Die Experten: Dauerhaltbarkeitsverbesserung einer Schraube
A: Das Festigkeitsverhalten einer Schraube gegenüber mechanischer Beanspruchung wird nachhaltig davon beeinflusst, ob die Beanspruchung zügig oder schwingend ist. Auftretende Kerbspannungen führen dazu, dass Schraubenverbindungen nur relativ geringe Schwingkräfte übertragen können. Die Maßnahmen zur Dauerhaltbarkeitsverbesserung der Schraube zielen darauf ab, die Schwingfestigkeit an den kritischen Stellen zu steigern.
Zur Erhöhung der Gewindebelastbarkeit empfiehlt sich die Verwendung von Schrauben mit schlußgewalztem anstatt schlußvergütetem Gewinde. Verwenden Sie anstelle eines einzigen großen Verbindungselements mehrere kleine Verbindungselemente, um eine Schraubenverbindung mit höherer Belastbarkeit zu erzielen.
Darüber hinaus wird die Belastbarkeit auch durch die Verwendung optimierter Verbindungselemente erhöht, wie beispielsweise durch Superbolt-Spannmuttern mit Vielfachschrauben (MJT) oder -Flexmuttern, die die Lastverteilung in den Gewinden verbessern und der Schraubenverbindung zusätzliche Elastizität verleihen.
Die beste Vorgehensweise, um die Dauerhaltbarkeit zu verbessern, besteht darin, die wechselnden Belastungen am Gewinde zu verringern. Dafür stehen drei wesentliche Möglichkeiten zur Verfügung: Konstruktive Gestaltung, sachgerechte Montage und richtiges Sichern der Baugruppe.
Der Konstruktionsprozess der Baugruppe bietet die Möglichkeit, die Verteilung der auf die Schraubenverbindungen einwirkenden Lasten zu verbessern und das Ausmaß der äußeren Belastungen, die von jeder Verbindung getragen werden, zu verringern. Um dies zu erreichen, halten Sie sich an die folgenden Prinzipien:
1. Verwenden Sie eine möglichst hohe Vorspannung
2. Minimieren Sie die Exzentrizität von Schraube zu Last
3. Verwenden Sie möglichst große Kontaktflächen
4. Verwenden Sie möglichst große Klemmlängen
5. Verminderung der Schraubenzusatzkraft
Weitere Optionen für die konstruktive Gestaltung der Baugruppe umfassen die Verwendung von Bolzen oder Schrauben mit Dehnschaft und den Einsatz von Federscheiben, die den Auswirkungen von Relaxation, Kriechen und unterschiedlicher Wärmedehnung entgegen wirken.
Bei der Montage der Baugruppe ist das Erreichen der notwendigen Vorspannung der wesentliche Faktor, wenn es um die Reduzierung wechselnder Belastungen geht. Es wird empfohlen, kalibrierte Werkzeuge mit hoher Genauigkeit zu verwenden. Außerdem empfiehlt sich die Benutzung eines geeigneten Schmiermittels, um eine präzise Vorspannung zu erzielen und das Risiko des Festfressens zu verringern. Achten Sie auf die richtige Anzugsreihenfolge, um das Risiko ungleichmäßig belasteter Schrauben zu minimieren und die Vollständigkeit der Schraubenverbindung sicherzustellen.
In Bezug auf die Sicherheit der Baugruppe ist es empfehlenswert, die Schraubenverbindung vor einem Verlust der Vorspannung zu schützen. Schützen Sie die Baugruppe außerdem vor Umwelteinflüssen, wie etwa Korrosion, die zu Ermüdungsrissen führen können. Dies kann durch die Auswahl geeigneter Werkstoffe und/oder Beschichtungen für Bauteile und Verbindungselemente geschehen.
