Schraubenberechnung − online

Berechnung einer Schraubenverbindung
(Deckel eines Druckbehälters)

⇨ Beispiel
⇨ Berechnungstool
⇨ Richtwerte Schraubenvorwahl (Tabelle)

Beispiel

Für die Verschraubung des Deckels eines Druckbehälters mit eingelegtem Welldichtring (mit Weichstoffauflage) sind die AD-Merkblätter (Arbeitsgemeinschaft Druckbehälter) maßgebend.

Bei einer derartigen Deckelverschraubung handelt es sich um eine exzentrisch verspannte und belastete Schraubenverbindung, bei der die Bauteile nicht direkt aufeinander liegen. An diese Verbindungen werden hohe sicherheitstechnische Anforderungen gestellt, bei der die ingenieurmäßige Sorgfaltspflicht erfüllt sein muss. Das vorliegende Berechnungstool dient daher nur als Orientierungshilfe.

Für Dehnschrauben, bei exzentrisch angreifender Betriebskraft F_B oder bei sehr hohen Anziehfaktoren sind die Durchmesser der nächsthöheren Laststufe zu wählen. Bei sehr kleinen Anziehfaktoren kann dagegen die nächstkleinere Laststufe gewählt werden.

Schritt 1: Parameter festlegen

( Die Vorgabewerte können überschrieben werden )

Wie groß ist der Teilkreisdurchmesser D_k der Befestigungsschrauben?

Wie groß ist der Lochdurchmesser d_h der Schrauben?
(min. 11 für M10)

Wie groß ist der Außendurchmesser d_a der Dichtung?

Wie groß ist der Innendurchmesser d_i der Dichtung?

Wie groß ist der Gasdruck p_e im Behälter?

bar

... dann ⇨ Ergebnisse

Ergebnisse:

Schritt 2: Anzahl der Schrauben n ermitteln

Der größte „zulässige” Schraubenabstand beträgt: l_a ≈ 88 mm

Das Verhältnis Schraubenabstand zu Lochdurchmesser muss ≤ 5 sein und beträgt gegenwärtig: l_a/d_h = 5.0

Daraus ergibt sich bei einem vorgewählten Lochkreisdurchmesser von 570 mm eine Schraubenanzahl von: n ≈ 20

Schritt 3: Gasdruckraft ermitteln

Bei der Berechnung der auf den Deckel wirkenden Druckkraft wird davon ausgegangen, dass der Gasdruck bis zum mittleren Dichtungsdurchmesser d_m wirkt.

Der „mittlere” Dichtungsdurchmesser beträgt: d_m = 525 mm

Die Druckkraft auf den Deckel beträgt: F = 173180 N ≈ 173 kN

Die Betriebskraft je Schraube beträgt: F_B = 8.65 kN

Schritt 4: Kontrollrechnung

Die Kontrollrechnung muss nach dem AD-Merkblatt B7 durchgeführt werden. Daraus ergibt sich für den Betriebszustand eine erforderliche Vorspannkraft F_sp und für den Einbauzustand vor der Druckaufgabe eine erforderliche Vorspannkraft pro Schraube.

Hinweis: Durch die Vorpresskraft F_V muss eine metallische Dichtung soweit verformt werden, dass diese sich den Unebenheiten der Auflageflächen bleibend anpasst.

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Richtwerte

Richtwerte zur Schraubenvorwahl (Nenndurchmesser) bei vorhandenen Betriebskräften F_B.

Hinweis: Bei Druckbehältern sind Schrauben < M 10 „nicht” zulässig!

Belas- tung	Kraft bis kN	Fest.- klasse 4.8, 5.6	Fest.- klasse 5.8, 6.8	Fest.- klasse 8.8	Fest.- klasse 10.9	Fest.- klasse 12.9
stat. axial	6,3	M 10	−	−	−	−
stat. axial	10	M 12	M 10	−	−	−
stat. axial	16	M 16	M 12	M 10	M 10	M 8
stat. axial	25	M 20	M 14	M 14	M 12	M 10
stat. axial	40	M 24	M 18	M 16	M 14	M 12
stat. axial	63	M 30	M 22	M 20	M 16	M 16
stat. axial	100	−	M 27	M 24	M 20	M 20
stat. axial	160	−	−	M 30	M 27	M 24
stat. axial	250	−	−	−	M 30	M 30

dyn. axial	4,0	M 10	−	−	−	−
dyn. axial	6,3	M 12	M 10	−	−	−
dyn. axial	10	M 16	M 12	M 10	M 10	M 8
dyn. axial	16	M 20	M 14	M 14	M 12	M 10
dyn. axial	25	M 24	M 18	M 16	M 14	M 12
dyn. axial	40	M 30	M 22	M 20	M 16	M 16
dyn. axial	63	−	M 27	M 24	M 20	M 20
dyn. axial	100	−	−	M 30	M 27	M 24
dyn. axial	160	−	−	−	M 30	M 30

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