Frästeil festspannen 15.02.2018, 06:57

Spannpratze: Berechnungen zu den Themen Auflagerkräfte, Reibung und Arbeit. Zeichnung: Eine Spannpratze in Ansichten darstellen und bemaßen.

Frästeil festspannen

Bild: Ein Frästeil wird mit einer Spannpratze auf den Frästisch gedrückt.  

Aufgaben

1. Reibzahl zwischen Spannpratze und Frästeil µ = 0,12.
Welche Spannkraft F_Sp muss aufgebracht werden, um das Frästeil gegen Verschieben mit der Verschiebekraft F_H = 1 500 N zu sichern?

2. Welche Kraft F muss die Spannmutter auf die Pratze ausüben, wenn an der Spannstelle eine Spannkraft F_Sp = 7 000 N wirken soll? Wie groß wird dabei F_Aufl?

3. Hammerschraube M 16, Schraubenschlüssel-Länge: Welchen wirksamen Hebelarm l_H benötigt man mindestens, wenn eine Handkraft F_Hand = 100 N aufgebracht wird und dabei die senkrechte Schraubenkraft F = 30 kN wirken soll? Die Reibzahl soll nicht berücksichtigt werden. 

4. Die Druckfläche der Spannpratze auf der Spannseite ist ca. 42 mm x 20 mm groß. Wenn die zulässige Flächenpressung für Vergütungsstahl mit p_zul = 100 N/mm² angenommen wird: Wird sie erreicht?

5. Zeichnen und bemaßen Sie die Spannpratze. Sie ist 160 mm lang, 42 mm breit und 20 mm dick. Der linke Spannnocken (F_Sp) ist 2 mm dick. Die durchgehende Nute ist 17 mm breit und außen 62 mm lang. Auf der Spannseite ist die Pratze mit 30° auf 15 mm Länge abgeschrägt. Die vier Ecken (Draufsicht) sind mit R = 5 mm abgerundet. 

Legen Sie die übrigen Maße selbst fest. 

Lösungsvorschläge: 

1. Die Reibkraft wirkt an zwei Flächen. Deshalb muss F_Sp nur die halbe Verschiebekraft F_H halten. 

F_H/2 = F_Sp • µ  ––> F_Sp = F_H/2 : µ = 1 500 N/2 : 0,12 = 6 250 N 

F_Sp = 6,25 kN 

2. ΣM_Aufl. = 0 = – F_Sp • (l₁ + l₂) + F • l2 = 

7 000 N • 116 mm : 78 mm = 10 410 N

F = 10,41 kN 

ΣF_y = 0 = F_Sp + F_Aufl – F  ––> F_Aufl = F – FSp = 10,41 kN – 6,25 kN = 

F_Aufl = 4,16 kN 

3. Tipp: Lesen Sie hier nach. Im Beitrag »Einfache Maschinen (1)« finden Sie die Formel:

Aufgewendete Arbeit = Erhaltene Arbeit

W1 = W2  

F_Hand • π • 2 • r = F • P (r ist die Schlüssellänge l_H; P ist die Gewindesteigung. M16 hat eine Steigung P = 2 mm)

r = l_H = F • P : (F_Hand • π • 2) = 30 000 N • 2 mm : (100 N • π • 2)

l_H = 95,5 mm

4. p = F_Sp : A = 6250 N/mm² : 42 mm • 20 mm = 7,4 N/mm². Der Maximalwert von 100 N/mm² wird nicht erreicht.

5. Spannpratze zeichnen

Zeichnungen für Arbeitsblätter