Was sind die wesentlichen Unterschiede zwischen Sechskantschrauben mit Vollgewinde und Teilgewinde?

In der Welt der industriellen Verbindungselemente ist die Sechskantschraube mit Gewinde ist ein Eckpfeiler der mechanischen Montage. Einer der häufigsten Verwirrungspunkte für Beschaffungsmanager und Ingenieure ist jedoch die Entscheidung zwischen a Vollständiger Thread und a Teilweise mit Gewinde Design.

Auch wenn sie auf den ersten Blick ähnlich aussehen, kann die Wahl zwischen ihnen erhebliche Auswirkungen auf die strukturelle Integrität, Lastverteilung und Langlebigkeit Ihres Projekts haben.

1. Definition der Kernanatomie

Um die Leistungsunterschiede zu verstehen, müssen wir zunächst die Strukturkomponenten von a definieren Sechskantschraube mit Gewinde .

1.1 Sechskantschrauben mit Vollgewinde (Vollgewinde)

Ein Bolzen mit Vollgewinde hat ein Gewinde, das von der Spitze des Bolzens bis zur Unterseite des Sechskantkopfes reicht.

• Hauptverwendung: Diese sind für Anwendungen konzipiert, bei denen die Grifflänge kurz ist oder bei denen die Schraube zur Befestigung in einem Gewindeloch (einem Loch mit bereits voderhandenen Innengewinden) verwendet wird.
• Belastungscharakteristik: Die Last wird über die gesamte Länge des Bolzens verteilt.

1.2 Sechskantschrauben mit Teilgewinde (Teilgewinde)

Eine Sechskantschraube mit teilweisem Gewinde verfügt direkt unter dem Kopf über einen glatten Teil ohne Gewinde, den sogenannten Schaft or Griff . Der Gewindeabschnitt ist nur an der Spitze vorhanden.

• Hauptverwendung: Diese sind Standard für schwere Strukturanwendungen und Maschinen, bei denen die Schraube durch zwei oder mehr gewindelose Komponenten verläuft.
• Belastungscharakteristik: Der Schaft ohne Gewinde ist dafür ausgelegt, die „Scherkräfte“ der Baugruppe aufzunehmen.

2. Technischer Vergleich: Leistung und Mechanik

Bei der Auswahl von a Sechskantschraube mit Gewinde müssen Ingenieure die wirkenden mechanischen Kräfte berücksichtigen: Spannung, Scherung und Griff.

Technische Spezifikationsmatrix

3. Warum Scherfestigkeit wichtig ist

Der kritischste Unterschied liegt in der Handhabung des Bolzens Scherspannung (Kräfte, die die verbundenen Materialien in entgegengesetzte Richtungen drücken).

3.1 Die Verwundbarkeit von Threads

In einem Sechskantschraube mit Gewinde Bei Vollgewinde ist die „Wurzel“ des Gewindes (der schmalste Teil der Schraube) der Ort, an dem die Scherkraft wirkt. Da der Durchmesser am Gewindegrund kleiner ist, ist die Schraube an jedem Punkt ihrer Länge technisch schwächer.

3.2 Der Vorteil des Vollschafts

Ein teilweise mit Gewinde versehener Bolzen sorgt dafür, dass der massive Schaft ohne Gewinde genau dort sitzt, wo die beiden Materialien aufeinandertreffen (die Scherebene). Da der Schaft eine größere Querschnittsfläche und keine „Kerben“ durch Gewinde aufweist, bietet er maximalen Widerstand gegen Abbrechen oder Verbiegen bei starker seitlicher Belastung.

4. Grifflänge und Ausrichtungsgenauigkeit

Im Präzisionsmaschinenbau und im Bauwesen ist die Sechskantschraube mit Gewinde muss mehr tun, als nur Dinge zusammenzuhalten; es muss sie perfekt ausgerichtet halten.

4.1 Reduzierung des „Spiels“ in der Versammlung

Da Gewinde etwas kleiner sind als das Loch, durch das sie verlaufen, kann es bei einem Bolzen mit Vollgewinde im Laufe der Zeit zu mikroskopischen Verschiebungen kommen. Im Gegensatz dazu kann der gewindelose Schaft eines Bolzens mit teilweisem Gewinde mit einer sehr engen Toleranz hergestellt werden, wodurch das Loch vollständiger ausgefüllt wird und „Schlupf“ oder vibrationsbedingte Bewegungen reduziert werden.

