Schraubenermüdung und Vibration: Auswahlhilfe zum Schutz vor Lockerung

Schraubenermüdung und Vibration werden im Einkauf oft missverstanden. Viele Käufer sehen eine lockere Schraube und fragen sofort nach einer stärkeren Sorte. Manchmal hilft das. Oft ist das nicht der Fall.

Bei stark vibrierenden Baugruppen ist das eigentliche Problem meist der Verlust der Vorspannung. Sobald die Klemmkraft nachlässt, beginnt sich das Gelenk zu bewegen. Diese Bewegung führt zu Reibverschleiß, Gewindeverschleiß, Spannungskonzentration und schließlich zu Ermüdungsrissen.

Dies ist häufig bei Bergbaumaschinen, Lastkraftwagen, Schienensystemen, Pumpen, Kompressoren, Windkraftanlagen, landwirtschaftlichen Maschinen und Hochleistungsproduktionslinien der Fall.

Das Ziel besteht nicht nur darin, die Mutter am Drehen zu hindern. Ziel ist es, die Verbindung festzuhalten.

Warum Schrauben unter Vibration versagen

Eine Schraube ist so konstruiert, dass sie sich beim Festziehen leicht dehnt. Diese Dehnung erzeugt eine Vorspannung. Die Vorspannung hält die verbundenen Teile zusammen.

Wenn Vibrationen dazu führen, dass die Gelenkflächen verrutschen, sich setzen oder verschleißen, sinkt die Vorspannung. Danach beginnt die Schraube stärker schwankenden Belastungen ausgesetzt zu sein. Hier beginnt das Ermüdungsversagen.

Häufige Anzeichen einer vibrationsbedingten Schraubenermüdung

Für hochbelastete Verbindungen sollten Käufer die Eignung prüfen hochfeste Verbindungselemente bevor Sie nur nach Größe auswählen.

Beginnen Sie mit der Gelenkbedingung

Machen Sie sich mit der Montage vertraut, bevor Sie sich für ein Anti-Lockerungs-Befestigungselement entscheiden. Eine vibrierende Pumpenbasis, eine LKW-Aufhängung, ein Förderbandrahmen und eine Windkraftanlage benötigen nicht die gleiche Lösung.

Wichtige Fragen, die Käufer stellen sollten

Eine gute Anti-Lockerungslösung beginnt mit dem Betriebszustand, nicht mit der Katalogseite.

Wählen Sie die richtige Schraubensorte und das richtige Material

Eine höhere Schraubensorte sorgt für eine höhere Zugfestigkeit, erfordert aber auch eine bessere Kontrolle über Installation, Beschichtung und passende Teile.

Schrauben der Klassen 8.8, 10.9 und 12.9 sind in industriellen Anwendungen weit verbreitet. Die Klasse 10.9 kann für viele Hochleistungs-Vibrationsgelenke geeignet sein. Die Klasse 12.9 kann in kompakten hochfesten Baugruppen nützlich sein, sollte aber nicht einfach so ausgewählt werden.

Vergleichen Sie bei nassen oder korrosiven Bedingungen Edelstahl Befestigungselemente mit beschichtetem Legierter Stahl vor der endgültigen Genehmigung.

Wählen Sie die richtige Anti-Lockerungsmethode

Keine einzelne Methode löst jedes Schwingungsproblem. Die richtige Wahl hängt von Temperatur, Belastung, Wartung, Beschichtung, Installationswerkzeugen und Kosten ab.

Gängige Anti-Lockerungs-Optionen

Federscheiben werden immer noch häufig verwendet, sie sind jedoch keine vollständige Lösung für starke Vibrationen. In vielen kritischen Gelenken halten sie die Vorspannung nicht zuverlässig genug aufrecht.

Kontrollieren Sie die Vorspannung, bevor Sie das Befestigungselement belasten

Viele Probleme mit der Schraubenermüdung sind Installationsprobleme.

Das Drehmoment ist nur die vom Werkzeug ausgeübte Drehkraft. Unter Vorspannung versteht man die Klemmkraft innerhalb der Verbindung. Die beiden hängen zusammen, aber Reibung verändert das Ergebnis.

Faktoren, die die Vorspannung beeinflussen

Wenn ein Drehmomentwert von trockenen Gewinden ausgeht, aber Öl aufgetragen wird, kann die Vorspannung zu hoch werden. Wenn eine Schmierung erwartet wird, die Verbindung jedoch trocken montiert wird, ist die Vorspannung möglicherweise zu gering.

Beide Bedingungen können zu einem Ermüdungsversagen führen.

Beschichtungs- und Korrosionsmaterie

Vibration und Korrosion wirken häufig zusammen. Rost kann Gewinde beschädigen. Lochfraß kann zum Ausgangspunkt eines Risses werden. Auch Beschichtungsschäden können das Anzugsverhalten verändern.

Für Außen- oder raue Umgebungen können Käufer Zinklamellenbeschichtung, Beschichtung vom Typ Dacromet, Feuerverzinkung, Edelstahl oder andere projektspezifische Oberflächen in Betracht ziehen. Rezension Beschichtete Verbindungselemente wenn Korrosionsbeständigkeit Teil der Anforderung ist.

Zu bestätigende Fragen zur Beschichtung

1. Beeinträchtigt die Beschichtung den Gewindesitz?
2. Ändert es das Drehmomentverhalten?
3. Ist es für hochfeste Schrauben geeignet?
4. Ist ein Salzsprühtest erforderlich?
5. Sind Muttern und Unterlegscheiben passend beschichtet?
6. Ist Wasserstoffversprödung ein Problem?

RFQ Checkliste für vibrationsbeständige Verbindungselemente

Ein nützliches RFQ sollte Folgendes enthalten:

1. Produkttyp und Standard
2. Größe, Länge, Gewindesteigung und Gewindelänge
3. Material und Festigkeitsklasse
4. Oberflächenveredelung oder Beschichtung
5. Anforderungen an die Lockerungsschutzmethode
6. Drehmoment- oder Vorspannungsanforderung
7. Passende Muttern- und Unterlegscheibendetails
8. Vibrationsniveau und Lastzustand
9. Temperatur- und Korrosionseinwirkung
10. Erforderliche Zertifikate, Prüf- und Inspektionsberichte

Für komplette Baugruppen können Käufer die vollständige Ansicht einsehen Verbindungselemente Bereich.

Abschließender Rat

Schraubenermüdung durch Vibration lässt sich selten durch eine einzige Änderung beheben. Schraube, Mutter, Unterlegscheibe, Beschichtung, Vorspannung, Sicherungsmethode und Installationsprozess müssen zusammenarbeiten.

Eine stärkere Schraube kann helfen, aber nur, wenn die Verbindung kontrolliert wird. Ein Sicherungsmutter kann helfen, aber nur, wenn die Vorspannung korrekt ist. Eine Beschichtung kann vor Korrosion schützen, aber nur, wenn Gewindepassung und Drehmomentverhalten verstanden werden.

Definieren Sie bei anspruchsvollen Vibrationsanwendungen zunächst die Verbindung. Wählen Sie dann das Befestigungssystem aus.