Benutzer:Roplo13/MJT
Multi-Druckschrauben Vorspanner (MDV) bieten eine Alternative zu traditionellen Schraubverbindung. Anstatt eine grosse Mutter festzuziehen, wird die Vorspannkraft auf mehrere Druckschrauben verteilt. Das torsionsfreie Spannen und Lösen einer Schraubverbindung verlängert deren Lebensdauer. MDV lassen sich in Verbindungen mit Bolzendurchmesser 16mm bis über 2'000mm einsetzen. Das Anziehen der Druckschrauben erfolgt durch Handwerkzeuge oder wird elektrisch/hydraulisch unterstützt. [1]
Grundzüge des Systems
Multi-Druckschrauben Vorspannet (MDV) wurden primär als Lösung für grosse Verschraubungen entwickelt um die nötige Vorspannkraft aufzuteilen. Probleme bereitet bei grossen Verschraubungen häufig die Tatsache, dass das erforderliche Drehmoment zum Anziehen in der dritten Potenz des Durchmessers zunimmt. [1] Deshalb beträgt der grösste, von Hand abziehbare Bolzendurchmesser ungefähr 25mm. [2] MDV verteilen die Vorspannkraft und somit das erforderliche Drehmoment auf Druckschrauben im Kranz des Mutterkörpers. Die Druckschrauben sind klein genug um von Hand angezogen zu werden. Sie drücken gegen eine gehärtete Druckscheibe und erzeugen die erforderlichen Klemmkräfte für die Schraubenverbindung. Vorspannkräfte bis zu 10'000'000 Kilogramm können so nur mit Hilfe von Handwerkzeugen erreicht werden. (Wohl eher Nm oder?)
Arten von Vorspannern
- Vorspannmutter
- Vorspannmuttern können herkömmliche Schraubenmuttern ersetzen, weshalb sie die häufigste Anwendung des MDV-Prinzips sind." Compressor Tech Two. May/June 1997. p. 50-52.</ref>.
- Vorspannschraube
- Vorspannschrauben haben einen Kranz mit Druckschrauben, die beinahe den Schraubenschaft berühren. Typischerweise haben sie einen kleineren Aussendurchmesser als Vorspannmuttern. Mit ihnen kann auch bei engen Platzverhältnissen grosse Vorspannkraft erzeugt werden.
Vorteile
In der Anwendung sind MDV praktisch, weil zum erreichen der Vorspannkräfte lediglich Handwerkzeug benötigt wird. Der Wegfall hydraulischer, elektrischer oder thermischer Vorspannwerkzeuge bedeutet ein Wegfall möglicher Gefahrenherde. Nichttordierendes Spannen schliesst Fressen aus. Zudem wird eine vergleichsweise bessere Elastizität bei MDV-Elementen beobachtet. Sie bieten Sicherheit in Montage, Betrieb und Wartung sowie bei grösseren Verschraubungen deutliche Einsparungen in der Montagezeit.
Sicherheit
Zur Montage wird lediglich ein Drehmomentschrauber benötigt. Im Betrieb verhindern die beim Vorspannen erzeugten Klemmkräfte Setzen und Lockern der Schraubverbindung unter Einsatz dynamischer Kräfte. [3]
Montagezeit
Im Vergleich zu einer herkömmlichen Mutter müssen bei MDV deutlich mehr Druckschrauben angezogen werden. Da die einzelnen Druckschrauben aber mit einem deutlich tieferen Drehmoment angezogen werden, relativiert sich der Zeitfaktor. Bei grösseren Montagen lohnt sich der Einsatz drehmomentgesteuerter Schlagschrauber. Ausserdem können häufig mehrere Arbeiter gemeinsam an einer Verschraubung arbeiten.
