoefficient gänga friktionskoefficient i det delningsplan som har minsta friktion friktionsvinkel max. spänningsamplitud för resp.skruv aktuell belastningsamplitud skruvmaterialets brottgräns dragspänning effektivspänning skruvmaterialets sträckgräns vridskujspänning skjuvbrottgräns skjuvsträckgräns gängans stigningsvinkel gängtäckning längd effektiv gänglängd lastfaktor klämlängd förhållande mellan skruvens klämlängd och dess diameter anliggningsmoment gängmoment åtdragningsmoment stigning hålplantryck radialkraft spridningsfaktor momentspridning friktionsspridning vridmotstånd säkerhetsfaktor sättning sättningfaktor gängans profilvinkel Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 3. Skruvens mekanik 3.1 Erforderlig förspänningskraft FF För att kunna beräkna den förspänningskraft som fodras för att klara ett visst givet belastningsfall gäller det att i första hand bestämma hur olika faktorer kan tänkas påverka denna förspänningskraft. Faktorer som påverkar den erforderliga förspänningskraften FFerf är: Lastens storlek och riktning Elasticiteten i skruv och hopfogade delar Sättningar i förbandet Lastens angreppspunkt 3.1.1 Erforderlig förspänningskraft beroende av lastens storlek och riktning 3.1.1.1 Skruvförbandet påverkas av dragraft i axiell led Vid åtdragning av ett skruvförband enligt fig. 101 kommer dragkraften i skruven att öka utmed linjen O - A, fig. 102, samtidigt som tryckkraften i godset ökar utmed linjen B - A. Skruvens förlängning respektive godsets hoptryckning representeras av sträckorna ∆ls och ∆lg I figurerna anges FL som en punktkraft. I praktiken är det fråga om yt- och volymkrafter som angriper över ett större område. FL betraktas som resultanten till dessa krafter. En yttre last FL åstadkommer en ökning av dragkraften i skruven utmed linjen O - A - C och en minskning av tryckkraften i godset utmed linjen A - E, om den angriper i mutterns respektive skruvskallens anliggningsplan. Förspänningskraften FF motsvaras av sträckan A - D efter det att skruvförbandet blivit åtdraget och restförspänningen FFmin, efter det att yttre lasten FL tillkommit, av sträckan E - F. Om förspänningskraften vid åtdragningen blir så liten att lasten FL helt avlastar förbandet, FFmin = 0, har skruvförbandet förlorat sin funktion att klämma, täta o s v. Vid dynamisk belastning föreligger dessutom risk för att skruven lossnar. Colly Company ab 9 10 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 3.1.1.2 Skruvförbandet påverkas av tryckkraft i axiell led Dragkraften i skruven och tryckkraften i godset ökar utmed linjerna O - A respektive B - A i fig. 104 vid åtdragning av ett skruvförband enligt fig. 103. När den yttre lasten FL tillkommer trycks godset ytter-ligare samman utmed linjen B - A - G samtidigt som dragkraften i skruven minskar utmed linjen A - O till E. Inte heller i detta fall får FFmin bli lika med noll efter-som skruvförbandet då förlorar sin funktion och skru-ven vid dynamisk belastning kan lossna. 3.1.1.3 Skruvförbandet påverkas av både axial-och radialkraft I likhet med de föregående båda fallen kommer drag-kraften i skruven och tryckkraften i godset att öka för skruvförbandet enligt figurerna 105 och 106. Eftersom det i detta fall är fråga om både axialoch radialkraft måste F Fmin ha ett värde som inte under-stiger den för radialkraften Q erforderliga förspän-ningen F q . Fq = Fq Q µ plan som Q µ plan . . . . . . . . . . . . . . (2) = förspänningskraft vid radialbelastning i N = radialkraft i N = friktionskoefficient i det delningsplan har lägst friktion 3.1.1.4 Sammanfattning Den erforderliga förspänningskraften FF är beroende av lastens storlek och riktning om skruvförbandet ska behålla sin funktion att täta, klämma, sammanfoga etc. Förspänningskraften FF får inte bli helt avlastad d v s F Fmin får ej bli lika med noll. Vid dynamisk belastning föreligger då risk för att skruven kan lossna. Ju större förspänningskraft som kan erhållas ur ett visst skruvförband. exempelvis genom att friktionsko-efficienten i gängorna minskas, desto större yttre last FL kan skruvförbandet klara av. Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND där 3.1.2 Erforderlig förspänningskraft beroende av elasticiteten i skruv och hopfogade delar Under 3.1.1 har visats att den erforderliga förspänningskraften är beroende av den yttre lastens storlek och riktning. När lasten F L. tillkommer ökar dragkraften i skruven med F La d v s den del av lasten F L som påverkar skruven. Tryckkraften i godset minskar med F Lb d v s den del som avlastar förspänningen, se fig. 107. CS = skruvens fjäderkonstant i N/mm ES = skruvens elasiticitetsmodul i N/mm2 A1 = skruvens spänningsarea i AS i mm2 A2 = arean på skruvens ogängade del i mm2 Skruvens förlängning erhålls ur (3) och (4) Detta innebär att förspänningskraften också kommer att vara beroende av elasticiteten i skruv och hopfogade delar d v s lutningen på linjerna O - A - C och B - E - A. Nedan visas hur lutningen, fjäderkonstanten C, på dessa båda linjer beräknas. 3.1.2.1 Fjäderkonstanten C - allmän härledning Enligt Hookes lag gäller för skruvens förlängning eller för godsets hoptryckning: ∆l = F×L A × E . . . . . . . . . . . . . . . (3) F = kraft i N L = länd i mm 2 A = area i mm 2 E = elasticitetsmodul i N/mm ∆l = längdförändring i mm Fjäderkonstanten C erhålls ur förhållandet C= F ∆l C= E× A L . . . . . . . . . . . . . . . (4) vara följer att Om en skruv har olika diametrar, har en gängad och en ogängad del eller om de hopfogade delarna består av material med olika elasticitetsmodul, blir den totala formförändringen: ∆l = ∆l1 + ∆l2 + ..... = 11 F × l1 F × l2 + + ...... A1 × E1 A2 × E2 och földaktligen gäller även att 1 1 1 = + C C1 C2 . . . . . . . . . . . . . . . . (5) 3.1.2.2 Skruvens förlängning För en skruv enligt fig. 108 gäller att L1 L2 1 = + CS A1 × ES A2 × ES Colly Company ab ∆ls = FF × 1 CS . . . . . . . . . (6) 12 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 3.1.2.3 Godsets deformation Dragkraften i skruven upptas som en tryckkraft av de hopfogade delarna. Spänningstillståndet i dessa blir fleraxligt och mycket komplicerat. För att dimensionera skruvförbandet är det tillräckligt att känna sambandet mellan de hopfogade delarnas hoptryckning ∆l S och förspänningskraften FF. Ett linjärt samband antas gälla av typen: ∆l g = FF × 1 Cg . . . . . . . . .(7) där C g kan tolkas som godsets fjäderkonstant. Man får då en analogi med det enaxliga belastningsfalet om man skriver: Lk 1 = Cg A × Eg E g = godsets elasticitetsmodul A = arean hos en ur fjädringssynpunkt till de hopfogade delarna ekvivalent hålcylinder. Enligt Rötscher (nr. 74 i litt.fört.) beräknas den ekvivalenta arean A som arean av en hålcylinder med ytterdiametern DS + Lk/2 och håldiametern Dh. π 2 LK 2 A = DS + − Dh 4 2 . . . . . . .(8) Ovanstående gäller om godsets ytterdiameter Dg >_ (DS + Lk), se fig. 1 10. Om Dg<_ (DS + Lk) beräknas godsets fjäderkonstant Cg ur förhållandet. L k −(Dg − Ds ) Dg − Ds 1 4 = + 2 2 C g E × π Dg Ds Dg − Dh D + − h 2 2 (9) vilket motsvarar enaxlig kraftupptagning i en rotationssymetrisk hålkropp enligt fig. 110 Fritche (nr. 12 i litt.fört.) antar istället enaxlig kraftupptagning i ett område enlift fig. 111 och har för beräkningen infört en korrektionsfaktor Km som varierarar för olika material. π 2 Lk A = Ds + K m − Dh 4 2 . . . . . . . . . . . (10) Korrektionsfaktorn Km för stål.............................. = 1/5 Korrektionsfaktorn Km för gjutjärn .......................= 1/4 Korrektionsfaktorn Km för aluminiumlegeringar = 1/3 Ovanstående gäller om Dg ≥ (Ds + K m × Lk ) Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Om Dg ≤ (Ds + K m × Lk ) anger Weiss och Wallner (nr 87 i litt.fört.) nedanstående förhållande för beräkning av godsets fjäderkonstant C g 1 (Dg − Ds ) L k − 1 (Dg − Ds ) Km 1 4 Km = + 2 2 2 C g E × π Dg Ds D D − 2 g h + − Dh 2 2 . . . . . . . . . . . . . .(11) Exempel: Förspänningstriangelns utseende för ett M 10 skruvförband monterat i stål med klämlängden L k = 50 mm, räknad med godsets deformation enligt Rötscher resp. Fritsche framgår av fig. 112 resp. fig. 113. Elasticitetsmodulen för stål E= 210000 N/mm 2 Skruvskallens ytterdiameter D s = 16 mm Frigående hålets diameter D h mm Spänningsarean för M 10 skruv A s = 57,3 mm2 Skruven är helgängad och i hållfasthetsklass 8.8 13 Godsets deformation enl. Fritche: A= π Lk 2 2 D + K × − Dh = s m 4 2 π 1 50 2 = 16 + × − 112 = 252 mm2 4 5 2 ∆l g = 25000 × 50 F×L = = 0,0237 mm A × E 252 × 210000 Skruven är åtdragen så att den ger en förspäningskraft F F = 25000 N Skruvens förlängning: ∆ls = F×L 25000 × 50 = = 0,102 mm A × E 57,3 × 210000 Godsets deformation enl. Rötscher: A= = π Lk 2 2 Ds + − Dh = 4 2 Av ovanstående exempel framgår att godsets avlastning F Lb resp. skruvens tillsatsspänning F La skiljer sig avsevärt beroende på vilken av de båda teoremen man väljer för beräkning av godsets deformation. π 50 2 2 16 + − 11 = 1225 mm2 4 2 ∆l g = F×L 25000 × 50 = = 0,00486 mm A × E 1225 × 210000 De senaste undersökningarna gällande godsets deformation har visat att deformationen inte sker rätlinjigt utan är beroende av förspänningskraftens storlek. En större förspänningskraft ger en mindre tillsatsspänning F La se fig. l14. Colly Company ab 14 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Det troliga är att man för låga förspänningskrafter bör räkna med att deformationen sker inom den streckade delen i fig, 115. När förspänningskraften sedan blir större ökar godsets deformationszon enligt fig. 116. Det har också framkommit att den yttre lastens sidoavstånd e, i förhållande till skruvaxeln, inverkar på storleken av tillsatsspänningen FLa Om förbandet påverkas ensidigt av den yttre lasten, se fig, 117, erhålls en större tillsatsspänning F La när avståndet e växer. Om lasten angriper symmetriskt i förhållande till skruvaxeln, se fig, 118, erhålls en mindre tillsatsspänning F La med tilltagande avstånd e. 3.1.2.4 Sammanfattning Erforderlig förspänningskraft är beroende av elasticiteten i skruv och hopfogade delar. Att bestämma skruvens fjäderkonstant Cs möter inga svårigheter. Godsets deformationszon däremot är ej möjlig att entydigt bestämma då alltför många konstruktiva faktorer påverkar resultatet. I denna handbok är godsarean räknad enligt Fritsche. Som framgår av exempel och fig, 112-114 borde för stora förspänningskrafter godsarean räknas enligt Rötscher, men eftersom i de flesta praktiska konstruktioner förbandet påverkas ensidigt av den yttre lasten F L torde Fritsches teorem ge ett bättre närmevärde. Genom att välja ett gynnsamt klämlängdsförhållande L k/d d v s en slank och lång skruv, kan du påverka linjerna CS och Cg lutning, se fig. 107. Därvid kan du beroende på belastningsfall påverka F La resp. F Fmin, se dock kap, 3.1.3.3 om sättning. Ett klämlängdsförhållande Lk/d större eller lika med 3 bör eftersträvas. Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 15 Som framgår av Hookes lag (3.1.2.1) och som synes i fig. 120 - 121 är skruvens töjningslinje O - A starkt beroende av förhållandet L k /d d v s förhållandet mellan skruvens klämlängd och dess diameter. 