Einfluss der Schmierung auf die Kraftübertragung beim Anziehen einer Schraubverbindung

Aufgrund unserer langjährigen Erfahrung wissen wir, dass es nicht ausreicht, dem Kunden nur einen Katalog mit einer Dichtung auf den Tisch zu legen. Deshalb bieten wir Industrieunternehmen eine Hilfestellung mit umfassenden Lösungen für Leckagen in ihren Anlagen.

Der Prozess der Optimierung von Fugendichtheit

1. Analyse
2. Entwurf der Lösung
3. Lieferung von Material
4. Professionelle Installation
5. Garantie der Fugendichtheit

Detaillierte Kenntnisse über die bei der Montage von Schraubverbindungen verwendeten Schmiermittel sind ein wesentlicher Bestandteil unserer Lösungen. In diesem Artikel möchten wir unsere Erkenntnisse über die Auswirkung der Reibung im Gewinde und unter der Mutter auf die Berechnung des Anzugsdrehmoments und der Dichtheit der Flanschverbindung vorstellen.

Für die Schmierung von Schraubverbindungen sollte ein Schmierstoff verwendet werden, für den vom Hersteller Angaben zu den Reibungskoeffizienten im Gewinde (µth) und unter der Mutter (µb) gemacht werden. Diese Werte müssen gemäß der Norm EN 16047 gemessen werden, die die Methode und das Verfahren zur Messung der Reibung in einer Schraubverbindung beschreibt. Die Kenntnis der Reibungskoeffizienten (µth) und (µb) gibt Aufschluss darüber, in welchem Verhältnis die Schraubenverbindung auf Torsion und Zug beansprucht wird.

Der vom Hersteller angegebene Reibungswert, der auf einer anderen Messmethode beruht, z. B. dem Vierkugelversuch oder dem Pin-on-Disc-Test *, ist für die Berechnung des Anzugsmoments irreführend. Der tatsächliche Reibungswert, der mit einer anderen Methode als der EN 16047 gemessen wurde, kann erheblich abweichen.

In unserem Fachbetrieb messen wir Reibungskoeffizienten (im Gewinde und unter der Mutter) und deren Abhängigkeiten in der Schraubverbindung nach EN 16047.

Experimentelle Messungen der Reibungskoeffizienten µtha µb haben gezeigt, dass die Streuung der Werte für trockene, d.h. ungeschmierte, Verbindungselemente beträchtlich ist. Der Fehler bei der Berechnung des Anziehdrehmoments Mu kann bis zu ±30 % betragen.

Bei einer Schraubverbindung gibt es einen erheblichen Unterschied zwischen der Wirkung der Reibung im Gewinde und der Reibung unter der Mutter. Beide Parameter wirken sich auf die Größe und Varianz der in der Schraube erreichten Vorspannung aus, aber die Auswirkungen auf die Schraubenspannung sind unterschiedlich.

Der Reibungskoeffizient (µth) wirkt sich auf die Torsionskomponente aus und der Reibungskoeffizient unter dem Kopf (µb) auf den Wirkungsgrad.

Daher wird nicht angenommen, dass der Gewindereibungskoeffizient µth, der Reibungskoeffizient unter der Mutter µb und der Gesamtkoeffizient µtot gleich sind (µth ≠ µb ≠ µtot). Die Ergebnisse der experimentellen Messungen haben außerdem gezeigt, dass die Reibungskoeffizienten µth, µb und µtot voneinander abweichen. Daher kann die Vereinfachung µth = µb = µtot nicht verwendet werden.

Das Reibungsmoment im Gewinde beträgt im Allgemeinen 2/3 des gesamten Anzugsmoments.

Daraus folgt, dass wenn die Reibungskoeffizienten gleich berechnet werden, das resultierende Anzugsmoment unzureichend oder umgekehrt überlastet sein kann.

Basierend auf hunderten von Messungen haben wir vor über einem Jahrzehnt ein Schmiersystem POWERtorque LF kote 450 entwickelt, das einen gewünschten und konstanten Reibungskoeffizienten im Gewinde und unter der Mutter während des Anziehens gewährleistet.

Es handelt sich um ein "Trockenschmiersystem", das dauerhaft in der Gewindeoberfläche verankert ist. Es hält den extremen Druckbelastungen stand, die beim Anziehen auf die Gewindeflächen einwirken. Das POWERtorque LF kote 450 trennt dauerhaft die Materialien von Schraube und Mutter. Dies verhindert das "Gewindeverbeißen" und ermöglicht ein nachträgliches Lösen des Verbindungselements.

Zur Unterstützung von Konstrukteuren und Berechnern von Flanschverbindungen stellen wir die Ergebnisse unserer Messungen auf der Website zur Verfügung.

Berechnung des Anzugsdrehmoments

In den Rechner müssen Sie Folgendes eingeben:

• Fo - die erforderliche Kraft in der Schraube
• Bolzengröße
• Schraubenmaterial

Das Ergebnis ist das Anzugsdrehmoment Mu und eine Überprüfung der Schraube hinsichtlich der Zugspannung σt [MPa], der Verdrehung τk [MPa] und der reduzierten Spannung für Schmiermittel POWERtorque LF kote 450.

[Beispiel für die Anzeige des Ergebnisses der Berechnung des Mu.-Anzugsdrehmoments]](/files/Clanky/clanky_lfkote_5.jpg)](/files/Clanky/clanky_lfkote_5.jpg) Beispiel für die Anzeige des Ergebnisses der Berechnung des Anzugsdrehmoments Mu.

* Vier-Kugel-Test: Methode zur Messung des Reibungskoeffizienten von Ölen und Schmierstoffen. Bewertet werden die Belastbarkeit des Schmierstoffs und der allgemeine Verschleißindex. Er wird unterteilt in ASTM D 2596 Schweißtest und D 2266 Verschleißtest.

** Pin-on-Disc: Die Messung besteht darin, dass ein fest angebrachter kugelförmiger Prüfkörper ("PIN") aus einem ausgewählten Material mit einer vordefinierten Kraft in eine Scheibe (Prüfkörper) gedrückt wird.