1. Definition der Leistungsstufe vonSchrauben und Bolzen
Bolzen und Bolzenwerden in zehn mechanische Leistungsklassen eingeteilt: 3,6, 4,6, 4,8, 5,6, 5,8, 6,8, 8,8, 9,8, 10,9 und 12,9. Die Note besteht aus zwei durch einen Dezimalpunkt getrennten Zifferngruppen. Die Ziffer vor dem Dezimalpunkt stellt ein Hundertstel der endgültigen Nennzugfestigkeit des Materials dar; Die Nachkommastelle stellt das zehnfache Verhältnis der Streckgrenze zur Zugfestigkeit des Materials dar (Streckgrenze).
Muttern haben sieben Leistungsklassen von Klasse 4 bis Klasse 12. Die Klassenzahl entspricht ungefähr einem Hundertstel der garantierten Mindestbeanspruchung, der die Mutter standhalten kann.
2. Klassifizierung der Gewindetoleranzklassen
2.1 Einheitliche imperiale Threads
Alle einheitlichen Zollgewinde haben eine Spielpassung. Außengewinde haben drei Toleranzgrade: 1A, 2A und 3A; Innengewinde haben drei Toleranzgrade: 1B, 2B und 3B. Eine höhere Güteklasse weist auf eine höhere Passgenauigkeit, ein kleineres Spiel und einen engeren Gewindeeingriff hin.
Güteklassen 1A und 1B: Güteklassen mit lockerer Toleranz, geeignet für die allgemeine freie Montage von Innen- und Außengewinden mit hoher Montagetoleranz.
Klassen 2A und 2B: Die universellen Standardtoleranzklassen für zöllige mechanische Verbindungselemente, anwendbar auf die meisten konventionellen Montagebedingungen.
Güteklassen 3A und 3B: Die Güteklassen mit der höchsten Präzision bei der Passung mit dem engsten Gewindeeingriff, angewendet auf hochpräzise, sicherheitskritische und lasttragende Strukturkonstruktionen.
2.2 Metrische Gewinde
Übliche Toleranzgrade für metrische Außengewinde sind 4h, 6h und 6g; gängige Güten für metrische Innengewinde sind 5H, 6H und 7H. Die in der Branche bevorzugten Gewindepassungskombinationen sind H/g, H/h und G/h. Für Präzisionsbefestigungen wie Bolzen und Muttern empfiehlt die nationale Norm die 6H/6g-Passung, um Montagegenauigkeit und Demontagefreundlichkeit in Einklang zu bringen.
3. Festigkeitsklassenspezifikationen für Kohlenstoffstahl undEdelstahlschrauben
3.1 Interpretation der Schraubengüte von Kohlenstoffstahl
Die Festigkeitsnote vonSchrauben aus Kohlenstoffstahlenthält zwei Ziffernsätze. Ersteres stellt die Nennzugfestigkeit dar, letzteres das Streckgrenzenverhältnis. Nehmen wir als Beispiel eine Schraube der Güteklasse 4.8: Die Ziffer „4“ gibt eine Nennzugfestigkeit von 400 N/mm² an, und die Ziffer „8“ gibt ein Streckgrenzenverhältnis von 0,8 an, mit einer Nennstreckgrenze von 320 N/mm².
Bauschrauben decken zehn Leistungsklassen von 3,6 bis 12,9 ab. Schrauben der Güteklasse 8.8 und höher bestehen aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt oder niedrig-legiertem Stahl und werden durch eine Vergütungs-Wärmebehandlung verstärkt, was als hoch{4}feste Schrauben definiert wird. Schrauben unter der Güteklasse 8.8 ohne verbesserte Wärmebehandlung werden als gewöhnliche Schrauben definiert.
Schraube der Güteklasse 4.6: Nennzugfestigkeit von 400 MPa, Streckgrenzenverhältnis von 0,6, Nennstreckgrenze von 240 MPa.
Hochfeste Schraube der Güteklasse 10.9: Nach der Wärmebehandlung erreicht die Nennzugfestigkeit 1000 MPa mit einem Streckgrenzenverhältnis von 0,9 und einer Nennstreckgrenze von 900 MPa.
3.2 Interpretation der Edelstahlschraubengüte
Die Festigkeitsklasse von Verbindungselementen aus Edelstahl besteht aus zwei durch einen Bindestrich getrennten Teilen. Das Präfix vor dem Bindestrich gibt den Materialcode an und das Suffix nach dem Bindestrich gibt den Festigkeitsgrad an. Beispielsweise steht A2-70 für austenitischen Edelstahl der Klasse A2 mit einer Nennzugfestigkeit von 700 MPa.
4. Berechnungsmethode der Schraubenzugfestigkeit
Die Zugtragfähigkeit und Zugfestigkeit von Schrauben werden auf der Grundlage der effektiven Spannungsquerschnittsfläche des Gewindes und nicht auf der Grundlage des Nennaußendurchmessers berechnet und entsprechen den internationalen Standards GB/T 3098.1 und ISO 898-1.
Kernberechnungsformel:F=Rm × As
Parameterbeschreibung: F bezieht sich auf die maximale Zuglast desBolzen; Rm bezieht sich auf die Standardzugfestigkeit des Schraubenmaterials; Bezieht sich auf die wirksame Spannungsquerschnittsfläche des Gewindes (fester Standardwert, der sich von der gewöhnlichen Kreisfläche unterscheidet).
So überprüfen Sie die Zugfestigkeit unter bekannten Belastungsbedingungen:Rm=F / As. Das Berechnungsergebnis muss größer oder gleich der Standardzugfestigkeit der entsprechenden zu qualifizierenden Güteklasse sein.
Für einfache Schätzszenarien kann temporär die Nennquerschnittsfläche verwendet werden: A=πd²/4 (d steht für den Nennbolzendurchmesser). Für präzise Tests und technische Konstruktionen muss der standardmäßige effektive Gewindespannungsbereich übernommen werden, um genaue Daten sicherzustellen.
