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Als Befestigungselemente wurden Schrauben für Zylinderköpfe von Schiffsdieselmotoren ausgewählt
Zylinderkopfschrauben sind leistungsstarke Schrauben in Dieselmotoren, die die maximale Sprengkraft ausüben, die den Zylinderkopfkörper vom Zylinderkopf trennt. Gleichzeitig wird durch die Einwirkung der Vorspannkraft der Schrauben die Luftdichtheit der Zylinderkopfdichtung gewährleistet.
Schrauben sind im Allgemeinen als flexible Konstruktionen konzipiert und der Schaftdurchmesser ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des Gewindes. Diese Struktur verringert die Schwankung der auf den Bolzen wirkenden Belastung und verbessert die Dauerfestigkeit der Schraubverbindung. Obwohl die Vorspannspannung des Schaftteils erhöht wurde, ist die Festigkeit des Schafts und des Gewindeabschnitts tendenziell gleich und die Struktur ist vernünftiger. Wenn der Gewindeaußendurchmesser d≥16 mm ist, ist der Schaftdurchmesser d0u003d0,8d1 (d1 stellt den Gewindeinnendurchmesser dar) geeigneter und sollte nicht zu klein sein.
Der empfohlene Übergangsradius zwischen Bolzenschaft und Gewinde beträgt Ru003d(0,75～1,0)d, die Oberflächenrauheit beträgt im Allgemeinen 1,25 µm oder 0,63 µm und es dürfen keine Werkzeugspuren vorhanden sein, um die Dauerfestigkeit zu verbessern. Weitere Maßnahmen zur Verbesserung der Dauerfestigkeit von Schrauben finden Sie im vorherigen Artikel. Die Bolzen werden häufig mit enganliegenden Gewinden, also einer Presspassung mit dem Steigungsdurchmesser des Gewindes, am Zylinderkörper befestigt. Wenn der Bolzen in den Zylinder eingeschraubt wird, entsteht in der Nähe des Gewindes eine große Radialspannung, das Schraubenloch ist eine Zugspannung und das Gewinde ist eine Druckspannung. Um diese Belastung zu reduzieren, wird manchmal am Ende der Schraube ein konisches Loch vorgesehen, dessen Tiefe die effektive Länge des Gewindes nicht überschreiten darf. Um die Biegespannung des Bolzens zu verringern, steht die verschraubte Endfläche manchmal beim Einschrauben des Bolzens in engem Kontakt mit der unteren Ebene des Schraubenlochs, um ihn fest zu fixieren.
Die meisten starken Schrauben bestehen aus legiertem Baustahl mit hoher Zugfestigkeit und Streckgrenze, z. B. 40Cr, 38CrSi, 35CrMo, 40MnB usw. Für leichte und schwere Dieselmotoren werden teilweise hochwertige legierte Baustähle wie 18CrNiW und 35CrNi3W verwendet.
Um den Spannungskonzentrationsfaktor im Gewinde zu verringern, empfiehlt es sich, den Kehlradius R des Gewindegrunds zu vergrößern. Das am besten geeignete Verhältnis zwischen ihm und der Gewindesteigung S ist R/Su003d0,18～0.21