Muttern aus Kunststoff
Trapezgewindemuttern aus Kunststoff haben viele Vorteile, aber es gibt auch eine Reihe von Überlegungen, die bei der Auswahl berücksichtigt werden müssen.
Korrekturfaktor für die Temperatur der Arbeitsumgebung
Unter Verwendung von Nylon-Kunststoffmuttern muss der Wert von p●VST an die Temperatur der Arbeitsumgebung angepasst werden. Kunststoff wird bei höheren Temperaturen weicher und hält schweren Belastungen weniger stand. Bei niedrigeren Temperaturen werden Kunststoffe härter und sind in der Lage, schwereren Belastungen standzuhalten. Der Korrekturfaktor „f t“ ist in Grafik Nr. 4 zu sehen.
Korrekturfaktor abhängig von intermittierender Verwendung
Kunststoffmuttern können für relativ kurze Zeiträume intermittierend betrieben werden, um das Erreichen hoher Betriebstemperaturen zu vermeiden und um Wirkungsgradverluste zu vermeiden.
Die Temperatur ist ein zusätzlicher Faktor, der zu den Werten beiträgt, die den Betriebszustand in der Abbildung Nr. 2 wiedergeben, in der Muttern im Dauerbetrieb dargestellt sind. Die Betriebsbedingungen einer Mutter können verbessert werden, wenn die Betriebsdauer in intermittierenden Zyklen länger ist als die Zeit, die in kontinuierlichen Zyklen verbracht wird. Anhand der Werte des Faktors „f c“ und der Kurven von „x“ in Diagramm Nr. 5 lässt sich der Zusammenhang zwischen Ausfallzeiten und Betriebszeit einer Mutter sowie die Auswirkungen, die dies auf die Betriebsbedingungen eines Mechanismus hat, untersuchen.
- 2 x steht für eine Ausfallzeit, die doppelt so lang ist wie die Arbeitszeit.
- 3 x steht für eine Ausfallzeit, die dreimal so lang ist wie die Arbeitszeit.
- 4 x steht für eine Ausfallzeit, die viermal so lang ist wie die Arbeitszeit. Um dieses Diagramm zu verwenden, ermitteln Sie den Wert für die Arbeitszeit auf der horizontalen Achse, verwenden Sie dann die Schnittlinie der ausgewählten Länge der Arbeitszeit im Verhältnis zur Ausfallzeit (2x, 3x, 4x usw.) und bewegen Sie sich dann horizontal, um den Wert „f c“ zu ermitteln.
Die Werte in den vorherigen Diagrammen und Grafiken, „fi“, „ft“, „fc“, können verwendet werden, um den Wert von „(P●vst)“ zu korrigieren und die optimalen Arbeitsbedingungen einer Mutter zu ermitteln.
Verwenden Sie die folgende Formel, um den maximalen p●VST eines bestimmten Mechanismus zu berechnen:
p ● Vst am = (p ● Vst) max ● fi ● ft ● fc
Lebensdauer der Kunststoffmutter
Anhand der aus diesen Formeln zurückgegebenen Werte ist es möglich, die Lebensdauer einer Kunststoffmutter abzuschätzen. Folgende Parameter können sich auf die Lebensdauer von Kunststoffmuttern auswirken:
- Kontaktflächendruck p [N/mm2]
- Gleitgeschwindigkeit Vst [m/min]
- Erosionsbeständigkeit des Mutternmaterials, abgeleitet aus
- Korrekturfaktor fc, entnommen aus Grafik Nr. 5 Die unten aufgeführten
Daten gelten nur für die Verbindung von Kunststoffmuttern mit unseren präzisionsgewalzten Gewindetrieben, da wir eine Oberflächenrauheit von weniger als 1 μm Ra garantieren können.
Die Verwendung von Kunststoff-Gewindemuttern mit gedrehten Schrauben wird nicht empfohlen.
Die folgenden Berechnungen beziehen sich auf Schrauben, die bei Temperaturen von ca. 20/25 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit zwischen 30 und 70% verarbeitet werden. Für Arbeitsumgebungen außerhalb dieser Temperatur- und Feuchtigkeitsgrenzen wenden Sie sich bitte an unser technisches Beratungsteam.
Um die Lebensdauer einer Kunststoffmutter zu berechnen, verwenden Sie die folgende Formel:
m = Zunahme des Axialspiels zwischen Mutter und Schraube in Bezug auf den Anfangswert [mm]
fc = Korrekturfaktor aus Grafik Nr. 5
p = Kontaktflächendruck (siehe allgemeine Bemessungskriterien) [N/mm2]
Vst = Gleitgeschwindigkeit (siehe allgemeine Bemessungskriterien) [m/min]
k = Konstante der Verschleißfestigkeit
Wert der Konstante k für Nylon-Kunststoffmuttern: k = 10,5 ● 10-5