4.2 Spannkraft optimieren

Vollgewindeschrauben eignen sich hervorragend dafür Spannung Anwendungen, bei denen Sie zwei Gegenstände mit maximalem Gewindeeingriff fest zusammenziehen müssen. Es ist weniger wahrscheinlich, dass sie sich bei konstanter vertikaler Spannung lockern als bei Teilgewinden, wenn die Mutter nicht richtig angezogen ist.

5. Auswahlhilfe: Welches benötigen Sie?

5.1 Wählen Sie Sechskantschrauben mit Vollgewinde, wenn:

• Sie befestigen sich an einem Gewindeloch (z. B. eine Schraube, die in einen Motorblock geht).
• Ihre Baugruppe ist anfällig für Vibration und Sie benötigen maximalen Gewinde-Material-Kontakt.
• Sie arbeiten mit dünnen Materialien, bei denen ein Schaft das Festziehen der Mutter verhindern würde (und ein „Durchschlagen“ verhindern würde).

5.2 Wählen Sie Sechskantschrauben mit Teilgewinde, wenn:

• Die Anwendung beinhaltet Schwere Scherbelastungen (z. B. Fahrzeugaufhängungen, Brücken oder rotierende Maschinen).
• Du brauchst Perfekte Ausrichtung zwischen zwei Grobblechen.
• Sie verwenden ein Mutter und Unterlegscheibe auf der gegenüberliegenden Seite und die Gesamtdicke der Materialien übersteigt die Länge des Schafts.

6. Die perfekte Verbindung konstruieren

Während beide Arten von Sechskantschraube mit Gewindes sind wesentlich, sie sind nicht austauschbar. Bei hochbeanspruchten Industrie- und Bauprojekten ist der Teilgewindebolzen aufgrund seines scherfesten Schafts oft die bessere Wahl. Für allgemeine Montage- und Gewindelochanwendungen bietet der Bolzen mit Vollgewinde die Vielseitigkeit und Spannkraft, die für einen sicheren Sitz erforderlich sind.

7. FAQ: Häufig gestellte Fragen

F1: Kann ich einen Bolzen mit Vollgewinde verwenden, wenn die Spezifikationen ein Teilgewinde erfordern?
A: Vorsicht ist geboten. Wenn bei der Anwendung hohe Scherkräfte auftreten, verringert sich der Sicherheitsspielraum erheblich, wenn ein Teilgewinde durch ein Vollgewinde ersetzt wird, da die Gewinde als „Spannungskonzentratoren“ wirken und zum Versagen der Schraube führen können.

F2: Wie messe ich die „Grifflänge“ eines Teilfadens?
A: Die Grifflänge ist der Abstand von der Unterseite des Sechskantkopfes bis zum Gewindeanfang. Idealerweise sollte die Klemmlänge etwas kürzer sein als die Dicke der zu verbindenden Materialien, um ein sicheres Anziehen der Mutter zu gewährleisten.

F3: Sind Sechskantschrauben mit Edelstahlgewinde in beiden Ausführungen erhältlich?
A: Ja. Seien Sie sich dessen jedoch bewusst Gallen (Kaltschweißen) mit Edelstahl. Die Verwendung eines Anti-Seize-Schmiermittels wird sowohl für rostfreie Befestigungselemente mit Voll- als auch Teilgewinde dringend empfohlen.

8. Referenzen

1. ASME B18.2.1: Vierkant-, Sechskant-, schwere Sechskant- und Schrägkopfschrauben sowie Sechskant-, schwere Sechskant-, Sechskantflansch-, Lappenkopf- und Zugschrauben.
2. ASTM A325: Standardspezifikation für Strukturschrauben, Stahl, wärmebehandelt, 120/105 ksi Mindestzugfestigkeit.
3. Richtlinien des Fastener Quality Act (FQA) zu Festigkeit und Prüfung.
4. Maschinenhandbuch: Mechanik und Scherebenen von Gewindebefestigungen.