Ihre SmartBolts-Sendung ist zusammen mit einem Konformitätszertifikat eingetroffen, in dem Ihre SmartBolt-Spezifikationen einschließlich Schraubenabmessungen, Sorte und Ausführung sowie Beweislast und anderer wichtiger Informationen aufgeführt sind.
In diesem Artikel erklären wir in einfachen Worten die Bedeutung der Prüflast und warum es wichtig ist, die Prüflast zu kennen, wenn Sie die Spannung für einen Stahlbolzen angeben.
Auch wenn Schrauben vollkommen starr erscheinen mögen, ist Stahl ein elastisches Material. Dies bedeutet, dass sie, wenn sie in einer Schraubverbindung angezogen werden, tatsächlich eine winzige Menge dehnen.
Stellen Sie sich den Bolzen in einer Schraubverbindung als eine steife Metallfeder vor. Durch Anziehen der Mutter erzeugen Sie Spannung, eine Last oder Kraft, die an beiden Enden der Schraube zieht. Wenn Sie die Spannung erhöhen, dehnt sich der Bolzen so aus, wie sich eine Feder dehnen würde, wenn Sie gegen beide Enden ziehen.
Wenn Sie die Mutter lösen, entspannt sich der Bolzen und kehrt in seine normale Länge zurück, genauso wie eine Feder in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt, wenn Sie sie lösen. Diese Fähigkeit, sich zu dehnen und freizusetzen, wird Elastizität genannt. (Es ist Elastizität, die bewirkt, dass der festgezogene Bolzen und die Mutter auf beiden Seiten des Gelenks festklemmen und zusammenhalten).
Wenn Sie eine Feder jedoch zu weit dehnen, verliert sie etwas an Elastizität. Wenn Sie loslassen, zieht es sich nicht vollständig zurück, wie ein Spielzeug, das nicht in seine ursprüngliche Form zurückkehrt.
Wenn ein Bolzen über einen bestimmten Punkt hinaus gedehnt wird, verliert er einen Teil seiner Elastizität und beginnt sich dauerhaft zu verformen – plastische Verformung genannt.
Die Streckgrenze eines Bolzens kann als die Zugkraft definiert werden, die innerhalb eines bestimmten Befestigungselements eine bestimmte bleibende Verformung hervorruft.
In vielen (aber nicht allen) Schraubensituationen ist es wichtig, eine Schraube nicht über ihre Streckgrenze hinaus zu spannen, da sie ihre ursprüngliche Größe und Form und letztendlich ihre Leistung in einer Schraubverbindung nicht mehr beibehält. Wenn der Bolzen in den meisten Anwendungen über seine Streckgrenze hinaus angezogen wurde, ist er nicht mehr wiederverwendbar und muss beim Lösen weggeworfen werden.
Die Belastung ist die Grenze des elastischen Bereichs der Schraube. Das Entwerfen für den Gebrauch von Bolzen entsprechend Beweislast kann helfen, Plastikdeformation zu verhindern. Solange ein Bolzen niemals über seine angegebene Prüflast hinaus gespannt wird, können Sie sicher sein, dass er seine ursprüngliche Größe und Form beibehalten hat und sicher wiederverwendet werden kann.
Spannung vs. Dehnung
Betrachten wir nun die Beziehung zwischen Spannung und Dehnung eines Bolzens, wie sie in einem Diagramm angezeigt wird. Diese Grafik zeigt, was passieren würde, wenn Sie ein Experiment an einer Schraube durchführen würden, indem Sie messen, wie stark sich eine Schraube beim Anziehen dehnt.
Das Diagramm beginnt in der unteren linken Ecke an einem Punkt ohne Spannung und ohne Dehnung. Wenn Spannung hinzugefügt wird, dehnt sich der Bolzen um einen bestimmten Betrag. Jedes Mal, wenn Sie mehr Spannung hinzufügen und die Dehnung messen, können Sie sie als Datenpunkt aufzeichnen. Wenn Sie viele Datenpunkte miteinander verbinden, erhalten Sie ein Liniendiagramm, das ungefähr so aussieht.
Im ersten Teil des Diagramms erscheint das Verhältnis zwischen Spannung und Dehnung als gerade diagonale Linie. An jedem Punkt dieser Linie können Sie die Mutter lösen und die Schraube entspannt sich auf ihre ursprüngliche Länge (zurück zum Nullpunkt in der Grafik).
Da der Bolzen elastisch ist, können Sie den Bolzen festziehen und lösen, indem Sie sich viele Male auf der Geraden auf und ab bewegen, ohne den Bolzen dauerhaft zu beschädigen. Innerhalb dieser Grenze arbeitet der Bolzen weiterhin wie vorgesehen. Obwohl es sich aufgrund vieler Ursachen lösen kann – wie Vibration oder Kompression des Dichtungsmaterials – kann es immer sicher wieder angezogen werden.
Aber nachdem die Beweislast überschritten wurde, ändert sich etwas. Jenseits dieses Punktes beginnt das Material nachzugeben und der Bolzen kehrt nicht in seine ursprüngliche Form und Größe zurück, wenn die Spannung gelöst wird.
Nach Erreichen der Streckgrenze hat sich ein Bolzen so dauerhaft verformt, dass er aufgrund eines Duktilitätsverlustes (wenn sich ein Vollmaterial unter Zugspannung verformt, ohne zu brechen) allgemein als nicht mehr sicher wiederverwendbar akzeptiert wird.
Durch die Kenntnis der Prüflast eines Bolzens und die Beibehaltung der statischen Bolzenspannung auf oder unter diesem Niveau behält der Bolzen seine Wiederverwendbarkeit und bleibt in einer Schraubverbindung sicher.
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