Das englische Wort für Schraube ist „screw“, dessen Bedeutung sich in den letzten Jahrhunderten erheblich verändert hat und seit 1725 zumindest „Verbindung“ bedeutet.
Neben der Kenntnis des Namens dauerte es Tausende von Jahren, bis die Vorschrift galt, die kleine Schraube im Uhrzeigersinn festzuziehen und gegen den Uhrzeigersinn zu lösen.
Warum müssen Schrauben im Uhrzeigersinn angezogen werden?
Die sechs einfachsten Arten von Werkzeugmaschinen sind Schrauben, geneigte Flächen, Hebel, Flaschenzüge, Keile, Räder und Achsen.
Die Schraube gehört zu den sechs einfachen Maschinen, ist aber nichts anderes als eine Achse und eine schiefe Ebene, die sich um sie windet. Heute gibt es Schrauben in Standardgrößen. Normalerweise werden Schrauben im Uhrzeigersinn festgezogen (im Gegensatz zum Lösen gegen den Uhrzeigersinn).
Allerdings wurden die Schrauben zu Beginn der Erfindung alle von Hand gefertigt, und die Feinheit der Schrauben war nicht einheitlich. Die persönlichen Vorlieben des Handwerkers waren oft ausschlaggebend.
Mitte des Jahrhunderts erfand der französische Hofingenieur Jacques Besson eine Drehbank, mit der man Schrauben schneiden konnte. Es dauerte 100 Jahre, bis sich diese Technik verbreitete. Der Engländer Henry Maudsley erfand 1797 die moderne Drehbank und verbesserte die Feinheit des Gewindes erheblich. Trotzdem gibt es bis heute keinen einheitlichen Standard für die Größe und Eleganz von Schrauben.
Dies änderte sich 1841. Joseph Whitworth, Maudsleys Lehrling, reichte einen Artikel bei der Institution of Municipal Engineers ein, in dem er die Integration des Schraubenmodells forderte. Er machte zwei Vorschläge:
1. Der Neigungswinkel des Schraubengewindes sollte standardmäßig 55 Grad betragen.
2. Unabhängig vom Durchmesser der Schraube sollte die Anzahl der Drähte pro Fuß einem bestimmten Standard entsprechen.
Obwohl die Schraube klein ist, benötigte man für ihre Herstellung in der Anfangszeit n Arten von Werkzeugmaschinen und n + 1 Arten von Geräten, und die frühen Schrauben waren nicht einfach herzustellen, da ihr Produktionsprozess „drei Werkzeuge und zwei Werkzeugmaschinen erforderte“. Um das britische Fertigungsproblem zu lösen, erfand der Amerikaner William Sellers 1864 ein Flachgewinde mit flacher Oberseite und flachem Absatz, eine kleine Änderung, die dafür sorgte, dass für die Schraubenherstellung nur noch ein Werkzeug und eine Werkzeugmaschine erforderlich waren. Schneller, einfacher und billiger.
Sellers Schraubengewinde erfreuten sich in den USA großer Beliebtheit und wurden bald zum Standard für amerikanische Eisenbahngesellschaften.
Sellers Schraubengewinde erfreuten sich in den USA großer Beliebtheit und wurden bald zum Standard für amerikanische Eisenbahngesellschaften.
Die wichtigsten Variablen des Anziehvorgangs:
(1) Drehmoment (T): das angewendete Anzugsdrehmoment in Nm (Nm);
(2) Klemmkraft (F): die tatsächliche axiale Klemmgröße (Pressgröße) zwischen den Verbindungskörpern, Einheit des Viehs (N);
(3) Reibungskoeffizient (U): Drehmomentkoeffizient, der vom Schraubenkopf, Gewindepaar usw. aufgenommen wird;
(4) Drehwinkel (A): Bei einem bestimmten Drehmoment erzeugt die Schraube eine bestimmte axiale Dehnung bzw. den zum Drehen der Verbindung erforderlichen Gewindewinkel durch Zusammendrücken.
1. Drehmomentregelungsmethode
Definition:Eine Kontrollmethode, die das Anziehen sofort stoppt, wenn das Anziehdrehmoment ein bestimmtes eingestelltes Kontrolldrehmoment erreicht.
Vorteile:Das Kontrollsystem ist unkompliziert und die Anziehqualität lässt sich mit einem Drehmomentwandler oder einem hochpräzisen Drehmomentschlüssel leicht prüfen.
Nachteile:die Regelgenauigkeit ist nicht hoch (Vorspannungsfehler ± ca. 25 %) und das Potenzial des Materials kann nicht voll ausgenutzt werden.
2. Drehmoment-Winkel-Regelungsverfahren
Definition:Ziehen Sie die Schraube zunächst mit geringem Drehmoment fest und schrauben Sie sie dann von diesem Punkt aus mit einer vorgegebenen Winkelkontrollmethode fest.
Vorteile:Die Genauigkeit der axialen Vorspannkraft der Schraube ist hoch (±15 %), es kann eine beträchtliche axiale Vorspannung erreicht werden und der Wert kann um den Durchschnittswert konzentriert werden.
Nachteile:Das Kontrollsystem ist komplizierter, wenn es darum geht, die beiden Parameter Drehmoment und Winkel zu messen. Darüber hinaus ist es für die Qualitätsprüfungsabteilung nicht einfach, eine geeignete Methode zur Überprüfung der Anziehergebnisse zu finden.
3. Streckgrenzenkontrollmethode
Definition:Eine Methode, um das Anziehen einer Schraube zu beenden, nachdem diese bis zur Streckgrenze gezogen wurde.
Vorteile:die Anziehgenauigkeit ist sehr hoch und der Vorspannungsfehler kann innerhalb von ±8 % kontrolliert werden, aber die Genauigkeit hängt hauptsächlich von der Streckgrenze der Schraube selbst ab.
Nachteile:Der Anziehvorgang erfordert eine dynamische und kontinuierliche Berechnung und Beurteilung der Steigung der Drehmoment- und Winkelkurve, und an die Echtzeit und Rechengeschwindigkeit des Steuerungssystems werden hohe Anforderungen gestellt.