3.1•3 Erforderlig förspänningskraft beroende av sättningar 3.1.3.1 Vad menas med sättning? Med sättning menas summan av alla plastiska deformationer i skruvförbandet som förorsakar bestående förkortning av de hopfogade delarna eller förlängning av skruven (översträckning). Detta innebär att ett större värde för L k /d d v s en slankare skruv har möjlighet att ta upp större sättningar. Därigenom minskar förspänningsförlusten på grund av sättningen Z. En del av dessa deformationer erhålls i samband med monteringen andra uppkommer under driften. Det som här i fortsättningen kommer att benämnas som sättning Z är den deformation som uppkommer under driften d v s efter det att skruvförbandet blivit ätdraget . 3.1.3.2 Var inträffar sättningar ? Sättningar inträffar på följande ställen: • I samtliga anliggningsytor • I de hopfogade delarna • l gängorna • I de maskinelement som används för hopfogningen. Sättningen i anliggningsytorna varierar för olika material och ined utseendet på respektive kontaktytor. Sättningen som uppkommer i anliggningsytorna är beroende av ytjämnhet och ythårdhet och kan benämnas som materialets tendens till plastisk deformation i kontaktytan, se fig. 122 och 123. Inne i de hopfogade delarna kan också en viss sättning inträffa i likhet med vad som kan erhållas vid användning av mjuka packningar och vikbleck. Höga hålplantryck kan påverka sättningen i de hopfogade delarna. Sättning kan uppstå i gängorna genom att muttereller skruvgängornas skjuvhållfasthetsgräns överskrids så att plastisk deformation erhålls. Även normalt profildjup efter gängning åstadkommer sättning. De extra maskinelement som införs i konstruktionen exempelvis tjäderbrickor, tandbrickor etc. åstadkommer sättning på grund av nedätning i godset. Mjuka planbrickor, packningar etc. ger upphov till sättning på grund av hoptryckning. 3.1.3.3 Hur inverkar sättningen på erforderlig förspänningskraft? För ett skruvförband är förspänningstriangeln O - A - B inritad i fig. 119. Sättningen Z åstadkommer en förspänningsförlust och den ursprungliga förspänningstriangeln O - A - B minskar till O - H - 1. Förspänningskraften F F sjunker således till F F på grund av sättningen Z. Colly Company ab 16 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 3.1.3.4 Hur stor är sättningen Z? 3.1.3.7 Sättning i gängorna Sättningens storlek är svår att med säkerhet bestämma på grund av det stora antal faktorer som kan påverka densamma. Många undersökningar har gjorts men ingen har hittills kunnat ge ett entydigt svar på hur de olika faktorerna påverkar sättningens storlek. Gängorna kan betraktas som ett anliggningsplan. Sättningen i gängorna är beroende av ytjämnhet, material och kontakttryck. På grund av snedbelastning på de olika gängvarven föreligger det dessutom alltid risk för att gängornas skjuvhållfasthetsgräns överskrids så att plastisk deformation erhålls. Även, spån och partiklar i gängan förorsakar sättning. Hur utforma konstruktionen för att kunna ta hänsyn till sättningens negativa inverkan ? Genom att undersöka var sättningar inträffar och orsaken till desamma, kan konstruktionen utformas på ett sådant sätt att sättningarna i möjligaste mån reduceras. Därigenom torde också de undersökningar som genomförts ge en förhållandevis klar bild över - hur stor sättningen Z kan tänkas bli för olika konstruktionsfall. 3.1.3.5 Sättning i anliggningsytorna Vid sammanpressning av två ytor har dessa till en början endast kontakt i ett fåtal punkter, beroende på ytjämnheten. Kontakttrycket i dessa punkter blir därigenom så stort att plastisk deformation inträder varvid kontaktarean ökar och kontakttrycket minskar. Av ovanstående framgår att sättningen i anliggniningsytorna framför allt är beroende av ytjämnheten. Eftersom det generellt kan sägas att plastisk deformation inträder vid för stort kontakttryck innebär detta att även materialet och förspänningskraften påverkar sättningens storlek. Junker (nr. 39 i litt.fört.) har visat sättningens beroende av ytjämnheten och belastningsart. För axialbelastning blir sättningen per par kontaktytor 3 µ m, för ytor med ytjämnhet 4 µ m och 4 µ m för ytor med ytjämnhet 5 µ m För radialbelastning eller kombination axial- och radialbelastning, anger Junker 5 µ m respektive 8 µ m för ytor med ytjämnhet 4 µ m resp. 6 µ m. Tar man med materialet vid bedömningen av sättningens storlek visar diagrammen i fig. 122 och fig. 123 det ungefärliga sambandet mellan belastningsart, material, ytjämnhet och sättning per par kontaktytor. 3.1.3.6 Sättning i hopfogade delar Inne i de hopfogade delarna inträffar också sättningar. Detta sker framförallt i mjuka material på grund av att dessa med tiden komprimeras. Således bör extra detaljer typ vikbleck, fjäderbrickor, mjuka packningar o dyl. undvikas. Om behov föreligger ska flytande packning användas, t.ex. Dow Corning industrisilikoner. Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Wiegand och Illgner (nr. 95 i litt.fört.) anger generellt en sättning i gängorna på 5 µm. Då olika profildjup, material och kontakttryck inverkar på sättningens storlek, torde diagrammet i fig. 124 ge en klarare bild över sambandet. Om HELICOIL insatsgängor införes i konstruktionen reduceras den ogynnsamma belastningsfördelningen på de olika gängvarven. I ett HELICOIL förband ruinskar belastningen på första gängan från 50 % till 30 % av den totala skruvlasten, se fig. 125 b. Den bättre belastningsfördelningen och HELICOIL insatsens större ytterdiameter gör skruvförbandet starkare och du kan välja kortare gänglängd i mjuka och lätta material. Sättningen i gängorna för ett HELICOIL förband framgår av fig. 124. 3.1.3.8 Sättning förorsakad av brickor, packningar, färg m m Maskinelement typ tandbrickor, fjäderbrickor packningar, plastbrickor etc bör undvikas. Dessa ger som regel upphov till stora sättningar pga nedätning i godset och att de med tiden komprimeras. Färgskikt i anliggnings- och delningsplan ger också upphov till stora sättningsförluster och bör därför avlägsnas innan ihopmontering sker. 3.1.3.9 Sammanfattning Den erforderliga förspänningskraften är beroende av sättningen då deformationer förorsakar en förspänningsförlust i skruvförbandet. Sättningens storlek är svår att med säkerhet bestämma. Om man i konstruktionen undviker att använda färg, mjuka maskinelement eller sådana som på grund av tänder äter sig ned i underlaget, torde summan av sättningen i anliggningsytorna och gängorna, fig. 122-124, ge ett tillräckligt bra närmevärde på sättningen Z för olika konstruktionsfall. Vid ytbehandling såsom förzinkning, kromatering, galvanisering etc. måste speciell hänsyn tas till sättningen. Exempel: De hopfogade delarna i skruvförbandet i fig. 125 förutsätts vara av stål. Ytjämnheten i samtliga kontaktytor och gängorna antags vara R a 4 µm. Sättningen Z tänks då teoretiskt vara summan av sättningen i 3 anliggningsplan samt gängorna. Ur diagrammet i fig. 122 erhålls anliggningsplanens sättning = 3 x 3 µm = 9 µm. Diagrammet i fig. 124 ger en sättning i gängorna av 5 µm. Den totala sättningen Z blir i detta exempel således ca 14 µm. Colly Company ab 17 18 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 3.1.4 Erforderlig förspänningskraft beroende av lastens angreppspunkt Vi har tidigare konstaterat hur den erforderliga förspänningskraften är beroende av lastens storlek och riktning, elasticiteten i skruv och hopfogade delar och av sättningen. Den för ett visst belastningsfall erforderliga förspänningskraften F F är slutligen också beroende av var i konstruktionen lasten F L angriper. Lastens angreppspunkter är i praktiken svåra att bestämma. I sammanfattningen beskriver vi därför en praktisk väg för bestämning av F F beroende av var F L angriper. 3.1.4.1 Lasten FL angriper i mutterns resp. skruvskallens anliggningsplan. Vid åtdragning av skruvförbandet i fig. 126 ökar dragkraften i skruven utmed linjen O - A, samtidigt som tryckkraften i godset ökar utmed linjen B - A enligt fig. 127. Om den yttre lasten F L angriper som fig. 126 visar, d v s under muttern resp. skruvskallen, kommer dragkraften i skruven att öka med en viss del F La utmed linjen O A - C samtidigt som tryckkraften i godset minskar med en viss del F Lb utmed linjen A - B. Lutningen på linjerna O - A - C och A - B motsvaras av skruvens resp. godsets fjäderkonstanter baserade på den klämlängd som ligger mellan lastens angreppspunkter, L n . Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 3.1.4.2 Lasten FL angriper inne i godset Förspänningstriangeln O - A - B för skruvförbandet i fig. 128 synes i fig. 129. Om lasten FL angriper inne i godset, exempelvis 0,25 Lk från mutterns resp. skruvskallens anliggningsplan, kommer tryckkraften att minska för den del av godset som ligger mellan lastens angreppspunkter medan tryckkraften ökar för den del som ligger utanför angreppspunkterna. Detta innebär att tryckkraftens minskning sker utmed linjen A - B' vars lutning motsvaras av godsets fjäderkonstant baserad på avståndet mellan lastens angreppspunkter d v s Ln = 0,5 L k. Dragkraften i skruven ökar utmed linjen A - C' vars lutning motsvaras av den fjäderkonstant som erhålls för skruven och den del av godset som ligger utanför angreppspunkterna. Fig. 130 visar förspänningstriangelns utseende när lasten F L angriper på fem olika sätt. Som synes minskar FFmin då lastens angreppspunkter flyttas från förbandets ytterytor mot dess centrum. 