Silberstahlwellen von Conrad

[michaelb]

Hallo,
sind die Silberstahlwellen von Conrad für Getriebebau geeignet ??
Welche Wellen benutzt ihr??

[dundee12]

ich denke schon stahl ist seht haltbar..

[Volker-01]

Hallo michaelb,

Ich bin kein Spezialist in sachen Materialien, aber Silberstahl ist im Hobbybereich wohl einer der am meisten genutzten Stähle für den Getriebebau. Er hat den Vorteil, das er relativ gut mit Hobby-Werkzeugen bearbeitet werden kann und sogar noch härtbar ist.

@dundee12: Stahl ist nicht gleich Stahl. Es gibt sehr unterschiedliche Stahlsorten, die einen sind weich und zäh die anderen dafür sehr hart und spröde. Die Härte hängt vor allem von dem Kohlenstoffgehalt ab. Manche Stähle sind oberflächenhärtbar, so das sie nur aussen hart und Spröde, innen aber weich und zäh sind (soviel ich weis, gewollt bei Wellen in Verbindung mit Gleitlagern). Des weitern gibt es noch die Nirosta-Stähle, die durch zusätze wie Chrom, Nickel, Titan, Niob sehr resistent gegen Rost sind. Andere Zusätze sind z.B. Molybdän, Vanadium, Manganin, Kobalt, Wolfram. Sie haben alle unterschiedliche Eigenschaftsänderungen im Stahl zur Folge. Du siehst also, es gibt schon einige Unterschiede.

MfG Volker

[klucky]

Welchen Werkstoff du am besten für eine Anwendung benutzen kannst liegt immer daran was du erreichen willst. Wenn du z.b. dünnere Wellen möchtest wirst du warscheinlich einen Stahl mit einer höheren Zugfestigkeit wählen. Wenn das ganze z.b. bei Reibung nicht so einen hohen Verschieß haben soll muss es natürlich gehärtet werden. z.B. wirst du in der Industrie kein Zahrrad finden das nicht gehärtet ist ... allerdings ist das Zahnrad nicht komplett gehärtet sonder nur an den Zähnen ... da es erstens zu teuer währ das ganze zu härten und weil zweitens nicht überall härte gewünscht ist...

Wenn du weißt was für Belastunden deine welle standhalten soll kann ich dir ausrechnen wie dick sie sein muss ... (je nach material)

[RG]

netter Vorschlag, das mit dem Wellenberechnen. Vieleicht entsteht daraus am Ende ein Berechnungs-Tool (interaktiv oder downloadbar) für Robotiker.
Mein Eindruck der Robotikszene ist allerdings, das praktisch eher nach der trial-and-error-Methode vorgegangen wird...

[Raphael]

Hi,
die Überlegungen oben sind natürlich schon sinnvoll. Aber ich glaube nicht dass bei den ungenauigkeiten die bei unserem "hobbymäsigem" getriebebau auftreten so sehr auf das material geachtet werden muss.
Angenommen man bohrt ein loch im Getriebe 0,24524 mm ungenau und verwendest den besten Stahl, ist ein Getriebe mit ganz normalen Stahlwellen immer noch besser.
Der Silberstahl ist aber allgemin schon sehr gut...kann nur zustimmen.....
Gruß
Raphael z.

[klucky]

Naja ein Tool zu entwicken das das ganzen direkt allgemein Berechnen ist nicht ganz so einfach da dabei eine Menge Faktoren beachtet werden müssen (außerdem bin ich net so der Programmiermaster ;) ) ... und ich kann bisher nur die normale berechnung, und kann das ganze noch net auf Formfestigkeit prüfen (Kerbwirkung ...) aber, füren Hobbybereich ist das alle Mal mehr als genug ... nimmt man einfach eine etwas höhere sicherheit ...
Aber wenn sehr großes Interesse besteht kann ich mich in der Nächsten Zeit wohl mal hinsetzen und die Formeln zusammen mit einer Beispielaufgabe in *.pdf Format zusammenstellen ...

Und in der nächsten zeit werd ich dann noch irgendwann die Wälzlagerberechnung dazu anbieten können ...

Welche Zugfestigkeit hat Silberstahl?

PS: Das mit den ungenauigkeiten stimmt schon aber ich glaube dass viele ihre wellen völlig überdimensionieren ...

Silberstahl (115CrV3 , Werkstoffnummer 1.2201) hat (im weichgeglühten Zustand) eine Zugfestigkeit von 770 N/mm² und läßt sich bis ca. 64 HRC härten.
RG

[klucky]

mhh 700 N/mm² ist schonmal net schlecht ... zum vergleich normaler Baustahl hat 235 N/mm².

