Berechnungsmethode und Anforderungen für die Vorspannkraft, Zugkraft, Drehmomentwert sowie die erforderliche sichtbare Länge der Schraube

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Bei der Installation und Wartung von Anlagen in Industrie- und Bergbaubetrieben stoßen wir häufig auf Situationen, in denen die Einsatzbedingungen sowie Parameter der Schrauben unklar sind. In solchen Fällen müssen wir die Vorspannkraft, Zugkraft oder das Drehmoment der Schrauben berechnen sowie prüfen, ob die sichtbare Länge der Schraube für den Einsatz eines hydraulischen Schraubenzuggeräts geeignet ist – und so weiter. Im Folgenden wird die Berechnungsmethode kurz erläutert:
I. Berechnungsmethode zur Umrechnung der Zugkraft in ein Drehmoment:
1. Bekannte Werte: Zugkraft des Bolzens F, Durchmesser des Bolzens M. Zu berechnen ist das erforderliche Drehmoment in N·m:
Drehmoment (N·m) = F (kN) × M (mm) × Faktor 0,16.
Beispiel: Die erforderliche Zugkraft beträgt 70 Tonnen; der Bolzen hat einen Durchmesser von M52.
2. Berechnung: (70 × 9,8) kN × 52 mm × 0,16 (Faktor) = 5707,5 N·m.

II. Berechnung der Zugkraft aus dem Drehmoment:
Bekannte Werte: Drehmoment des Bolzens in N·m, Durchmesser des Bolzens M. Zu berechnen ist die erforderliche Zugkraft F:
1. Zugkraft F (kN) = Drehmoment (N·m) / [M (mm) × Faktor (0,16)].
Zugkraft F (Tonnen) = {Drehmoment (N·m) / [M (mm) × Faktor 0,16]} / 9,8.
Beispiel: Das erforderliche Drehmoment beträgt 7134,4 N·m; der Bolzen hat einen Durchmesser von M52.
2. Berechnung: Zugkraft = 7134,4 / (52 × 0,16) = 857,5 kN.
Oder: 857,5 kN / 9,8 = 87,5 Tonnen.

III. Umrechnung der Vorspannkraft in das erforderliche Drehmoment:
Bekannte Werte: Vorspannkraft des Bolzens (d.h. Zugkraft) F, Durchmesser des Bolzens M.
Beispiel: Für einen Bolzen mit Durchmesser M56 beträgt die minimale Vorspannkraft 810.000 N.
Berechnung: 81000 N × 0,056 (Durchmesser in Metern) × 0,16 (Faktor) = 7257,6 ≈ 7258 N·m.

IV. Bestimmung der minimal erforderlichen Länge des Bolzens, die aus dem Gewinde herausragt (bei Verwendung eines hydraulischen Bolzenzuggeräts):
Im Allgemeinen muss die minimale Länge, um die das hydraulische Bolzenzuggerät über den Bolzen gestülpt werden kann, mindestens 80 % des Bolzendurchmessers betragen. Beispiel: M76*6-Bolzen, wobei die sichtbare Länge 42–45 mm beträgt. Frage: Kann man einen Dehner verwenden? Berechnung der minimal erforderlichen Länge des Gewindestifts: 76 * 0,8 = 60,8 ≈ 61 mm. Nach Berechnung und Vergleich ergibt sich, dass eine Länge von 61 mm erforderlich ist. Die tatsächlich verfügbare minimale Länge des Gewindestifts beträgt jedoch nur 42 mm – daher ist er nicht geeignet. Fazit: Schrauben mit einer Auslasslänge von 42–45 mm und dem Maß M76*6 können nicht ordnungsgemäß mit einem hydraulischen Schraubendreher bearbeitet werden