3.1.4.3 Sammanfattning Man kan räkna med att lasten F L i praktiken i de flesta konstruktioner angriper någonstans inne i godset. Restförspänningen FFmin blir därför mindre än vad som visats under 3.1.1. Den erforderliga förspänningskraften F L är alltså beroende av var i konstruktionen lasten F L angriper. I de fall man inte exakt vet var lasten F L angriper och därmed inte kan välja bland något av fallen I - V, föreslår vi följande beräkningsgång: 1. Vid statisk belastning blir svåraste fallet då lasten F L angriper i delningsytorna. Beräkna därför skruvdimensionen enligt belastningsfall V. 2. När skruvens dimension fastställts måste, vid fall av dynamisk belastning, utmattningshållfastheten kontrolleras (se kap. 4.8). Därvid ska belastningsfall I användas eftersom detta är svåraste drifts-fallet vid sådan belastning. Colly Company ab 19 20 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 21 4. Beräkning och dimensionering 4.1 Beräkning av erforderlig förspänningskraft FF 4.1.1 Skruvförbandet påverkas av axiell dragkraft Om skruvförbandet påverkas av en axiell dragkraft, enligt fig. 131 a, blir den erforderliga förspänningskraften FF : FF = FZ + FLb + FF min FF FZ FLb FFmin = = = = . . . . . . . (13) erforderlig förspänningskraft förspänningsförlust pga sättningen förspänningsförlust pga yttre lasten F L lägsta restförspänningen som kan tillåtas som säkerhetsmarginal för att skruvförbandet ej ska bli helt avlastat 4.1.1.2 Beräkning av förspänningsförlust FLb 4.1.1.1 Beräkning av förspänningsförlust FZ Enligt fig. 131 a förorsakar sättningen en förspänningsförlust F Z Den är beroende av storleken på sättningen och elasticiteten hos skruv och hopfogade delar, dvs lutningen på linjerna O - A och B - A. tgα = tgη = FZ = CS Z1 . . . . . . . . . . (14) FZ = Cg Z2 . . . . . . . . . . (15) Eftersom Z = Z 1 + Z 2 blir Z = varav följer att FZ = Z Enligt fig. 131 är tgα = CS × C g CS + C g och FLb γ = CS och = Cg FLa FLb FL − FLa = = CS Cg Cg varav följer att FLa = FL CS + C g γ FLb = FL − FLa blir Eftersom γ= CS × C g FLa tgη = FZ FZ + CS C g Införes en sättningsfaktor Z f = blir FZ = Z × Z F En tillsatskraft F La , och en förspänningsförlust F Lb åstadkommes av den yttre lasten F L . CS CS + C g CS FLb = FL 1 − C +C S g . . . . . . . . . (17) . . . . . . . . . . . . . (16) Z f kan antingen beräknas eller avläsas ur diagrammen, se fig. 163-168. Ovanstående gäller under förutsättning att lasten F L angriper i mutterns respektive skruvskallens anliggningsplan. De angivna värdena för Z f är beräknade för C g enligt Fritsches teorem med Dg ≥ (K m × LK + DS ) , se 3.1.2.3. Under 3.1.4.2 och i fig. 130 har kraftspelet visats när lasten F L angriper inne i godset. Colly Company ab 22 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Om man betecknar avståndet mellan lastens angreppspunkter med Ln , blir fjäderkonstanten C I för den del av godset som ligger mellan angreppspunkterna E× A CI = Ln och fjäderkonstanten C II för den del av godset som ligger utanför E× A C II = Lk − Ln Fjäderkonstanten C III för skruven och den del av godset som ligger utanför lastens angreppspunkter blir 1 1 1 = + C III CS C II 4.1.2 Skruvförbandet påverkas av radiell kraft Om skruvförbandet enbart påverkas av en radiell kraft ska förspänningskraften ge en restklämkraft FFmin som är så stor att de sammanfogade delarna ej rör sig i förhållande till varandra. Den erforderliga förspänningskraften FF blir för detta belastningsfall, se fig. 131 b: F F = F Z + FFmin FF = erforderlig förspänningskraft FZ = förspänningsförlust på grund av sättning FFmin = lägsta restförspänningen som garanterar att de hopfogade delarna ej rör sig i förhållande till varandra, FFmin ≥ Fq Med ovanstående beteckningar för fjäderkoristanterna får man FLa = FL Inför man en lastfaktor L f för uttrycket erhålls C III C III och FLb = FL 1 − C III + C I C III + C I C III C III + C I FLb = FL (1 − L f ) . . . . . . . . . . . . (18) Lastfaktorn L f kan antingen beräknas eller för de fem fallen som upptagits i fig. 130 erhålls L f ur diagramrnen i fig. 160 - 162. De däri angivna värdena på L f är närmevärden och beräknade för C g enligt Fritsches teorem med D g ≥ (Km x L k +D s ) För beräkning av förspänningsförlusten FL se kap. 4.1.1.1. 4.1.1.3 Restförspänning FFmin Det är konstaterat i kap. 3.1.1 att det alltid måste finnas en viss restförspänning FFmin för att förbandet ska behålla sin funktion. Vid skruvberäkningen ska man i princip ej behöva införa något värde på FFmin eftersom de riktlinjer och värden för beräkningen som anges i denna handbok bör ge tillräcklig säkerhet för att förspänningskraften ej blir helt avlastad och således FFmin blir lika med noll. Om konstruktören ändå väljer att införa en viss säkerhetsmarginal mot fullständig avlastning bör FFmin väljas så liten som möjligt. FFmin väljs lämpligen till 1020 % av den yttre lasten FL för att undvika risk för överdimensionering. För att de hopfogade delarna ej ska röra sig i förhållande till varandra måste FFmin vara minst lika stor som den mot skjuvkraften Q svarande axialkraften Fq FF min ≥ Fq = Q µ plan µ plan = friktionskoefficienten mellan kontaktytorna. Väljs för den av kontaktytorna som har den minsta friktionskoefficienten. I likhet med vad som sagts i kap. 4.1.1.3 ska ej någon extra säkerhetsmarginal mot avlastning behöva införas. FFmin sätts vanligtvis lika med Fq Föredrar konstruktören att införa en säkerhetsfaktor, bör FFmin ej väljas större än 1,1-1,2 x Fq för att undvika överdimensionering. Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 23 4.1.3 Skruvförbandet påverkas av både axial- och radialkraft 1 enlighet med fig. 131 c blir den erforderliga förspänningskraften F F för detta belastningsfall: F F = F Z + F Lb + F Fmin FF FZ F Lb F Fmin = erforderlig förspänningskraft = förspänningsförlust på grund av sättning Z = förspänningsförlust på grund av den yttre lasten F L = lägsta restförspänningen som garanterar att de hopfogade delarna ej rör sig i förhållande till varandra, F Fmin >_ F q Beräkning av förspänningsförlusten F Z se kap. 4.1.1.l Beräkning av förspänningsförlusten F Lb , se kap. 4.1.1.2. Restförspänningen F Fmin måste vara minst lika stor som den mot skjuvkraften Q svarande axialkraften F q om de hopfogade delarna ej ska röra sig i förhållande till varandra. µ plan = friktionskoefficienten mellan kontaktytorna. Väljs för - den av kontaktytorna sorn har den minsta friktionskoefficienten. F Fmin sättes i regel lika med F q av skäl som beskrivits i kap. 4.1.2. Föredrar konstruktören att införa en säkerhetsfaktor föreslås att F Fmin ej väljs större än 1,1-1,2 (F q + F L ) för att undvika risk för överdimensionering. 4.1.4 Sammanfattning Om ett skruvförband ska kunna uppfylla sin funktion att klämma, fästa, sammanfoga, täta etc, måste en viss erforderlig förspänningskraft åstadkommas. Denna ska trots avlastning alltid ha ett positivt värde. De faktorer som påverkar förspänningskraftens avlastning är lastens storlek och riktning, elasticiteten i skruv och hopfogade delar, sättningens storlek samt lastens angreppspunkt i konstruktionen. Det är gynnsamt att välja en så liten skruvdiameter och lång klämlängd som möjligt eftersom ett skruvförband med ett större värde på förhållandet L k /d får en mindre förspänningsförlust på grund av sättningen. Vid dynamisk belastning kommer vid ett sådant val F La att bli mindre d v s skruven påverkas av en mindre pulserande belastning (större utmattningshållfasthet). Om F Fmin kan hållas positivt och skruven alltså ej genom förspänningsförlust avlastas får man säker låseffekt helt utan sekundära låselement, s k primär låsning med förspänning. Colly Company ab 24 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 4.2 Beräkning av max. tillåten förspänningskraft för antaget värde för friktionskoefficienten µg Vid åtdragning av ettt skruvförband utsätts skruven inte bara för dragpåkänning utan även för vridpåkänning på grund av gängfriktionsens bromsande inverkan Dragspänningen σ d minskar med ökad friktionskoefficent vilket innebär att den tillåtna förspänningskraften F F också minskar med ökat värde på µ g För att beräkna σ d införes följande beteckningar: AS ϕ ε ε' β tg (ϕ + ε ' ) = tgϕ + tgε ' 1 − tgϕ × tgε ' Praktiskt kan man sätta tgϕ + tgε ' = 0 vilket innebär att tg (ϕ + ε ' ) = tgϕ + tgε ' FF = σe = σd = R eL = τ i yttrycket för spänningsarean A s och vridmotståndet Wp. Vidare gäller: Förspänningskraft i N Effektivspänning i N/mm2 Dragspänning i N/mm 2 Sträckgräns i N/mm2 = Vridspänning i N/mm2 = Spänningsarea i mm2 = Stigningsvinkel = Friktionsvinkel (tg ε = µ g ) = Friktionsvinkel erhållen ur gänggeometrin (tg ε ' = µ g ') där tg ϕ = P π × d tg ε ' = µ g ' = och m µg cos ϕ × cos β / 2 cos ϕ kan sättas lika med 1 och uttrycket för dragspänningen blir då σd = = Profilvinkel dm = Skruvens medeldiameter i mm di = Skruvens medeldiameter i mm ds = Skruvens innerdiameter i mm dsk = Skruvens skaftdiameter i mm Mg = Gängmoment i Nmm Vp = Vridmotstånd v = Nyttjandegrad P = Stigning i mm ν × ReL 8 × dm 1 + 0,75 d m + di P µg × π × d m cos β / 2 2 . . . . . . . . . . .(23 b) Sätter man nu σd = 1 8 × dm 1 + 0,75 d m + di P µg × × π cos β / 2 d m 2 En effektivspänning σ e kan beräknas ur dragspänningen σ d och vridspänniningen τ . lika med en korrektionsfaktor K p kan ovanstående formel förenklas till Enligt deviationsarbetshypotesen är . . . . . . . . (24) där K p för olika gängfriktionskoefficienter kan erhållas ur diagrammet i fig. 132. σ e = σ d 2 + 3τ 2 För vridspänningen gäller där gängmomentet och vridmomentet τ = Mg Wp M g = σ d × As × Wp = π × ds . . . . . . . . . . (19) . . . . . . . . (25) Kommentar: . . . . . . . . . . . . (22) räknat med att kraftparet verkar i ett plan vinkelrätt mot skruvens axel. ν × R eL 8 × dm 1 + 0 , 75 × tg (ϕ + ε ' ) dm + di om man sätter spänningsdiametern FF = σ d × As dm × tg (ϕ + ε ' ) (21) 2 Om v betecknar till hur stor del av sträckgränsen materialet får ansträngas blir σ e = v × Rel varav följer att σd = Max tillåten förspänningskraft erhålls ur formeln . . . . . . . . . . .(20) 3 16 σ d = K p ×ν × ReL ds = 2 (23 a) När man sätter vridmotståndet W p = π × ds3 16 har man Emellertid är kraftparets angreppspunkter for ett skruvförband på grund av stigningen förskjuten i for hållande till snittytan. Det är möjligt att ett praktiskt ännu riktigare värde på σ d än vad som erhålls med formel (23), erhålls om man vid beräkning av vridmotståndet räknar med medeldiametern d m . Wp = dm + di 2 Colly Company ab π × dm3 16 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Dragspänningen skulle då bli σd = 4.2.1 Sammanfattning ν × ReL d + d i 1 + 0,75 m d m 2 × tg (ϕ + ε ' ) . . . .(26) 2 Ofta anges dragspänningen något felaktigt som σd = FF = σ d × As där skruvens spänningsarea AS = 2 . . . .(27) ν × ReL d 1 + 12 tg (ϕ + ε ' ) × m d sk π dm + di 4 2 2 och dragspänningen Denna formel liknar den som gäller för skruv med nedsvarvat liv s k ”livskruv” σd = Den maximalt tillåtna förspänningskraften för ett skruvförband låter sig beräknas ur förhållandet ν × ReL tg (ϕ + ε ) d m × 1 + 12 cos β / 2 d i 25 2 Förspännings- och momenttabeller är i denna handbok baserade på dragspänning enligt formel 23 σ d = K p × ν × ReL Korrektionsfaktorn K p väljs ur diagrammet i fig. 132. Den är som synes starkt beroende av gängfriktionskoefficienten µ g . Ett làgt värde på ug innebär ett mindre torsionsmoment, vilket betyder en större förspänningskraft och således att skruven utnyttjas bättre. ν anger hur stor del av skruvens sträckgräns som kan utnyttjas, se inledningen, sidan 7. Fig 132 Colly Company ab 26 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 4.3 Beräkning av åtdragningsmoment Mv Det åtdragningsmoment som erfodras för att erhålla den önskade förspänningskraften F F är Mv = M g + Ma dm × tg (ϕ + ε ') 2 D och M a = FF × µ a × a 2 Där M g = FF × ϕ = Stigningsvinkel ε = Friktionsvinkel (tg ε = µ g ) ε ’ = Friktionsvinkel erhållen ur gänggeometrin(tg ε ’= µ g’ ) varav följer att d tgϕ + tgε ' D M v = FF m × + µa × a 2 2 1 − tgϕ + tgε ' om tgϕ = F F = Förspänningskraft i N M v = Åtdragningsmoment i Nm M g = Gängmoment i Nm M a = Anliggningsmoment i Nm d m = Skruvens medeldiameter i mm D a = Anliggningsdiametern i mm (D s +D h )/2 D s = Skruvskallens eller mutterns ytterdiameter i mm D h = Frigående hålets diameter i mm µg P och tgε ' = µ g ' = π × dm cos ϕ × cos β / 2 insätts i formeln erhålls att d P M v = FF m + P × µg 2 π × d m − cos ϕ × cos β / 2 β = Profilvinkel µ g = Friktionskoefficient i gängornas kontaktytor µ g ’ = Friktionskoefficient erhållen ur gäng-geometrin µ a = Friktionskoefficient i anliggningsplanets kontaktytor P = Stigning i mm K s = Korrektionsfaktor K g = Korrektionsfaktor µg D cos ϕ × cos β / 2 + µa × a P × µg 2 π × dm − cos ϕ × cos β / 2 π × dm × . . . . . . . . .