【Nachdenken】Können wir überhaupt gute Schrauben herstellen? ？ ？

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Diesen Beitrag hat zuletzt luogankongyaji am 23.12.2015 um 14:37 bearbeitet. Was die Qualität der in China hergestellten Schrauben angeht, so glaube ich, dass man solche Schrauben durchaus gut herstellen kann – das ist etwas, worüber man nicht diskutieren muss. Tatsächlich sind die Fertigungsanlagen vieler chinesischer Hersteller von Standardkomponenten heutzutage importiert, und aus Sicht der Anlagen gibt es keinerlei Probleme mit der Fertigungsqualität. Aus Sicht des Materials gelten gemäß den ISO-Standards nur Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften der Schrauben – es werden keine Vorgaben bezüglich des Materials selbst gemacht. Unabhängig davon, aus welchem Material die Schrauben hergestellt werden und welche Wärmebehandlung angewandt wird, reicht es aus, wenn die mechanischen Eigenschaften einem bestimmten Standard entsprechen. Somit gibt es aus Sicht des Materials auch keinerlei Probleme. Warum gibt es dann tatsächlich Probleme mit den Schrauben, die China exportiert? Tatsächlich lässt sich diese Frage aus zwei Perspektiven betrachten: 1. Einige westliche Käufer oder inländische Vertriebspartner kaufen aus Gier nach billigem Preis Schrauben bei kleinen chinesischen Unternehmen, die nicht über die notwendigen Zertifizierungen verfügen. Die Qualität solcher Schrauben ist daher nicht garantiert. Tatsächlich haben die überwiegende Mehrheit von uns, die mit Maschinen arbeiten, ihr Verständnis von Schrauben noch immer auf dem Niveau vor dem **Standard 85**. Selbst in der Universitätsausbildung werden weiterhin Konzepte aus der Zeit vor dem Standard 85 verwendet. Sie wissen überhaupt nicht, welche mechanischen Eigenschaften Schrauben haben – insbesondere kleine Unternehmen. Sie haben einfach kein Verständnis für die mechanischen Eigenschaften von Schrauben. Sie wissen nur, dass Schrauben aus einem bestimmten Material hergestellt werden und durch eine bestimmte Wärmebehandlung zu Schrauben einer bestimmten Qualität werden. Mit dieser Methode, bei der nur auf den Prozess und nicht auf das Ergebnis geachtet wird, sind die mechanischen Eigenschaften der Schrauben nicht garantiert. Außerdem verfügen kleine Unternehmen ohne die notwendigen Qualifikationen nicht über moderne Fertigungsanlagen und arbeiten daher manuell. Dadurch sind die Befestigungsflächen sowie die Schraubenzähne der Schrauben nicht senkrecht zueinander ausgerichtet. Beim Anziehen der Schrauben führt diese Unsenkrechtstellung dazu, dass der Schraubenkopf bricht. 　　2. Nicht alle chinesischen Export-Schrauben weisen Probleme auf; nur ein äußerst kleiner Teil davon hat Probleme (nämlich solche, die von unqualifizierten kleinen Unternehmen hergestellt werden). Aus verschiedenen Gründen wird diese Tatsache übertrieben dargestellt! Dadurch entstand der Eindruck, als könnte China nicht einmal Schrauben herstellen. 　　Hier erkläre ich die Versagenformen von Gewindestverbindungen. Die Hauptversagenformen von geschraubten Verbindungen sind das Brechen des Schraubenstabs, das Auseinanderbrechen der Verbindung sowie das Brechen des Kopfes der Schraube. Die ersten beiden Formen entstehen hauptsächlich durch Konstruktionsfehler, während die letzte Form auf mangelhafte Fertigungsqualität zurückzuführen ist. 　　Ich erkläre noch einmal, warum die Schrauben, die von einigen kleinen Unternehmen hergestellt werden, eine schlechte Qualität haben Weil die Herstellungsprozesse den Anforderungen nicht entsprechen. Heutzutage wird bei der Herstellung von Schrauben (Muttern) meist die Methode des Kaltstempelns verwendet. Dadurch bleibt die Faserrichtung des Metalls unverändert, wodurch die mechanischen Eigenschaften verbessert werden. Allerdings sind die Geräte zur Herstellung von Schrauben – wie Stempelmaschinen und Drehmaschinen – sehr teuer. Kleine Unternehmen können sich diese Geräte einfach nicht leisten. Deshalb werden oft manuelle Tischdrehmaschinen verwendet, deren Preis einige hundert Yuan beträgt. Dadurch wird die Faserrichtung des Metalls gestört, wodurch die mechanischen Eigenschaften (Stärke) schlechter werden. Außerdem muss der Ansatz des verdrehten Schraubenstängels eine Kreisbogenform aufweisen, um ein