Aufgaben und Lösungen - Institut für Maschinenwesen

Lösung Aufgabe 1:
a) Ermittlung der Vorspannkraft F VD für die Dichtung nach (6/13) FDV
= π ⋅ d
D
⋅ k0
⋅ K
D
, mit
di
+ d
a 110mm
+ 130mm
- mittlerer Durchmesser der Dichtung d
D
= =
= 120mm
2
2
- It als Weistoffdichtung ⇒
k
⋅ K = 200⋅
D
0 D
in mm
hD
b
N
nach Tabelle auf (7/13)
⇒
d
a
− di
130mm
−110mm
bD = =
= 10mm
⇒ k K 10mm
N
0
⋅
D
= 200⋅
= 447 mm
2
2
2mm
F mm
N
DV
= π ⋅120 ⋅447
mm = 168. 596N
• damit ergibt sich die minimale Dichtkraft F Dmin für den Vorverformungszustand aus
FD
min
= FD
− FR
− FK
(siehe Diagramm auf 6/13), mit
2
- Rohrkraft F p d
N
2 2
R
= ⋅ π ⋅
i
= 4 2 ⋅π
⋅110
mm = 38. 013N
4
mm 4
- Ringflächenkraft F
K
= 0 , da der Innendurchmesser der Dichtung gleich dem Innendurchmesser
des Rohres ist
⇒
F D
= 168.596N
− 38.013N
− 0 130. 583N
min
=
b) im Betriebszustand beträgt die erforderliche Betriebsschraubenkraft
F = F + F + B2 ⋅ F (9/13), mit
SB
R
K
DB
- erforderliche Dichtkraft FDB p ⋅π
⋅ d
D
⋅ k ⋅υ
(8/13), mit
=
1
- k = 1,3 ⋅bD = 1,3 ⋅10mm
13mm
(Tab. 7/13 für It)
1
=
- υ =1, 5 für Weichdichtung
⇒
F
N
DB
= 4 2 ⋅π
⋅120mm⋅13mm⋅1,5
= 29. 405N
mm
- Berichtigungswert B =1, 2
6 für It bei 200°C nach (Tab. 9/13)
⇒ F SB
= 38 .013N
+ 0 + 1,6 ⋅29.405N
= 85. 061N
c) die Festlegung der Einschraubkraft F
S 0
für den Montagezustand erfolgt nach 2 Kriterien:
1. Sicheres Erreichen der kritischen Vorverformung (siehe Aufgabenteil a)
FS 0
≥ FDV
=168. 596N
2. Sicheres Abdichten im Betrieb
FS 0
= B 1
⋅ F SB
, mit B
1
=1,2... 1, 4 um Setz- und Vorspannverluste zu berücksichtigen
F S
= 1,4 ⋅85.061N
119. 085N
0
=
⇒
F S 0
≥ 168. 596N
aus 1)
2