De boutverbinding

In dit informatieve artikel vertellen we je alles over de boutverbinding!

Hoe werkt een boutverbinding?

Een boutverbinding bestaat uit een bout of draadeind (met uitwendige schroefdraad) en een moer (met inwendige schroefdraad). Wanneer de moer handvast wordt aangedraaid, is er nog geen echte kracht in de verbinding. Pas wanneer een momentsleutel wordt gebruikt en er een specifiek koppel (moment) op wordt gezet, ontstaat er klemkracht. Deze klemkracht ontstaat doordat de moer de bout oprekt; de bout werkt als een veer. De klemkracht kan ook axiaal worden gerealiseerd met behulp van een hydraulische tensioner, ook wel een hydraulische vijzel genoemd.

Een juiste klemkracht is essentieel om te voorkomen dat de verbinding losloopt of faalt. Ingenieurs bepalen op basis van factoren zoals krachten op de verbinding, materiaalsoorten, temperatuurverschillen en dynamische belasting wat de vereiste voorspanning moet zijn.

Vanwege de complexiteit zijn er handige softwaretools beschikbaar zoals de HYTORC bolting-software om het juiste aanhaalmoment te berekenen. Heb je vragen over het berekenen van het juiste aanhaalmoment? Neem dan contact op met een van onze HYTORC experts.

Neem contact op

Wat is het belang van het juiste aanhaalmoment?

Het aanhaalmoment, uitgedrukt in Newtonmeter (Nm) of Foot Pounds (FT/lbs), is de hoeveelheid kracht die nodig is om de bout op de juiste wijze vast te zetten. Dit moment zorgt ervoor dat de gewenste klemkracht wordt bereikt:

Te laag moment ➜ kans op loskomen van de verbinding.
Te hoog moment ➜ beschadiging van schroefdraad of plastische vervorming van de bout.

Voor staal-op-staal verbindingen wordt vaak 70% van de rekgrens van het boutmateriaal als maximaal moment gehanteerd. Bij verbindingen met pakkingen bepaalt de gewenste pakkingdruk het benodigde aanhaalmoment.

Hoe bepaal je het juiste aanhaalmoment?

Het bepalen van het juiste aanhaalmoment begint met het vaststellen van de benodigde voorspankracht op basis van de toepassing. Daarna wordt rekening gehouden met factoren zoals:

Oppervlakteruwheid van de contactvlakken
Gebruik van smeermiddelen
Materiaalkeuze voor bout en moer
Omgevingsfactoren zoals temperatuur en vochtigheid
Montagemethode, bijvoorbeeld handmatig of met speciale tools zoals het HYTORC Washer systeem

Hoe beïnvloedt de inklemlengte de benodigde voorspankracht?

De inklemlengte (de afstand tussen de kop van de bout en de moer, inclusief de onderdelen ertussen) speelt een grote rol in de rek van de bout en de nauwkeurigheid van de voorspanning.

Lange inklemlengte: De bout gedraagt zich elastischer, waardoor de rek bij het aanhalen beter wordt verdeeld. Hierdoor is de verbinding toleranter voor kleine fouten bij het aandraaien (zoals variatie in wrijving).
Korte inklemlengte: De bout is stijver, dus een kleine fout of extra kracht kan snel leiden tot overschrijding van de rekgrens. Dit maakt het risico op overbelasting groter en de voorspankracht minder voorspelbaar.

Hoe ga ik om met thermische uitzetting in een boutverbinding?

Thermische uitzetting veroorzaakt verlenging of verkorting van bouten en onderdelen door temperatuurveranderingen. Dit kan leiden tot:

Verminderde klemkracht als de bout meer uitzet dan de onderdelen ertussen.
Overmatige spanning als de bout minder uitzet dan het verbonden materiaal.
Problemen bij (de)montage door vretend schroefdraad

Maatregelen om hiermee om te gaan:

Materialen selecteren met gelijke uitzettingscoëfficiënten voor bout en verbinding.
Voorspankracht berekenen inclusief temperatuurinvloeden, vooral bij toepassingen zoals turbines, leidingen of motorblokken.
Gebruik van veerringen, veerschotels of tensioners die rek toelaten of compenseren.
Regelmatig controle van de verbinding na afkoeling of opwarming.
Toepassing van smeermiddelen die bestand zijn tegen temperatuurschommelingen.

Bij kritische toepassingen wordt vaak met engineers een temperatuurcorrectie in het aanhaalmoment berekend.

Hoe realiseer je de juiste klemkracht of voorspanning in een boutverbinding?

Er zijn verschillende technieken en gereedschappen beschikbaar om de gewenste klemkracht en voorspanning in boutverbindingen te verkrijgen. De keuze voor een specifieke methode is afhankelijk van factoren zoals nauwkeurigheid, toepassing, snelheid en ergonomie.

Beschikbare Methoden:

Inductie
Inductieverwarming wordt toegepast om de bout gecontroleerd uit te zetten, waardoor het aandraaien van de moer met minder weerstand verloopt. Deze methode is bijzonder geschikt voor toepassingen waarbij hoge temperaturen en een hoge mate van precisie vereist zijn.
Tensionen
Bij tensioning wordt de bout met behulp van een hydraulische trekker (of vijzel) axiaal uitgerekt. Vervolgens wordt de moer handmatig aangedraaid. Deze methode biedt een hoge nauwkeurigheid en wordt veel toegepast in kritieke constructies.
Torquen
Deze techniek maakt gebruik van torque sleutel of vergelijkbare gereedschappen om een specifiek aanhaalkoppel toe te passen. Torquen is een veelgebruikte methode vanwege de eenvoud, betrouwbaarheid en brede toepasbaarheid.
HYTORC Nut
De HYTORC Nut is een innovatieve oplossing die een zeer nauwkeurige voorspanning mogelijk maakt, zonder dat aanvullende metingen nodig zijn. Dit systeem minimaliseert wrijving en verhoogt de veiligheid en efficiëntie.

Keuze van de juiste methode:

De optimale methode wordt bepaald door de eisen van de toepassing. Factoren zoals gewenste nauwkeurigheid, werkingssnelheid, ergonomie en veiligheidsvoorschriften spelen hierbij een cruciale rol. Een zorgvuldige afweging van deze aspecten leidt tot een betrouwbare en duurzame boutverbinding.

Waar moet een boutverbinding aan voldoen?

De richtlijn VDI/VDE 2862, bladzijde 2, stelt de minimale eisen vast voor het montagesysteem van schroefverbindingen. Deze norm is van cruciaal belang voor het waarborgen van de veiligheid en betrouwbaarheid van boutverbindingen in uiteenlopende industriële toepassingen.

Drie risicocategorieën van verbindingen:

Categorie A (Hoog risico): Uitval van de verbinding kan leiden tot gevaar voor mens, milieu of materieel.
Categorie B (Gemiddeld risico): Bij falen moet het proces of de installatie worden stilgelegd om de verbinding te herstellen.
Categorie C (Laag risico): Verbindingen die niet onder A of B vallen, worden geclassificeerd als categorie C.

Geïnteresseerd in meer informatieve artikelen?

Naar alle HYTORC HYlights