(29) Om man nu inför korrektionsfaktorerna K s och K g för uttrycken dm × 2 1 π × dm − = Ks P × µg cos ϕ × cos β / 2 4.3.1 Sammanfattning Det åtdragningsmoment som erfordras för att erhålla Önskad förspänningskraft beräknas ur formel (30). 1 d cos ϕ × cos β / 2 resp. m × = Kg P × µg 2 π × dm − cos ϕ × cos β / 2 π Ur momentformeln kan man utläsa åtdragningsmomentets beroende av stigning, gängfriktion och skallfriktion. Dessutom kan man utläsa skruvdiameterns inverkan på förspänningskraften om man applicerar samma moment på olika skruvdimensioner. kan ovanstående formel förenklas till M v = FF (K s × P + K g × d m × µ g + 0.5 × Da × µ a ) . . . . . . . . . . (30) K s och K g kan väljas för olika gängfriktionskoefficienter ur diagrammet i fig. 133. Ett noggrant åtdragningsmoment är mycket viktigt för skruvförbandets funktion. Hög och jämn skruvkvalitet tillsammans med snäva toleranser är dessutom viktigt för maximal förspänning och garanterad skruvlåsning (primär skruvlåsning, se kap. 4.1.4). Som synes i ovanstående diagram är korreklionsfaktorernas variationer ganska små, vilket innebär att dessa kan ersättas med konstanter. Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND För gängfriktionskoefficienten µg = 0.15 blir Ks = 0,161 och Kg = 0,583. Detta kan man betrakta som genomsnittsvärden, vilket innebär att momentformeln kommer att få följande utseende. 27 Generellt kan sägas att gängfriktionskoefficienten µ g vanligen bör väljas ur kolumnen “skuren gänga normal” och skallfriktionskoefficienten µ a för planbricka eller motsvarande underlag. Mv = FF (0,161× P + 0,583 × d m × µ g + 0,5 × Da × µ a ) 4.4 Spridning i skruvförbandet I kapitel 3.1 har beskrivits hur den erforderliga förspanningskraften kan beräknas. I kapitel 4.2 har visats hur max. tillåten förspänningskraft med hänsyn tagen till torsionsspänning och spridning beräknas. Den förspänningskraft som kan erhållas för ett visst åtdragningsmoment varierar högst avsevärt. Detta beror dels på den spridning av friktionsvärdet som alltid erhålls både i gängorna och under skruvskallen och dels på spridningen hos åtdragningsmomentet. Det är inte möjligt att ge ett säkert värde på friktionskoefficienten på grund av det stora antal faktorer som påverkar densamma. Exempel på sådana faktorer är ytfinhet, smörjtillstånd, material, ytbehandling, åtdragningshastighet och värme. Ännu svårare är det att på förhand bestämma förspänningskraftens spridning. Spridningen påverkas, i enlighet med vad som sagts ovan, av gäng- och skallfrik tionens spridning, men också av spridningen i det applicerade momentet. För att konstruktören med tillfredsställande säkerhet ska ha möjlighet att beräkna sitt skruvförband är det viktigt att ange riktlinjer för friktionskoefficienter och spridningar på basis av de undersökningar som gjorts, även om dessa är ofullständiga. Senare undersökningar kan komma att visa andra värden. Tabellen i fig. 1 34 anger friktionskoefficienten µg för skruv och mutter med olika ytbehandling och smörj tillstånd enligt undersökningar gjorda av Kellerman und Klein (nr. 53 i litt.fört.) . I tabellen i fig. 1 35 är upptaget ett genomsnitt av vad som brukar anges som minvärden för friktionskoefficienten µ g samt förväntad max. spridning av förspän ningskraften för olika skruv- och mutterkombinationer. Skruven antags vara dragen med momentnyckel och försedd med en härdad planbricka under skallen. Den i tabellen angivna spridningen är totalspridning vilket innebär att förspänningskraftens spridning är ± halva totalspridningen. För att ge konstruktören en ungefärlig uppfattning om förväntade friktionskoefficienter för andra kombinationer av ytor och yttillstånd än vad som angivits i tabellerna fig. 134—135 visas för gängor och anliggningsplan en schematisk uppställning i fig. 136 och 137. Tabell över friktionskoefficienten µ g för olika kombinationer skruv - mutter Skruv Obehandl. Fosf. Förzink. c:a 5 µ m Förzink. c:a 15 µ m Kadm. c:a 3 µ m Kadm. c:a 8 µ m Förzink c:a 5 µ m Förzink c:a 15 µ m Kadm. c:a 3 µ m Kadm. c:a 8 µ m Fig. 134 Mutter Osmort Olja µg MoS 2 µg µg Obehandl Obehandl Obehandl 0,20 - 0,35 0,28 - 0,40 0,12 - 0,23 0,16 - 0,23 0,16 - 0,33 0,14 - 0,19 0,13 - 0,19 0,13 - 0,19 0,10 - 0,17 Obehandl 0,18 - 0,44 0,11 - 0,17 0,10 - 0,14 Obehandl 0,10 - 0,19 0,10 - 0,17 0,13 - 0,17 Obehandl 0,18 - 0,31 0,10 - 0,14 0,13 - 0,15 Förzink 0,17 - 0,45 0,12 - 0,18 0,10 - 0,16 Förzink 0,17 - 0,39 0,12 - 0,22 0,13 - 0,20 Kadm. 0,16 - 0,38 0,11 - 0,18 0,10 - 0,13 Kadm. 0,23 - 0,38 0,10 - 0,17 0,10 - 0,16 Tabell visande min-värden för gängfriktionskoefficienten µ g samt förspänningskraftens F F totalspridning för olika kombinationer skruv -mutter (momentnyckel) Skruv Mutter Totalspridning Osmort µg Obehandl Fosf Förzink. c:a 5 µ m Förzink. c:a 15 µ m Förzink. c:a 3 µ m Förzink. c:a 8 µ m Fosf. Förzink. c:a 5 µ m Förzink. c:a 15 µ m Kadm. c:a 3 µ m Kadm. c:a 8 µ m Fig. 135 % Olja µg % MoS 2 µg % Obehandl 0,175 Obehandl 0,175 Obehandl 0,15 60 60 60 0,175 0,175 0,15 50 40 60 0,125 0,125 0,125 40 35 60 Obehandl 0,175 70 0,15 60 0,125 60 Obehandl 0,125 50 0,125 50 0,125 45 Obehandl 0,125 55 0,125 55 0,125 50 Fosf Förzink c:a 5 µ m Förzink. c:a 5 µ m Kadm. c:a 5 µ m Kadm. c:a 5 µ m 0,15 0,15 60 70 0,15 0,15 40 65 0,125 0,125 35 60 0,15 70 0,15 65 0,125 60 0,125 55 0,125 55 0,125 50 0,15 60 0,125 60 0,125 55 Colly Company ab 28 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Tabell över gängfriktionens inverkan på förspänningskraftens spridning (se fig. 140). Friktionskoefficienter Muttergängans beskaffenhet Valsad gänga HELICOIL Skuren gänga mycket god Skuren gänga normal Skuren gänga mindregod Ytjämnhet µm µg Osmort Spr. µg Olja Spr. µg MoS2 Spr. Ra < 0,3 0,10 C 0,10 B 0,075 A Ra 2,5 - 4,6 0,15 E 0,15 D 0,125 B Ra 3,6 - 7 0,175 F 0,175 E 0,125 C Ra > 6 0,20 G 0,20 0,15 F D Fig. 136 Tabell över anliggningsfriktionens inverkan på förspänningskraftens spridning (se fig. 140). Friktionskoefficienter Anliggningsplanens beskaffenhet Ytjämnhet µm µa Osmort Spr. µa Olja µa Spr. MoS2 Spr. Grovläppning Kallvalsning Planbrickor Finfräsning med ändfräs Finhyvling Medelfinslipning Slätfräsning med valsfräs Slätsvarvning Tätningsytor med packning Ra 1,4 - 3,6 0,125 III 0,125 II 0,10 Anliggningsytor Utseendeytor utan särskild funktion Ra 2,5 - 6 0,15 IV 0,15 III 0,125 II Ra 3,6 - 10 0,175 V 0,175 IV 0,125 III Finsandblästring Grovfräsning med valsfräs Grovslipning Grovsvarvning Slätfräsning med ändfräs Släthyvling Fig. 137 Colly Company ab I HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 29 4.4.1 Spridningens inverkan på förspänningskraften FF Förspänningskraftens spridning för några olika skruvoch mutterkombinationer vid dragning med momentnyckel har visats i fig. 135. Som redan nämnts är förspänningskraftens spridning beroende av både friktionskoefficienternas spridning och spridningen i det applicerade åtdragningsmomentet Förspänningskraftens övre spridningsvärde F FÖ kan beräknas ur förhållandet FFÖ = M v max K s × P + K g × d m × µ g min + 0,5 × Da × µ a min och förspänningskraftens undre spridningsvärde F FU ur förhållandet Tabell för spridningsfaktorn Sf Totalspridning FFÖ = M v min K s × P + K g × d m × µ g max + 0,5 × Da × µ a max 20% 25% 30% 35% 40% 45 % 50% 55% 60% 65% 70% 75 % 80 % 85 % 90% 95% 100% 110% 120% Spridningsbandet för ett blankt, osmort skruvförband med planbricka under skruvskallen och draget med momentnyckel är inlagt i fig. 138. For ett åtdragningsmoment av 40 Nm kan man avläsa en medelförspänning F Fmed av ca 17 kN, övre spridningsvärde F FÖ = 22 kN och undre spridningsvärde F FU = 12 kN. Spridning ca ± 30 %. Totalt 60 %. For att kunna jämföra den för ett visst belastningsfall erforderliga förspänningskraften F Ferf , vars beräkning visats i kap. 3.1, med den förväntade förspänningskraftens övre och undre spridningsgräns införes en spridningsfaktor S f . Härvid gäller att FFu = FFerf och . . . . . . . . . . . (31) Fig. 139 FFu = S f × FFerf . . . . . . . . . . . (32) Om tabellen i fig. 135 används för bestämning av spridningens storlek erhålls spridningsfaktorn S f ur tabellen, fig. 139, för de uppgivna spridnings-procenten. Colly Company ab Sf 1,22 1,28 1,35 1,42 1,50 1,58 1,67 1,76 1,86 1,96 2,04 2,20 2,33 2,48 2.64 2,81 3,00 3,44 4,00 30 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 4.5 Hur hårt kan skruven utnyttjas Skruven utsätts vid åtdragningen för både dragning och vridning. Enligt formel (24) är dragspänningen σ d = K p ×ν × ReL K p som är starkt beroende av gängfriktionskoeffi- cienten µ g , anger till hur stor del av sträckgränsen materialet skruven får ansträngas på grund av förvridningen. ν visar den säkerhetsmarginal som erfordras för att sträckgränsen ej ska överskridas när tillsatsspänningen F La tillkommer. ν sättes i allmänhet till 0,9. Angivna värden för förspänningskraft och åtdragningsmoment i tabellerna, fig. 147-149 är räknade för ν = 0,9. Som redan nämnts är förspänningskraftens spridning beroende av både friktionskoefficienternas spridning, S µ och spridningen i det applicerade åtdragningsmomentet, S m Spridning i friktioner i gängan och anliggningsplanet kan definieras med hjälp av tabellerna, fig. 136 - 137. Spridningen hos S µ avläses ur fig. 140. För att kunna kontrollera att säkerhetsmarginalen är tillräcklig anges i tabell, fig. 150 max. tillåten dragpåkänning FFf max = Rm × As samt 0,9 F Fd max Man bör kontrollera att: (0,9 FFd max + FLa ) ≤ FFd max där F La beräknas enligt kap. 3.1.4. I tabellen i fig. 141 anges momentspridningen S m d v s hur olika åtdragningsmetoder påverkar förspännings kraftens spridning. Produkterna av S µ och S m ger spridningsfaktorn S f . Su × S m = S f Tabell över åtdragningsmetodens inverkan på förspänningskraftens spridning Åtdragningmetod Sm Luftdrivna hydrauliska skruv/mutterdragare 1,11 1) 1,3 2,5 3 Momentnyckel Luftdrivna mekaniska skruv/mutterdragare Annan ej momentbestämd metod Fig. 141 1) Spridningen 1,1 gäller URYU och PLARAD skruv- och mutterdragare 4.4.2 Sammanfattning Stora spridningar påverkar såväl skruvförbandets tillförlitlighet som dess dimension. För att minimera spridning i förspänningskraft måste man arbeta med material och smörjmedelskombinationer som ger små spridningar i friktionsförhållandena. Dessutom erfordras monteringsutrustningar med stor noggrannhet. Colly Company ab . . . . . . . . .