Stresskonzentrieren zu vermeiden ； Wenn es sich um Schrauben handelt, die durch Drehen hergestellt werden und bei denen das Werkzeug keine abgerundeten Kanten aufweist, entstehen am Ende der Schraube scharfe Kanten. Dadurch kommt es zu einer Spannungskonzentration, wodurch die Schraube beim Anziehen leicht brechen kann ； Außerdem führen je höherer Materialstärke, desto eher zu Spannungskonzentrationen – hochfeste Schrauben brechen daher leichter. Außerdem verfügen solche kleinen Unternehmen überhaupt nicht über Geräte zur Prüfung der mechanischen Eigenschaften von Befestigungselementen. Sie bestimmen die mechanischen Eigenschaften von Schrauben (Bolzen, Muttern) lediglich anhand des Materials und der Wärmebehandlung – was jedoch keine Garantie bietet. 　　Warum versagen also die in China hergestellten Schrauben? Es gibt hier keine Analyse und keinen Diskurs – das ist unwissenschaftlich! Es könnte ein Problem mit der Herstellungsqualität sein, oder es könnten Probleme mit der Konstruktion und dem Einsatz liegen. Außerdem führte die Internationale Organisation für Normung Anfang der 70er Jahre zahlreiche Experimente durch, die zeigten, dass selbst Schrauben, die unter typischen Herstellungsbedingungen hergestellt werden und die erforderlichen mechanischen Eigenschaften erfüllen, nicht zwangsläufig vor Versagen geschützt sind. Daher ist eine Analyse ohne weitere Betrachtungen einseitig. 　　Ich betone immer wieder, dass die mechanische Festigkeit ein probabilistischer Wert ist. Dieser Wert repräsentiert nicht die tatsächliche Festigkeit des Materials. Oft kann die tatsächliche Festigkeit eines Materials unter der angegebenen Wert liegen. Deshalb muss bei der Planung unbedingt ein Sicherheitsfaktor berücksichtigt werden. Für Schraubverbindungen beträgt der Sicherheitsfaktor 3 bis 6 – das ist international vorgeschrieben! Es sei hier auch darauf hingewiesen, dass je höher die mechanischen Eigenschaften der Schraube sind, desto größer muss der Sicherheitsfaktor gewählt werden. 　　Die Ursachen für das Versagen von Gewindegelenken sind hauptsächlich die Kombination aus Zug- und Drehbelastungen. Insbesondere die Drehverformung: Da die Scherfestigkeit des Materials **kleiner** ist als seine Zugfestigkeit, kann der Schraubenkopf bei unsachgemäßer Vorspannung in Schraubverbindungen oft abbrechen. Auch auf der Querschnittsansicht des Schraubens kann man erkennen, dass es am Bruchpunkt der Schraube keine deutliche Verkürzung gibt; vielmehr erfolgt der Bruch in schräger Richtung. Das ist ein typisches Beispiel für einen Verdrehungsbruch. 　　Außerdem können wir bei der Gestaltung die Auswirkungen von Störungen und Überlastungen nicht berücksichtigen. Insbesondere Vibrationen haben einen erheblichen Einfluss auf die Belastbarkeit der Schrauben und verringern somit deren Lebensdauer. Tatsächlich ist bei vielen Schäden die Ermüdungsschädigung die Hauptursache für mechanische Versagen. Daher muss bei der Konstruktion ein bestimmter Sicherheitsfaktor berücksichtigt werden, um eine gewisse Verschleißlebensdauer zu gewährleisten. 　　Tatsächlich lässt sich selbst anhand von Versuchen mit Schrauben im Ausland nicht garantieren, dass diese zu 100 Prozent nicht versagen. Dies lässt sich aus den Prüfberichten des internationalen Technischen Ausschusses ISO/TC2 ableiten. In den 1970er Jahren führte die Internationale Organisation für Normung zahlreiche Experimente durch. Dabei stellte sich heraus, dass Schrauben, die unter typischen Herstellungsbedingungen hergestellt wurden, auch dann nicht zwangsläufig ohne Versagen auskamen, wenn sie die erforderlichen mechanischen Eigenschaften erfüllten. Daran liegt es vielleicht, dass unsere Nutzer die Berichte der ISO-Organisation nicht gelesen haben und die tatsächliche Situation daher nicht kennen. Tatsächlich gibt es bei Produkten aus dem Ausland auch viele Probleme, sogar sehr ernste, aber die Chinesen können das ertragen ； Und das, was die Chinesen herstellen, ist selbst dann nicht tolerierbar, wenn die Probleme nicht so gravierend sind wie bei Produkten aus dem Ausland – das ist eigentlich eine Pathologie. Wenn China unter dem Vorwand der Produktqualität in China diffamiert wird, dann handelt es sich um ein völlig anderes Problem. Quelle: Umwelt des Wärmebehandlungssektors