==Joint integrity== (Vorschlag: Abschnitt löschen) Vorlage:Prose
- Thread galling and seizing is significantly reduced because mating bolts/studs are loaded in pure tension without twisting.[3]
- In many applications, elasticity in a bolt significantly helps to keep a joint held together.[2] Tests have shown turbine-type MJTs increase the elasticity of the average bolting system by the equivalent of four stud diameters, and nut-type MJTs increase the elasticity by 4 to 12 diameter equivalents, which would triple or quadruple the elasticity of the bolting system.[1] In other words, MJTs increase elasticity by adding up to 2 to 4 equivalent bolt effective lengths. This is particularly advantageous in high-temperature bolting applications where bolts are subject to creep, because elastic bolting systems will take longer to reach a given relaxation stress than in a rigid system.[1] Elastic bolting systems can also improve the integrity of gasketed joints by compensating for temperature changes, joint movement and changes in internal pressure.[4]
- Stress relief—Most bolts fail at the bottom of the nut in the first two or three threads. Hoop stresses on the nut in MJTs cause an increase in diameter at the bottom and decrease at the top, distributing thread stress more evenly and reducing the likelihood the stud or bolt will fail.[1]
Nachteile
Bei Anlagen mit vielen kleineren Verschraubungen, die häufig für ein spezielles Vorspannverfahren optimiert wurden (bspw. thermisches Recken), lohnt sich ein Wechsel auf MDV aufgrund der Verlängerung der Montagezeit und des Produktpreises selten.
Anwendungen
Das Prinzip kann auf unterschiedlichste Weise zur Problemlösung beitragen. In der Praxis zeigen sich viele verschiedene Anwendungsmöglichkeiten.
Pressen
Häufig sind grössere Vorspannkräfte bspw. für Säulenverschraubungen nötig, welche über entsprechend grosse Verschraubungen bewirkt werden. Die einfache Montage von MDV mit Handwerkzeugen zeigt sich hier vorteilhaft.
Bergbau
Verschraubungen im Bergbau wie bspw. Bohrerverbindungen werden häufig dynamisch belastet, was zu selbsttätigem Lösen der Verschraubung führen kann. Die rein axiale Vorspannung mit MDV ist vorteilhaft bei Hubmotoren, Baggerschaufeln, Zahnkränzen, Rahmen, Lagerdeckeln, Getrieben und Baggerauslegern. Auch Zahnkranzverschraubungen mit kurzen Klemmlängen sind mit Vorspannschrauben möglich.
Wasserkraft
Hier eignen sich MDV besonders für Kupplungen, da sie im Betrieb auch Spiel ausgleichen. Sie werden bei Kreuzköpfen von Kaplanturbinen, Servo-Kolbenstangen, Lagergehäusen, Kugelventilen, Pelton Düsenapparatbefestigungen, Blatt-Naben und Laufrad-Wellen eingesetzt.
Dampfturbinen
Der Einsatz von MDV kann Stillstandzeiten und somit den gesamten Unterhaltsaufwand senken. Sie werden in Dampfkraftwerken bei Speisewasserpumpen, Kesselgehäusen, Flansch von Boilerpumpen, Stopp-Ventilen, Kontrollventilen, Turbinenkupplungen oder Speisewassererhitzern eingesetzt.
Stahlindustrie
In der Stahlindustrie eignen sich MDV für Spannringverschraubungen, wodurch ebenfalls die Wartezeit bei Wechseln verkürzt wird. Zudem eignen sich MDV für Motoren, Lager, Wellen, Anker oder Messerverschraubungen.
Petrochemische Industrie
Auch bei petrochemischen Anwendungen eignen sich MDV speziell bei Reaktoren, Wärmetauschern, Turbinenkontrollventilen, Rohrflanschen, Ankern, Kupplungen, Turbinendichtungen, Kompressoren und Pumpen
Kompressoren
Bei Kompressorenverschraubungen sind die Platzverhältnisse oft begrenzt, was hohe Anforderungen an angepasste MDV stellt. Es wurden Lösungen für flexible Scheibenkupplungen, Kompressorgehäuse, Endplatten, Gaskomprimierer, Deydrationstürme und Kompressorzylinder erarbeitet.
References
Category:Fasteners
Category:Screws
Category:Structural connectors
- ↑ a b c d e Steinbock, Rolf. "The Multi-Jackbolt Tensioning System." Handbook of Bolts and Bolted Joints. Ed. John H. Bickford and Sayed Nassar. New York: Marcel Dekker, Inc., 1998. 507-533.
- ↑ a b Steinbock, Rolf. "Mechanical Tensioners Tame High-temperature Joint Failures." Power Engineering. August 1997, p. 46-50.
- ↑ a b Referenzfehler: Ungültiges
<ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen Kane 3. - ↑ Kane, Joe. "Multi-Jackbolt Tensioners Designed for Superior Tightening." Diesel & Gas Turbine Worldwide. November 1997. p. 49-50.