(33) HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 4.6 Varför bör inte skruvförbandet överdimensioneras Förutom de rent ekonomiska aspekter man kan ha på överdimensionering innebär det också ofta ett sämre skruvförband. Låt oss antaga att M 16, 12.9-skruv är tillräcklig för att klara ett visst belastningsfall, men att man använt M 30, 12.9. Det kan tyckas att den större dimensionen skulle ha mångfaldig säkerhet för att klara det aktuella belastningsfallet. Nedanstående beräkningsexempel får belysa att det i praktiken kan bli annorlunda om inte speciella åtgärder vidtages. Beräkningsdata: M 16-12.9 R eL = 1080 N/ mm2 As dm P da = = = = 157 mm 2 14,70mm 2,0 mm 21,0mm d / P = 8,0 µ g = 0,175 µ a = 0,125 M 30-12.9 = 560 mm 2 = 27,73mm = 3,5 mm = 39,0mm d/P = 8,6 µ g = 0,175 µ a = 0,125 Beräkning av förspänningskraft och åtdragningsmoment för M 16: σd = K p × ν × R eL σd FF FF Mv = = = = Mv Mv På verkstadsgolvet är det naturligtvis möjligt att åstadkomma detta moment men i praktiken är det många gånger trångt om utrymme och man har ofta inte till gång till specialverktyg. Om inte speciella åtgärder vidtages bör konstruktören inte räkna med att skruvar dras med ett större moment än 250-400 Nm. Det finns skäl att anta att M 30 skruven i ovanstående exempel inte kommer att dras med ett större vridmoment än vad som rekommenderas för M 16skruven. M 30-skruven kommer då att få en förspänningskraft av F F = 358000/5,83 = 61 kN d v s nästan halva förspänningskraften mot M 16-skruven. Slutsatsen av ovanstående exempel blir att överdimensionering ger en felaktig känsla av säkerhet. Tvärtom talar allt för att man får ett sämre förband ur utmattningssynpunkt. Den större skruven här ovan fordrar dubbla vridmomentet för att bli lika förspänd - alltså få samma funktion. Dessutom behövs en större erforderlig förspänningskraft för att klara samma belastningsfall p.g.a. ogynnsamt klämlängdsförhållande Lk/d, se kap. 3.1.2. R eL = 1080 N/mm 2 As dm P da Ett rätt dimensionerat skruvförband ger alltså både ekonomi och högre säkerhet. 0,75 × 0,9 × 1080 = 729 n/mm2 σd × As 729 × 157 = 114453 N F F ( 0,161 × P + 0,583 × d m × µ g + 0,5 × Da × µa) = 114453(0,161 × 2,0 + 0,583 × 14,70 × 0,175 + 0,5 × 21,0 × 0,125) = 114453 × 3,13 = 358 Nm Beräkning av förspänningskraft och åtdragningsmoment för M 30: σd FF Mv Mv 31 = 0,76 × 0,9 × 1080 = 739 n/mm 2 = 739 × 560 = 413840 N = 413840(0,161 × 3,5 + 0,583 × 27,73 × 0,175 + 0,5 × 39,0 × 0,125) = 413840 × 5,83 = 2412 Nm För M 16-skruven fordras ett åtdragningsmoment av 358 Nm för en förspänningskraft av 114,5 kN. För att åstadkomma detta moment behövs en 0,7 m lång nyckel och 500 N i åtdragningskraft, vilket är ett praktiskt uppnåeligt vridmoment. M 30-skruven däremot fordrar ett åtdragningsmoment av 2412 Nm vilket ger en förspänningskraft av 413,8 kN om skruven utnyttjas helt. Detta betyder en 5 meter lång nyckel och ca 500 N i åtdragningskraft. För att praktiskt åstadkomma detta åtdragningsmoment krävs en mekanisk eller hydraulisk momentförstärkare. Colly Company ab 32 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 4.7 Hålplantryck För att undvika förspänningsförluster är det viktigt att kontrollera att det aktuella materialets tillåtna hålplan tryck ej överskrids. I tabell fig. 156 anges max. tillåtet hålplantryck i förhållande till olika materials hårdhet. Vid val av skruvkvalitet gäller att den utnyttjade skruv kraften ej ger högre hålplantryck än vad materialet tillåter. Teoretiskt beräknas den för en viss erhållna hålplantrycket ur förhållandet Ph = 4F π Ds 2 − Dh 2 ( skruvkraft ) . . . . . . . . . . . .(34) där Ph F Ds Dh = Hålplantryck i N/mm2 = Skruvkraft i N (F F + F La ) = Skruvskallens anliggningsdiameter resp. tryckytans ytterdiameter vid bricka eller motsvarande (se fig. 109 och tabellerna, fig. 145 och 146) = Frigående hålets diameter (se fig. 109 och tabellerna fig. 145 och 146) Vid grovt val av skruvkvalitet för aktuellt material jämförs tillåtet hålplantryck fig. 156, med max. be räknat hålplantryck (skruven belastad till sträck gränsen, fig. 154 och 155). Skruvskallens anliggningsdiameter resp.tryckytans ytterdiameter vid bricka eller motsvarande (se fig. 109 och tabellerna, fig. 145 och 146) 4.8 Utmattningshållfasthet Maskinkonstruktioner är i allmänhet utsatta för dynamisk belastning. Därför måste man även kontrollera att skruvens utmattningshållfasthet är tillräcklig. Om den yttre lasten således är pulserande F Ldyn kommer skruven att påverkas av en pulserande tillsatskraft F La , se fig. 142. För skruvar anger man tillåten spänningsamplitud vid pulserande last σ up som den amplitud som ger brott efter 10 7 belastningsväxlingar. Tabell över σ up finns i tabell fig. 158. Man behöver endast kontrollera att den för belastnings fallet aktuella amplituden σa = ± FLa är mindre än σ up 2 × As Skruven har då tillräcklig utmattningshållfasthet. Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Utmattningshållfastheten kan direkt påverkas om hänsyn tas till följande faktorer innan slutgiltigt skruvmaterial och dimension fastställs: 1. 2. Elasticiteten i skruv och hopfogade delar har en avgörande betydelse för hur stor skruvens tillsatskraft F La blir. Ett gynnsamt klämlängdsförhållande L k /d kan höja utmattningshållfastheten väsentligt. Se kap. 3.1.2 och 3.1.4. Förspänningskraftens storlek påverkar i hög grad utmattningshållfastheten. Om F F < F Lb att total avlastning av godset sker under en del av lastcykeln, tas den fortsatta lastökningen upp av skruven, fig. 143 b. Om F F = 0 kommer hela F Ldyn att tas upp av skruven, fig. 143 c. Lägg märke till i fig. 114 (sid 13) att FL inte bör komma så lågt att den hamnar på den krökta delen av godsets C g -linje eftersom F La då ökar proportionellt mer än F Lb . Genom att använda höghållfasta skruvar klass 12.9 kan förspänningskraften ökas (se tabeller fig. 147 och 148). Den kvarvarande förspänningskraften F Fmin efter sättningsförlust, yttre last (F Lb ) etc. blir därmed högre (se fig. 111 a) varvid tillskottskraften i skruven (F La ) blir lägre (se fig.143). 3. Utmattningsbrottet startar lokalt där man har högsta spänningen. Om de första gängorna tar upp en förhållandevis stor del av skruvkraften utgör de potentiella brottanvisningar. Åtgärder som ger jämnare belastning på flera gängor bör vidtagas och skruvens gängor bör inte börja just där gods- eller muttergängan börjar. HELICOIL insatsgängor är i det fallet fördelaktiga och ger högre utmattningshållfasthet. 4. Utmattningshållfastheten varierar mellan olika skruvfabrikat. Anledningen till detta är att faktorer såsom material, gängutlopp, radie mellan skruvskalle och stam, gängans kvalitet (bottenradien), ytfinish etc. i mycket hög grad påverkar den tillåtna spänningsamplituden (10 7 belastningsväxlingar till brott) för en skruv. UNBRAKO 12.9 garanterar en tillåten spännings amplitud av 70 N/mm2 (< M10). Motsvarande värde för en standard 12.9 är 35 N/mm2 . Som det framgår av tabellen i fig. 158 har även olika hållfast hetsklasser olika tillåtna spänningsamplituder σ up 5. 33 6. En noggrann åtdragningsmetod med liten momentspridning garanterar att rätt förspänningskraft uppnås. Lämpliga åtdragningsmetoder är momentnyckel (S m = 1,3) eller luftdrivna hydrauliska skruv/ mutterdragare av fabrikat URYU eller PLARAD = 1,1). Se kap. 4.4.1. (S m 7. Om det av någon anledning ej går att förspänna ett skruvförband maximalt eller om det finns risk för att förspänningskraften minskar eller helt går förlorad på grund av sättningsförluster etc. kan skruvar som rullgängats efter härdning (REH) användas. Utmattningshållfastheten är upp till två gånger högre jämfört med skruvar som rullgängats före härdning (se tabellen, fig. 158). Följande samband gäller: Gängtyp Spänningsamplitud σ up N/mm 2 Gäller inom området RFH 180 ± δ up RFH ≈ 0,75 + 52 d 0,2 F Rel < F F < 0,8 F Rel REH F ± δ up REH ≈ 2 − F δ up REH FRe l 0,2 F Rel < F F < 0,8 F Rel RFH = Rullgängad före härdning REH = Rullgängad efter härdning Utmattningshållfasthet för skruvar med hållfasthetsklass 8.8, 10.9 och 12.9 Genom att utforma konstruktionen/skruvförbandet så att den yttre lasten F L angriper inne i godset så nära konstruktionens delningsplan som möjligt (avståndet mellan lastens angreppspunkter, L n ska vara så litet som möjligt), minskas tillskottskraften F La (se 3. 1 .4 samt fig. 130) varvid σ a minskar (se 4.8). Colly Company ab 34 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 4.9 Beräkning av gänglängd i gods De undersökningar som hittills gjorts om erforderlig gänglängd i gods är ofullständiga och har ej kunnat ge något entydigt svar på frågan om godsgängors deformation. Nedanstående formel kan emellertid användas för överslagsberäkningar av godsgängors hållfasthet. Fig. 144 visar gängingreppets geometri. R eL d τs L eff As= P skruvens sträckgräns i N/mm2 räknat på spänningsarean As. Tabell fig. 145, 146, 157 skruvens min. ytterdiameter i mm = en faktor som tar hänsyn till hur stor del av godsgängan som upptar skjuvkraften. Tabell fig. 153 godsgängans skjuvsträckgräns i N/mm2 . Tabell fig. 159 effektiv gänglängd i mm skruvens spänningsarea i mm2 stigning i mm Då gäller: ReL = π × d × ρ × τ s × Leff As Man vill undvika att plastisk deformation inträffar annat än lokalt i anliggningsytorna. Låter man kraften som åtgår för plasticering av godsgängan vara lika med den kraft som fordras för att plastiskt deformera skruven erhålls: Fs = π × d × ρ × τ s × Leff . . . . . . .(35) där F s = R eL x A s = den skruvkraft som erfordras för att plasticering ska inträffa i skruven. Kommentar: För sega material utan utpräglad sträckgräns används R p0,2 i stället för R eL . För spröda material d v s sådana som brister utan föregående plastisk deformation ersätts τ s ; med τ b och R eL med R m, se fig. 159. Som beskrivits i kap. 3.1.3.7 upptar varje gängvarv ej lika stor belastning. Detta innebär att den enligt formel (35) teoretiskt beräknade gänglängden L eff i praktiken kommer att bli något för liten. För att gardera sig mot den ogynnsamma belastningsfördelningen multipliceras L eff med en säkerhetsfaktor X som förslagsvis sättes till 1,2-1,3. Om skruven utnyttjas ofullständigt kan en kortare gänglängd väljas. För överslagsberäkningar insätts då den faktiska skruvkraften = F F + F La stället för F s i formel (35). Införes HELICOIL insatsgängor i konstruktionen kan också en kortare godsgänga väljas. Samma formel kan användas vid beräkningen, men för ett HELICOIL förband blir d = min. ytterdiameter för HELICOIL. Säkerhetsfaktorn X kan väljas lägre, förslagsvis 1,0 1,1 på grund av den gynnsammare belastningsför delningen, se kap. 3.1.3.7. Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 35 5. Diagram och tabeller Tabell över numeriska värden för metriska grovgängor. (Skruv MC6S) Dim. mm d mm dm mm di mm Dh mm Ds mm Da mm P mm d/P M3 M4 M5 M6 M7 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0 27,0 30,0 33,0 36,0 39,0 2,68 3,55 4,48 5,35 6,35 7,19 9,03 10,86 12,70 14,70 16,38 18,38 20,38 22,05 25,05 27,73 30,73 33,40 36,40 2,39 3,14 4,02 4,77 5,77 6,47 8,16 9,85 11,55 13,55 14,93 16,93 18,93 20,32 23,32 25,71 28,71 31,09 34,09 3,4 4,5 5,5 6,6 7,6 9,0 11,0 13,5 15,5 17,5 20,0 22,0 24,0 26,0 30,0 33,0 36,0 39,0 42,0 5,5 7,0 8,5 10,0 11,0 13,0 16,0 18,0 21,0 24,0 27,0 30,0 33,0 36,0 40,0 45,0 50,0 54,0 58,0 4,45 5,75 7,00 8,30 9,30 11,0 13,5 15,75 18,25 20,75 23,5 26,0 28,5 31,0 35,0 39,0 43,0 46,5 50,0 0,5 0,7 0,8 1,0 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0 2,0 2,5 2,5 2,5 3,0 3,0 3,5 3,5 4,0 4,0 6,0 5,7 6,3 6,0 7,0 6,4 6,7 6,9 7,0 8,0 7,2 8,0 8,8 8,0 9,0 8,6 9,4 9,0 9,7 As mm 2 5,05 8,8 14,2 20,1 28,8 36,6 58,0 84,2 115 157 192 245 303 352 459 561 694 817 976 Fig. 145 Tabell över numeriska värden för UNC grovgängor. (Skruv UC6S) Dim. mm d mm dm mm di mm Dh mm Ds mm Da mm P mm d/P 1/4 5/16 3/8 7/16 1/2 9/16 5/8 3/4 7/8 1 1 1/8 1 1/4 1 3/8 1 1/2 6,35 7,94 9,53 11,11 12,70 14,29 15,88 19,05 22,23 25,40 28,58 31,75 34,94 38,10 5,52 7,02 8,49 9,93 11,43 12,91 14,38 17,40 20,39 23,34 26,22 29,39 32,17 35,35 4,79 6,21 7,58 8,89 10,30 11,69 13,04 15,93 18,76 21,50 24,12 27,30 29,73 32,91 7,0 9,0 11,0 12,5 14,5 16,0 18,0 21,0 25,0 28,0 32,0 35,0 38,0 42,0 9,5 11,9 14,3 16,7 19,0 21,1 23,8 28,6 33,3 38,1 42,9 47,6 52,4 57,2 8,25 10,45 12,65 14,60 16,75 18,55 20,90 24,80 29,15 33,05 37,45 41,30 45,20 49,60 1,27 1,41 1,59 1,81 1,95 2,12 2,31 2,54 2,82 3,18 3,63 3,63 4,23 4,23 5,0 5,6 6,0 6,1 6,5 6,7 6,9 7,5 7,9 8,0 7,9 8,7 8,3 9,0 Fig. 146 Colly Company ab As mm 2 20,9 34,4 50,7 69,5 92,6 119 148 218 301 395 497 632 752 915 36 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Tabell över F FÖ och M v metrisk grovgänga, ν = 0,9 Klass F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,10 F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,125 F FÖ Mv Ö kN Nm µ g = 0,15 F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,175 M3 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 2,45 3,44 4,13 4,48 1,26 1,77 2,12 2,30 2,33 3,28 3,93 4,26 1,29 1,81 2,18 2,36 2,20 3,11 3,74 4,05 1,31 1,85 2,22 2,40 2,10 2,95 3,54 3,84 1,33 1,87 2,24 2,43 M4 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 4,23 5,95 7,15 7,74 2,87 4,04 4,85 5,25 4,03 5,66 6,80 7,36 2,94 4,14 4,97 5,38 3,82 5,38 6,45 6,99 3,00 4,21 5,05 5,48 3,63 5,10 6,12 6,63 3,03 4,26 5,12 5,54 M5 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 6,92 9,73 11,7 12,6 5,72 8,04 9,65 10,4 6,59 9,26 11,1 12,0 5,88 8,26 9,92 10,7 6,26 8,80 10,6 11,4 6,00 8,43 10,1 11,0 5,94 8,35 10,0 10,9 6,09 8,56 10,3 11,1 M6 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 9,75 13,7 16,5 17,8 9,66 13,6 16,3 17,7 9,28 13,1 15,7 17,0 9,93 14,0 16,7 18,1 8,82 12,4 14,9 16,1 10,1 14,2 17,1 18,5 8,36 11,8 14,1 15,3 10,3 14,4 17,3 18,8 M7 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 14,2 20,0 24,0 26,0 15,8 22,2 26,7 28,9 13,6 19,1 22,9 24,8 16,3 23,0 27,6 29,9 12,9 18,2 21,8 23,6 16,7 23,5 28,3 30,6 12,3 17,2 20,7 22,4 17,0 24,0 28,8 31,2 M8 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 17,9 25,2 30,2 32,8 23,4 32,9 39,5 42,8 17,1 24,0 28,8 31,2 24,1 33,9 40,6 44,0 16,2 22,8 27,4 29,6 24,6 34,6 41,5 45,0 15,4 21,6 26,0 28,1 25,0 35,1 42,2 45,7 M 10 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 28,5 40,1 48,1 52,1 45,9 64,5 77,4 83,8 27,2 38,2 45,8 49,6 47,3 66,5 79,8 86,5 25,8 36,3 43,6 47,2 48,4 68,0 81,7 88,5 24,5 34,5 41,3 44,8 49,2 69,2 83,0 90,0 M 12 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 41,5 58,3 70,0 75,9 78,0 110 132 143 39,5 55,6 66,7 72,3 80,7 113 136 147 37,6 52,9 63,4 68,7 82,7 116 140 151 35,7 50,2 60,2 65,3 84,2 118 142 154 M 14 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 57,0 80,2 96,2 104 124 175 210 228 54,3 76,4 91,7 99,4 129 181 217 235 51,7 72,7 87,2 94,5 132 186 223 242 49,1 69,0 82,8 89,7 135 189 227 246 M 16 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 78,3 110 132 138 192 270 325 338 74,8 105 126 131 200 281 337 351 71,2 100 120 125 205 289 346 361 67,6 95,1 114 119 210 295 354 368 M 18 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 95,3 134 161 167 269 378 454 472 90,9 128 153 160 278 391 469 489 86,4 122 146 152 285 401 482 501 82,1 115 139 144 291 409 491 511 Dim. Fig. 147 UNB = UNBRAKO U 130/12.9 Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 37 Tabell över F FÖ och M v metrisk grovgänga, ν = 0,9 Dim. Klass F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,10 M20 8.8 10.9 12.9 12.9UNB 8.8 10.9 12.9 12.9UNB 8.8 10.9 12.9 12.9UNB 8.8 10.9 12.9 12.9UNB 8.8 10.9 12.9 12.9UNB 8.8 10.9 12.9 12.9UNB 8.8 10.9 12.9 12.9UNB 8.8 10.9 12.9 12.9UNB 122 172 207 215 153 215 258 268 176 248 297 310 232 326 391 407 282 396 476 495 351 494 593 617 412 579 695 724 495 696 835 869 M22 M24 M 27 M30 M33 M36 M 39 Fig. 147 378 532 639 665 514 723 867 903 652 916 1100 1144 955 1343 1612 1677 1299 1826 2191 2281 1766 2483 2980 3101 2259 3177 3812 3968 2907 4089 4906 5106 F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,125 F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,15 F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,175 117 164 197 205 146 205 246 256 168 237 284 295 221 311 374 389 269 379 454 473 336 472 566 589 394 553 664 691 473 665 798 831 111 156 188 195 139 196 235 244 160 225 270 281 211 297 356 370 256 360 433 450 320 450 539 561 375 527 633 658 451 634 761 792 106 149 178 186 132 186 223 232 152 214 257 267 200 282 338 352 244 343 411 428 304 427 513 534 356 501 601 626 429 603 723 753 393 552 662 689 534 752 902 939 676 951 1141 1187 993 1397 1676 1745 1349 1897 2277 2369 1838 2585 3102 3228 2350 3305 3966 4127 3030 4261 5114 5322 UNB = UNBRAKO U 130/12.9 Åtdragningsmoment M v i ovanstående tabell gäller för skruvförband draget med momentnyckel och en antagen anliggningsfriktionskoefficient µ amin = 0,125 (se fig. 137). Om µ amin antages vara 0,15 eller 0,175 multipliceras angivet M v med 110 % respektive 120 %. Colly Company ab 404 568 681 709 550 774 929 967 695 978 1173 1221 1023 1439 1727 1797 1389 1953 2343 2439 1895 2664 3197 3328 2422 3405 4086 4253 3127 4398 5277 5492 412 579 695 724 563 791 950 988 710 998 1198 1247 1047 1472 1766 1838 1419 1996 2395 2492 1939 2726 3271 3404 2477 3483 4179 4350 3203 4504 5404 5624 38 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Tabell över F FÖ och M v UNC grovgänga, ν = 0,9 Klass F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,10 F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,125 F FÖ Mv Ö kN Nm µ g = 0,15 F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,175 1/4 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 9,85 13,9 16,6 18,0 10,3 14,4 173 18,8 9,36 13,2 158 17,1 10,5 148 177 19,2 8,87 12,5 150 16,2 10,7 15,0 181 19,6 8,41 11,8 14,2 15,4 10,8 15,2 18,3 19,8 5/16 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 16,5 23,2 27,9 30,2 21,3 29,9 35,9 38,9 15,7 22,1 26,5 28,7 21,9 30,8 36,9 40,0 14,9 21,0 25,2 27,3 22,3 31,4 37,7 40,8 14,2 19,9 23,9 25,9 22,7 31,9 38,2 41,4 3/8 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 24,6 34,6 41,5 45,0 37,9 53,3 63,9 69,2 23,4 32,9 39,5 42,8 39,0 54,8 65,8 71,2 22,2 31,3 37,5 40,6 39,8 56,0 67,2 72,8 21,1 29,7 35,6 38,6 40,4 56,8 68,2 73,9 7/16 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 33,8 47,6 57,1 61,8 60,2 84,7 102 110 32,2 45,3 54,4 58,9 62,1 87,3 105 113 30,6 43,0 51,6 55,9 63,4 89,2 107 116 29,0 40,8 49,0 53,1 64,5 90,7 109 118 1/2 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 45,4 63,9 76,6 83,0 91,9 129 155 168 43,3 60,8 73,0 79,1 94,8 133 160 173 41,1 57,8 69,4 75,2 97,1 136 164 177 39,0 54,9 65,9 71,3 98,7 139 167 180 9/16 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 58,4 82,2 98,6 107 131 185 222 240 55,7 78,3 94,0 102 136 191 229 248 52,9 74,4 89,3 96,8 139 196 235 254 50,3 70,7 84,8 91,9 142 199 239 259 5/8 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 72,7 102 123 133 183 257 308 334 69,3 97,5 117 127 189 266 319 345 65,9 92,7 111 121 193 272 326 354 62,6 88,0 106 114 197 277 332 360 3/4 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 108 153 183 190 322 452 543 565 103 145 175 182 333 469 562 585 98,4 138 166 173 342 481 577 601 93,4 131 158 164 349 491 589 613 7/8 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 150 211 254 264 519 730 877 912 143 202 242 252 538 757 909 946 136 192 230 240 553 778 934 972 130 182 219 228 565 794 953 991 1 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 197 278 333 347 775 1090 1309 1362 188 265 318 331 804 1131 1357 1413 179 252 302 315 827 1163 1395 1452 170 240 287 299 844 1187 1424 1483 Dim. Fig. 147 UNB = UNBRAKO U 130/12.9 Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 39 Tabell över F FÖ och M v UNC grovgänga, ν = 0,9 Dim. Klass F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,10 F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,125 F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,15 F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,175 1 1/8 8.8 10.9 12.9 12.9UNB 248 349 419 436 1104 1552 1863 1939 237 333 400 416 1144 1609 1931 2010 226 317 381 396 1176 1653 1984 2065 214 301 362 376 1200 1687 2025 2107 1 1/4 8.8 10.9 12.9 12.9UNB 318 447 536 558 1546 2174 2609 2716 303 427 512 533 1607 2260 2712 2823 289 406 488 507 1655 2327 2792 2906 275 386 463 482 1691 2379 2854 2971 1 3/8 8.8 10.9 12.9 12.9UNB 377 530 636 662 2025 2847 3416 3556 360 506 607 632 2102 2956 3547 3692 343 482 578 602 2163 3041 3650 3798 326 458 549 572 2209 3107 3728 3880 1 1/2 8.8 10.9 12.9 12.9UNB 462 649 779 811 2690 3782 4539 4724 441 620 744 774 2797 3934 4720 4913 420 591 709 738 2881 4052 4862 5061 399 561 674 701 2946 4143 4972 5174 Fig. 147 UNB = UNBRAKO U 130/12.9 Åtdragningsmoment M v i ovanstående tabell gäller för skruvförband draget med momentnyckel och en antagen anliggningsfriktionskoefficient µ amin = 0,125 (se fig. 137). Om µ amin antages vara 0,15 eller 0,175 multipliceras angivet M v med 110 % respektive 120 %. Tabell över F FÖ och M v metrisk grovgänga, ν = 0,9. Rostfritt Dim. Klass Rostfritt F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,10 F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,125 F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,15 F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,175 M3 A2-70 A4-80 1,72 2,30 0,89 1,18 1,64 2,18 0,91 1,21 1,56 2,08 0,92 1,23 1,48 1,97 0,93 1,25 M4 A2-70 A4-80 2,98 3,97 2,02 2,69 2,83 3,78 2,07 2,76 2,69 3,59 2,11 2,81 2,55 3,40 2,13 2,84 M5 A2-70 A4-80 4,86 6,48 4,02 5,36 4,63 6,17 4,13 5,51 4,40 5,87 4,22 5,62 4,18 5,57 4,28 5,71 M6 A2-70 A4-80 6,86 9,14 6,79 8,06 6,53 8,70 6,98 9,31 6,20 8,26 7,12 9,49 5,88 7,84 7,22 9,63 M7 A2-70 A4-80 10,0 13,4 11,1 14,8 9,54 12,7 11,5 15,3 9,07 12,1 11,8 15,7 8,62 11,5 12,0 16,0 Fig. 149 Colly Company ab 40 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Tabell över F FÖ och M v metrisk grovgänga, ν = 0,9 Dim. Klass Rostfritt M8 A2-70 A4-80 F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,10 12,6 16,5 16,8 21,9 M lO A2-70 A4-80 20,0 26,7 32,2 43,0 19,1 25,5 33,3 44,3 18,2 24,2 34,0 45,4 17,2 23,0 34,6 46,1 M 12 A2-70 A4-80 29,2 38,9 54,9 73,1 27,8 37,1 56,7 75,6 26,4 35,2 58,1 77,5 25,1 33,5 59,2 79,0 M 14 A2-70 A4-80 40,1 53,5 87,5 117 38,2 51,0 90,6 121 36,3 48,4 92,9 124 34,5 46,0 94,7 126 M 16 A2-70 A4-80 55,1 73,4 135 180 52,6 70,1 140 187 50,0 66,7 144 192 47,5 63,4 147 197 M 18 A2-70 A4-80 67,0 89,3 189 252 63,9 85,2 196 261 60,8 81,0 201 268 57,7 76,9 204 273 M 20 A2-70 A4-80 86,0 115 266 355 82,1 110 276 368 78,2 104 284 378 74,3 99,0 290 386 M 22 A2-70 A4-80 107 143 361 482 103 137 376 501 97,7 130 387 516 92,9 124 396 528 M 24 A2-70 A4-80 124 165 458 611 118 158 475 634 113 150 489 652 107 143 499 666 M 27 1) A2-70 A4-80 163 217 671 895 156 208 698 931 148 198 720 959 141 188 736 981 M 30 1) A2-70 A4-80 198 264 913 1217 189 252 949 1265 180 240 976 1302 171 228 998 1330 M 33 1) A2-70 A4-80 247 329 1242 1656 236 315 1292 1723 225 300 1332 1776 214 285 1363 1817 M 36 1) A2-70 A4-80 290 386 1588 2118 277 369 1652 2203 264 351 1703 2270 251 334 1741 2322 M 39 1) A2-70 A4-80 348 464 2044 2726 333 443 2131 2841 317 423 2199 2932 301 402 2252 3002 Fig. 149 forts 1) F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,125 12,0 16,9 16,0 22,6 F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,15 11,4 17,3 15,2 23,1 F FÖ Mv kN Nm µ g = 0,175 10,8 17,6 14,4 23,4 F FÖ och M v är beräknade med Rp 0,2 = 450 N/mm2 (A2 -70) resp. 600 N/mm2 (A2 -80). Andra värden kan förekomma, se fig. 157 Åtdragningsmoment M v i ovanstående tabell gäller för skruvförband draget med momentnyckeloch en antagen anliggningsfriktionskoefficient µ amin = 0,125 (se fig. 137). Om µ amin antages vara 0,15 eller 0,175 multipliceras angivet M v med 110 % respektive 120 %. Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 41 Tabell över max tillåten dragpåkänning FFd max samt 0,9 FFd max (Se kap. 4.5.) METRISKT Dim. M3 M4 M5 M6 M7 M8 M 10 M 12 M 14 M 16 M 18 M 20 M 22 M 24 M 27 M 30 M 33 M 36 M 39 F Fd max kN 8.8 0,9 F Fd max kN 10.9 12.9 12.9 UNB 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 3,23 5,62 9,08 12,9 18,4 23,4 37,1 53,9 73,8 100 123 157 194 226 294 359 444 523 625 4,54 7,91 12,8 18,1 26,0 32,9 52,2 75,8 104 141 173 220 273 318 414 504 625 735 878 5,45 9,49 15,3 21,7 31,1 39,5 62,6 90,9 125 170 207 264 327 381 496 605 750 882 1054 5,91 10,3 16,6 23,5 33,7 42,9 67,9 98,5 135 184 216 275 341 396 516 630 780 918 1097 4,09 7,12 11,5 16,3 23,4 29,6 47,0 68,2 93,6 127 156 198 246 286 372 454 563 661 790 4,91 8,54 13,8 19,5 28,0 35,6 56,4 81,7 113 153 187 238 294 343 447 545 675 794 949 5,32 9,27 14,9 21,2 30,3 38,6 61,1 88,7 122 165 194 248 307 356 464 567 702 826 987 16,9 27,9 41,0 56,3 75,0 96,3 120 177 244 320 402 512 610 741 20,4 33,5 49,2 67,5 90,0 116 144 212 293 384 483 614 731 889 22,1 36,3 53,4 73,2 97,5 125 150 221 305 400 502 639 761 926 2,91 5,06 8,17 11,6 16,6 21,1 33,4 48,5 66,5 90,4 111 141 175 204 265 323 400 471 563 UNC 1/4 5/16 3/8 7/16 1/2 9/16 5/8 3/4 7/8 1 1 1/8 1 1/4 1 3/8 1 1/2 Fig. 150 13,4 22,0 32,4 44,5 59,3 76,1 94,8 140 193 253 318 404 481 586 18,8 31,0 45,6 62,5 83,3 107 133 196 271 355 447 569 677 824 22,6 37,2 54,7 75,0 100 129 160 236 325 426 536 682 812 988 24,5 40,3 59,3 81,3 108 139 167 246 339 444 558 710 846 1029 12,1 19,8 29,2 40,1 53,4 68,5 85,3 126 174 228 286 364 434 528 UNB = UNBRAKO U 130/12.9 Colly Company ab 42 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Tabell över antagen skruvdiameters lastförmåga med hänsyn till belastningsart och belastningstyp (Hjälptabell för preliminärval vid skruvdimensionering). Lastförmåga per skruv Axialbelastning statisk F L kN dynamisk F L kN 1,5 3,0 3,0 10,0 15,0 30,0 60,0 100,0 150,0 300,0 Skruvdiameter Radialbelastning statisk eller dynamisk Q kN 8.8 10.9 12.9 0,3 0,6 0,6 2,0 3,0 6,0 12,0 20,0 30,0 60,0 4 6 6 10 12 16 24 27 36 39 4 6 6 8 10 14 20 24 30 36 3 5 5 7 9 12 16 20 27 30 1,0 2,0 2,0 6,0 10,0 20,0 40,0 60,0 100,0 200,0 Metrisk UNC 8.8 10.9 12.9 1/4 3/8 1/2 5/8 1 1 1/8 1 1/2 1/4 5/16 3/8 9/16 7/8 1 1 1/4 1 1/2 5/16 3/8 1/2 5/8 7/8 1 1/8 1 1/4 Fig. 151 Tabell över förväntad ytjämnhet för olika bearbetningsmetoder Bearbetningsmetod Ytjämnhet Bearbetningsmetod Ytjämnhet Finfräsning med hörnfräs Finslipning Finsvarvning Tryckbrickor Ra 0,1-1,4 Anliggningsytor Utseendeytor utan särskild funktion Ra 2,5-6 Ra 1,4-2,5 Finsandblästring Grovfräsning med hörnfräs Grovslipning Slätfräsning med planfräs Ra 3,6-10 Grovläppning Kallvaisning Planbrickor Tätningsytor utan packning Ra 1,4-3,6 Gjutna ytor Obearbetade smidda ytor Ra 6-25 Finfräsning med planfräs Finhyvling Medelfinslipning Tätningsytor med packning Grovfräsning med planfräs Grovhyvling Grovsvarvning Ra 10-25 Fig. 152 Colly Company ab 43 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Tabell över ς -värden - gängtäckning ς -värden för metriska grovgängor ς -värden för tumgängor UNC M6 M8 M 10 0,71 0,73 0,74 1/4 5/16 3/8 0,74 0,74 0,75 M 12 M 14 M 16 0,74 0,74 0,75 7/16 1/2 9/16 0,75 0,76 0,76 M 18 M 20 M 22 0,75 0,76 0,76 5/8 3/4 7/8 0,76 0,77 0,77 M 24 M 27 M 30 0,77 0,77 0,77 1 11/8 1 1/4 0,78 0,78 0,78 M 33 M 36 M 39 0,77 0,78 0,78 1 3/8 1 1/2 0,79 0,79 Tabell över max hålplantryck om skruven belastas till sträckgränsen (värden för D s och D h tagna ur fig. 146) Dim UNC 1/4 5/16 3/8 7/16 1/2 9/16 5/8 3/4 7/8 1 1 1/8 10.9 12.9 2 N/mm 275 290 370 390 410 525 465 490 625 505 530 675 M8 M 10 M 12 340 350 535 475 495 755 570 590 905 620 640 980 M 14 M 16 M 18 510 505 475 720 715 670 860 855 800 930 925 835 M 20 M 22 M 24 480 480 460 675 675 650 810 810 780 845 845 810 M 27 M 30 M 33 535 475 470 755 670 665 905 800 795 940 835 825 M 36 M 39 475 475 670 700 800 840 834 870 Fig.154 UNB = UNBRAKO U 130/12.9 580 645 700 650 705 725 700 665 710 680 695 700 775 840 780 845 865 840 795 855 815 835 760 840 915 845 915 940 880 825 890 850 870 Materialhårdhet Max tillåtet hålplantryck N/mm 2 HB 340 HB 300 HB 260 HB 220 HB 190 HB 160 HB 130 HB 100 HB 80 HB 60 1650 1450 1250 1050 900 750 600 450 350 250 12.9 UNB M5 M6 M7 415 460 500 460 500 515 500 470 505 485 495 12.9 UNB Tabell över tillåtet hålplantryck i förhållande till materialets hårdhet Tabell över max hålplantryck om skruven belastas till sträckgränsen (värden för D s och D h tagna ur fig. 145) 8.8 10.9 12.9 N/mm 2 Fig.155 UNB = UNBRAKO U 130/12.9 Fig.153 Dim 8.8 Fig.156 Tabell över sträckgräns ReL (Rp 0,2) och brottgräns Rm för olika skruvhållfasthetsklasser Klass R eL R p 0,2 Rm 2 2 N/mm N/mm N/mm 2 8.8 10.9 12.9 12.9 UNB 640 900 1080 1170 800 1000 1200 1300 1) 450 2) 600 2) 700 2) 800 2) Rostfritt A2 - 70 A4 - 80 1) 1250 N/mm 2 > M16 2) Gäller ≤ M24. Vid diameter över M24 använd resp. tillverkares specifilationer. Fig.157 Colly Company ab 44 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Max tillåten spänningsamplitud σup Hållfasthetsklasser 8.8 Tillåten spänningsamplitud σ Tillstånd N/mm 2 Rullad gänga, obehandlad + Fzb 50 - 60 Rullad gänga, varmförzinkad 35 Skuren gänga, obehandlad 35 10.9 Rullad gänga, obehandlad + Fzb 45 12.9 Rullad gänga, obehandlad 35 12.9 UNB 12.9 UNB Rullad gänga, obehandlad + Fzb <M10 70 Rullad gänga, obehandlad + Fzb Rullad gänga, obehandlad + Fzb ≤M16 >M16 60 50 REH. Rullad gänga efter härdning 50 - 100 *) A2-70, A2-80 Rullad gänga, obehandlad 40 A4-70, A4-80 Rullad gänga, obehandlad 40 Rostfritt *) Beroende på förspänningsgrad, se kap. 4.8 . Fig. 158 UNB = UNBRAKO U 130/12.9 Colly Company ab up HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 45 Skjuvsträckgräns τs för sega material. För spröda material anges alternativt dragbrottgräns Rm och skjuvbrottgräns τB Material Tillstånd R eL (SIS) R p 0,2 τS Aluminiumlegeringar Plåt,band,stång 4004 Glödgat 4005 Glödgat 4007 Glödgat 4054 Glödgat 4054 Hårdbearbetat 4103 Kallåldrat 4104 Kallåldrat 4120 Glödgat 4140 Glödgat 4212 Varmåldrat 4338 Varmåldrat 4355 Kallåldrat 4425 Varmåldrat Gjutlegeringar 4255-03 Sandgjutgods, obehandlat 4260-03 Sandgjutgods, obehandlat 4247-10 Pressgjutgods, obehandlat 4244-04 Sandgjutgods, värmebehandlat 4253-04 Sandgjutgods, värmebehandlat 4163-03 Sandgjutgods, obehandlat 4230-03 Sandgjutgods, obehandlat 4251-03 Pressgjutgods, obehandlat 4438-04 Sandgjutgods, värmebehandlat 20 20 20 35 115 60 70 65 120 245 380 125 270 12 12 12 20 67 35 41 38 70 142 220 73 157 80 80 110 200 47 47 64 116 200 116 90 110 110 140 52 64 64 81 Magnesiumlegeringar 4635-10 Pressgjutgods, obehandlat 4637-03 Sandgjutgods, obehandlat 4640-03 Sandgjutgods, obehandlat 4640-06 Kokillgjutgods, obehandlat 4640-10 Pressgjutgods, obehandlat 160 130 90 100 140 93 76 52 58 81 Kopparlegeringar 5011 5122 5144 5252 5253 5256 5443 5465 50 100 70 120 120 170 130 160 29 58 41 70 70 99 76 93 Allmänna 1311-00 1412-00 2132-01 2142-01 2172-00 konstruktionsstål Obehandlat Obehandlat Normaliserat Normaliserat Obehandlat 210 250 350 390 310 Material Tillstånd R eL (SIS) N/mm 2 122 145 203 226 180 2614-03 2624-03 2652-00 2662-00 R p 0,2 τS N/mm 2 Seghärdat Seghärdat Obehandlat Obehandlat Maskinstål 200 230 260 460 300 540 116 133 151 267 174 313 Seghärdningsstål 2120-01 Normaliserat 2225-01 Normaliserat 2225-03 Seghärdat 2234-04 Seghärdat 2541-04 Seghärdat 400 420 500 600 900 232 244 290 348 522 Gjutstål 1305-02 1505-02 1606-02 2223-03 220 250 300 280 128 145 174 162 250 410 450 550 600 410 750 190 200 210 500 270 145 238 261 319 348 238 435 110 116 122 290 157 1350-00 1450-00 1550-00 1550-06 1650-00 1650-06 Obehandlat Obehandlat Obehandlat Kallbearbetat Obehandlat Kallbearbetat Glödgat Glödgat Glödgat Normaliserat och glödgat Rostfria stål 2302-02 2302-03 2303-05 2303-06 2304-03 2380-03 2387-05 2333-02 2343-02 2346-02 2346-04 2375-02 Material Tillstånd Gjutjärn 0115-00 0120-00 0125-00 0130-00 0135-00 0140-00 τB Rm (SIS) N/mm 2 Obehandlat Obehandlat Obehandlat Obehandlat Obehandlat Obehandlat Colly Company ab 150 200 250 300 350 400 75 100 125 150 175 200 46 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND a) De värden som erhålls ur fig 160 - 162 är endast närmevärden Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Colly Company ab 47 48 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND Colly Company ab 49 50 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 6. Litteraturförteckning 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. Almen, J. 0. : On the strength of highly stressed dynamically loaded boits and studs. SAE Journal. Ausschuss ,,Oberflächen” des Deutschen Norme nausschusses Uber die Zuordnung der Raunheits werte von Oberflächen. Wt. u. Mb. 44 s. 290/93. Benz W: Hochwertige Schrauben und Schrauben verbindungen in Motorenbau. Konstruktion 7 s. 175/184. Benz, W: Dehnschraube, Spannkraft, Drehmomen tenschliissel. MTZ s. 33 ff. Benz, W: Wirkt die beim Anziehen entstehende Schraubenschaftverdrehung sichernd? Konstruktion s. 69. Birger, J. A.: Die Stauchung zusammengeschraub ter Platten oder Flansche. Konstruktion 15s. 160. Birkle, H.G.: Sicherung von Schraubenverbind ungen. Maschinenschaden s. 137/46. Boenick, U.: Untersuchungen an Schraubenver bindungen. Diss. T.U. Berlin. Bultens Handbok: BH 67 Hallstahammar. Cornelius, E.A. och Kvami, FO.: Die Steigerung der Sicherheit von Schraubenverbindungen durch ilberelastisches Anziehen. Konstruktion 18 Heft 4. Deutscher Ausschuss fur Stahlbau: Vorläufige Richtlinien ifir HV-Verbindungen. Köln: StahlbauVerlag, 2 Ausg. Drew, F.P.: Tightening high strength bolts ... paper nr. 786 ASCE 81. Ehrhardt, K.F: Rationeller Zusammanbau mit modernen Schraubwerkzeugen. Ribe-Blauheft nr. 10. Erker, A.: Die vorgespannten Schraubenverbindungen unter Dauerbeanspruchung und überlastungen. MAN-Forschungsheft. Fabry, C.W.: Neue Anzugstechnik für Dehnschrauben. Betriebstechnik 4 Heft 1. s. 6/15. Fabry, C. W: Untersuchungen an Dehnschrauben. Konstruktion 15 s. 2 18/28. Fernlund, J.: A method to calculate the pressure between bolted or riveted plates. Transactions Chalmers University, Gothenburg nr. 245. Findeisen, F: Das Kräftespiel in einer Schraubenverbindung. Techn. Rundsch. (1964) rn. 18 och rn. 2. Findeisen, F: Neuzeitliche Maschinenelemente. 2. Band Zürich Schweizer Druch- und Verlaghaus. Finke, G.: Umrechnung zwischen Brinellhärte und Zugfestigkeit für verschiedene Streckgrenzenverhältnisbereiche. Werkstoff-Handbuch Stahl und Eisen. 3. Aufl. Düsseldorf: Verlag Stahleisen s. C 1/3. 22. Föppi, 0., Strombeck, H.und Ebermann, L.: Schnellaufende Dieselmaschinen. Berlin: Springer. 23. Hancke, A. : Anzugsmoment, Reibungsbeiwert und Verspannkraft bei hochfesten Schrauben. Draht nr. 2 och nr. 3. 24. Die Schraubenverbindungen als federndes Element in der Konstruktion. Draht 10 s. 386/1 94. Draht 14. s. 185/90 327/39. 25. von Hanffstengel, K.: Einfluss des Kraftangriffes auf die Beansruchung vorgespannter Schraubenverbindungen VDI-2 86 s. 508/10. 26. Hanfland, C.H.: Selbstsichernde Muttern. Industri blatt nr.61,s. 1/19. 27. Henning, H.J.: Mitteiwert und Streuung. AWF Technische Statistik 11-2-1 Berlin und Frankfurt: AWF. 28. Hercigonja, J.: Höhe der Mutter bei Gewinden verschiedener Feinheit. Masch.-Bau 11 s. 139/40. 29. Hetényl, M.: A photoelastic study of bolt and nut. Fastenings Journal of applied mechanics, P.A-93A-100 30. Hänchen, K.: Neue Festigkeitsberechung fur den Maschinenbau. München: Hanser Verlag. 31. Illgner, K. -H.: Auslegung von Schraubenverbindungen fur statische Zugbeanspruchungen. Maschinen-Markt Nr. 41 s. 12/19. 33. Illgner, K.-H.: Die Berechnung von Schrauben verbindungen in frUherer Zeit und heute. Masch Markt 13 s. 789-801. 34. Iligner, K.-H.: Haltbarkeit von ISO-Schraubenverbindungen unter Zugelastung. Vorgetragen auf der Sitzung des Gewindeausschusses im DNA. 35. Illgner, K.-H.: Das Verspannungsschaubild von Schrauben-verbindungen. Draht-Welt 53 bilaga Schrauben, Muttern, Formteile sid. 43. 36. Industrial Fasteners Institute, Cleveland: Locknuts-Locking, screws and bolts. Fasteners 18 Nr. 2. 37. Jakuscheff A.: Einfluss der Fertigungstechnologie und der Hauptmasse des Gewindes auf die Festigkeit von Gewindeverbindungen. UdSSR (DNA Berlin W 15). 38. Jepifanow, G.J., Solesko, FP, Rebinder, PA.: Ein neues Verfahren für die Bestimmung der Reibungszahl bei gleitender Reibung und beim Studium der Absorptionsschimmerung. Ref. in Stahl u. Eisen 77 s. 1389. 39. Junker, G.: Flächenpressung unter Schraubenköpfen. Masch-Markt Nr. 38 s. 29/30. 40. Junker, G.: Neue Prinzipien der Schraubenbe rechnung. Maschinenmarkt v. 14.9., s. 16/29. Colly Company ab HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 41. Junker, G.: Sicherung von Schraubenverbindungen durch Erhaltung der Vorspannung. Draht-Welt 47 1961 s. 963/43. 42. Junker, G. : Sicherung von Schraubenverbindung en. Noch unveröffentlichte neue Untersuchung aus dem Hauser Bauer & Schaurte. 43. Junker, G. : Untersuchungen über das Arbeitsvermögen hochfester Schrauben und seine Bedeutung für die Dimensionierung und Gutewahl. Maschinenmarkt Nr. 81 s. 15/26. 44. Junker, G. und Blume, D.:Neue Wege einer süstematischen Schraubenberechung. Triltsch-Verlag, Düsseldorf. 45. Junker, G. und Meyer, G. : Neuere Betrachtungen über die Hltbarkeit von dünamisch belasteten Schraubenverbindungen. Draht-Welt 54 7, 5. 487499. 46. Junker, G. und Meyer, G.:Sicherung von Schraubenverbindungen, Möglichkeiten der Beurteilung von Schraubensicherungen. Maschinenmarkt. 47. Junker, G. und Leusch, F: Neue Wege einer süstematischen Schraubenberechung. Drath-Welt Heft 1 2, Trilsch-Verlag. 48. Junker, G. und Strehlow, D. : Untersuchungen über die Mechanik des selbsttätigen Lösens und die zweckmässige Sicherung von Schraubenverbindungen. Draht-Welt 52, bilaga Schrauben, Muttern, Formteile häfte 2 s. 103, häfte 3 s. 175, häfte 5 s. 317. 49. Kaehler, P.: Die selbsttätige Ausgleichbewegung zur Herabsetzung der Biegebeanspruchung von Schrauben mit Schrägauflage. Forschung 20, s. 113/119. 50. Kellerman, R. und Alsen, K.: Messung des Kraftund Arbeitsbedarfes mit Dehnmesstreifen an einer Kaltstauchpresse. Werkstattstechnik 44 s. 363 ... 369. 51. Kellermann, R. und Klein, H. -Ch.: Anziehdrehmomente für Schraubenverbindungen. Werkstattstechnik 50 1960 s. 192/95. 52. Kellermann, R. und Klein, H. -Ch.: Berücksichtigung des Reibungszustandes bei der Bemessung hochwertiger Schraubenverbindungen. Konstruk tion 8 s. 236/244. 53. Kellermann, R. und Klein, H. -Ch.: Untersuchungen über den Einfluss der Reibung auf Vorspannung und Anzugsmoment von Schraubenverbindungen. Konstruktion 7 s. 54/68. 54. Kellerman, R. und Schuster, W: Die statistische Qualitätskontrolle in der Schraubenfertigung. Werkstattstechnik 54 Heft 6, s. 264-270. 55. Kellermann, R. und Turlauch, G.: Bestimmung des Relativen Reibwertes bei hohen Flächen pressungen an Drähten und Drahterzeugnissen. Wekstattstechnik Heft 7. 56. Klein, H.-Ch.:Das Anziehen hochwertiger Schraubenverbindungen. Techn. Rdsch. 5247 s. 9/21. 51 57. Klein, H.-Ch.:Hochwertige Schraubenverbindungen - Einige Gestaltungsprinzipien und Neuentwicklungen. Konstruktion 11 s. 201/12; 259/64. 58. Koennicke, W: Federringe zür Sicherung von Schraubenverbindungen. Draht-Welt s. 136/40. 59. Krekel, P.: Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten von Aluminiumkonstruktionen durch Verwendung neuartiger Gewindeeinsätze. Zeitschrift Aluminium 32. 60. Kübler, K.-H. : Krafter och deformationer i skruvförband. Skruv 1 nr. 1 1 och nr. 12. 61. Kübler K.-H. : Åtdragningsmomentets beräkning. Skruv 2 5. 1. 62. Küchler R. : Statische Versuche mit Schrauben sicherungen. Draht 13 Nr. 1 1 und Nr. 12. 63. Larsson, L. -H. : Betydelsen av hård åtdragning. Skruv 2s. 1. 64. Lickteig, E.: Konstruktive Gestaltung von Schraubenverbindungen. Konstruktion 8 s. 150/60. 65. Machinery, London. 84 Nr. 2170, s. 1303/1 1304. 66. Maney,G.A.:Predicting bolt tension. Fasteners 3 (5). 67. Martinaglia, L. :Ziele der Ermüdungsforschung in der Schweiz, gezeigt am Beispiel von Dauerversuchen an Schraubenverbindungen. Colloquim on Fatigue Stockholm. Berlin / Göttingen / Heidelberg: Springer. 68. Matting, A. und Beseler, J. : Formgebung und Spannungshaltung federnder Sicherungselemente. Draht 16 s. 113/119, 202/208 und 17 s. 1/7. 69. Paland, E. G.: Gewindelastverteilung in der Schrauben-Muttern-Verbindung. Konstruktion 19 9, s. 345-350. 70. Paland, E.G.: Die Sicherheit der Schrauben-Mut tern-Verbindungen bei dünamischer Achsialbeanspruchung. Konstruktion 19 12, s. 453-463. 71. Paland, E. G.: Untersuchungen über die Sicherungseigenschaften von Schraubenverbindungen bei dünamischer Belastung. Dissertation TH Hannover. 72. Ros, M. und Eichinger, A.: Die Bruchgefahr fester Körper bei ruhender statischer Beanspruchung. EMPA Zürich, Bericht Nr. 172. 73. Rydschenko, VM. und Tkachenko, M.: Die maximale Schraubenkraft einer vorgespannten Schraubenverbindung. Konstruktion 15, s. 466. 74. Rötscher, F: Die Maschinenelemente. Berlin usw Springer-Verlag. 75. Sass, F: Bau und Betrieb von Dieselmaschinen. Berlin/Göttingen/Heidelberg: Springer. 76. Schwartz, G.-K.: Oberflächenbehandlung von nicht-rostenden Stählen und Heizleiterlegierungen zur Erleichterung der spanlosen Kaltformung. Draht Welt48s. 181... 185. 77. Sicherung von Schrauben gegen Oberbeans pruchung beim Anziehen. Konstruktion 10 s. 417/418. Colly Company ab 52 HANDBOK OM SKRUVFÖRBAND 78. Siebel, E. und Gaier, M.: Untersuchungen über den Einfluss der Oberflächenbeschaffenheit auf die Dauerschwingfestigkeit metallischer Bauteile. VDI-Z. 98 s. 1715/23. 79. Standinger, H. und Wehser W: Zweckmässige Wahl der Kernlochbohrungen bei EinschnittGewinde bohrern. 80. Standinger, H. und Wehser, W: Das Festigkeitsverhalten von Gewindeverbindungen bei vergrösserten Mutterkerniöchern. Industrie-Anzxeiger vom 7.11.58 s. 265/268. 81. Theophanopoulus, N.: Gesetzmässigkeiten beim Einbau von Schrauben, insbesondere Kopfschrauben. Srpinger. 82. Thum, A. und Staedel, W: Dauerfestigkeit von Schrauben. Maschinenbau 11 s. 230. 83. Thum, A. und Lorenz, H.: Vorspannung und Dauerhaltbarkeit von Schraubenverbindungen mit einer oder mehreren. Schrauben. Dtsch. Kraftfahrz. Forsch. Nr. 46. 84. Thurston, G.: The fatigue strength of threaded connections. Trans. ASME s. 1088 ff. 85. Verhalten von Gewindeverbindungen mit HeliCoil Gewindeeinsätzen beim Ansiehen und bei Schwingbeanspruchung.(Dipl.-Phys. E. Haibach). 86. Vitkup, E.B.: Die Verformung zusammengeschraubter Platten. Konstruktion 15, s. 161. 87. Weiss, H. und Wallner, F: Die HV-Schraube unter Zugbelastung. Stahlbau-Rundschau Nr. 24 15/22. 88. Wiegand, H.: Über die Schraubenverbindungen. dissertation TH Darmastadt. 89. Wiegand, H. und Haas, B.: Berechnung und Gestaltung von Schraubenverbindungen. Berlin/Göttingen/Heidelberg: Springer-Verlag. 90. Wiegand, H. und Iligner, K. -H.: Berechnung und Gestaltung von Schraubenverbindungen. Berlin/ Göttingen/Heidelberg: Springer. 91. Wiegand, H. und Illgner, K. -H.: Haltbarkeit von Schraubengewinden beim Einschrauben in Sacklochgewinde. Konstruktion 16 s. 330/340. 92. Wiegand, H. und Illgner, K. -H.: Haltbarkeit von ISO-Schraubenverbindungen unter Zugbeanspruchung. Konstruktion 15. s. 142/49. 93. Wiegand, H. und Illgner, K. -H.: Setzen von Gewindeverbundungen. Noch nicht veröffentlichte Arbeit am Institut fUr Werkstoffkunde der T.H. Darmstadt. 94. Wiegand, H. und Kloos, K. -H.: Der Reibungsund Schmierungsvorgang in der Kaltformgebung und Möglichkeiten seiner Messung. Werkstatt u. Betr. 93 s. 181 ... 187. 95. Wiegand, H., Illgner K -H. und Beelich, K -H.: Über die Verminderung der Vorspannung von Schraubenverbindungen durch Setzvorgänge. Konstruktion 20 s. 30. 96. Wiegand, H. und Iligner, K. -H. und ,Junker G.: Neuere Ergebnisse und Untersuchungen über die Dauerhaltbarkeiten von Schraubenverbindungen. Konstruktion 13 s. 46 1/67. 97. Wiirges, M.: Zweckmässige Vorspannung von Schraubenverbindungen. dissertation T.H. Darm stadt. 98. Wyss, Th.: Untersuchungen an gekerbten Körpern, insbesondere am Kraftfeld der Schraube unter Berticksichtigung der Vergleichsspannung. EMPA Zürich, Bericht Nr. 151 Tillägg: Blume, D. och Illgner, K. -H.: Scrauben Vademecum, Bauer & Schaurte Karcher, Neuss. Junker, C. och Newnham, J.: Systematic calculation of high duty Bolted joints, VDI 2230. Bickford, J. M.: An Introduction to the Design and Behaviour of Bolted joints. Marcel Dekker Inc. New York. Colly Company ab
© Copyright 2024