Jut dass keiner wirklich interesse hat dann kann ich mir die ganze arbeit sparen ;)

[RG]

die 235N/mm² sind sicher der Wert für die Streckgrenze.
Die Zugfestigkeit von Baustahl liegt deutlich darüber ( min. 340 N/mm² für St 37)

RG

[Cobold]

Wenn ihr ein Berechungstool für Wellen etc. sucht dann besorgt euch eine Studentenversion von MDesign. Da kann man sich, was Maschinenelemente anbelangt, doof und dusselig rechnen. Bei Wellen z.B. Kerbfaktoren berechnen und diese dann in der Welle mit berücksichtigen...

http://www.mdesign.de/Plone/Welcome

Ach, was ganz gut ist, ist die umfangreiche Werkstoffdatenbank!

Aber, wie oben gesehen, Rm nicht mit Rp0,2 verwechseln. Denn speziell bei Berechnungssoftware gilt das MiMo-System: Mist in-Mist out!! O:)

Naja das ist natürlich einfacher als selber zu rechnen ich persönlich findes es aber net so reizvoll ... naja würd gerne wissen wie man die Formfestigkeit, Kerbfakoren ... von hand berechnen kann ... sonne einfache glatte welle berechnen kann ich schon ;)

die 235N/mm² sind sicher der Wert für die Streckgrenze.
Die Zugfestigkeit von Baustahl liegt deutlich darüber ( min. 340 N/mm² für St 37)

RG

S235JR (ST37)

Lastfall 1

Zuf,Druck 235 n/mm²
Abscherung 290 n/mm²
Biegung 330 n/mm²
Torsion 140 n/mm²

Das sind die Grenzspannungen die dann muss man noch die Sicherheit mit einrechnen.

Naja die Zugfestigkeit ist von 340 bis 370 n/mm² aber willst du den Stahl zerstören oder willst du ne Welle die hält also ist die Streckgrenze der entscheidene Faktor ...?

[klucky]

War irgendwie net eingeloggt und kanns net editieren hab mich bei der zugfestigkeit vertippt ist von 340 bis 470 n/mm²

Wenn Biegung und Torsion auftreten wird das sogenannte Vergleichsmoment zur Ermittlung des Durchmessers benutzt ... dabei wird aus der Biegung und der Torsion eine zulassige Spannung errechnet die <= der zulässigen Spannung für Biegung sein muss ...

[Cobold]

Naja das ist natürlich einfacher als selber zu rechnen ich persönlich findes es aber net so reizvoll ... naja würd gerne wissen wie man die Formfestigkeit, Kerbfakoren ... von hand berechnen kann ... sonne einfache glatte welle berechnen kann ich schon

Ob es jetzt wiklich einfacher ist, die Rechung am PC zu machen ist fraglich, bzw. gefährlicher, da der Mensch (leider) gewohnt ist, dem Bildschirm zu trauen.
Die Kerbfaktoren...hm... da war mal was im zweiten Semester (Elastostatik). Da gibt es zweit Möglichkeiten:
1. Da gabs mal einen Typen, der wurde von Adolfs braunen Schergen in ein KZ gesteckt und dem war langweilig. Darauf hin hat er sich die Zeit damit vertrieben, Kerkfaktoren analytisch her zu leiten (Namen habe ich vergessen). Dieses Buch sollte in jeder besseren Bib zu finden sein. (vorsicht aber; wer nicht auf Mathematik steht sollte die Finger davon lassen)
2. Jedes Fetigkeitsbuch (und die gibt es wie Sand am Meer) hat einen Tabellenanhang (zu empfehlen ist da z.B. M.Mayr; Technische Mechanik; oder auch Maschinenelementebücher vom ollen Roloff/Matek oder Niemann) , und da gibt es Kerbfaktoren (aus Versuchen ermittelt) für alle erdenklichen Möglichkeiten (z.B. abgesetzte Welle mit Biegung oder Torsion, gelochter Flachstahl und Zug.....).
Wenn Du das ganze dann noch für ein dynamisch belastetes Bauteil rechnen willst, mußt Du aus dem Kerbfaktor einen sogenannten Formfaktor basteln. Da gibt es wieder (mindestens) zwei Möglichkeuten. Die eine ist die Methode nach Siebel, die andere nach Thum. (ODer war das nach Siebel und Thum?? KEine ahnung; aber mit den beiden Namen solltest Du fündig werden!!

Und genau diese Tabellen sind in MDesign hinterlegt. Vorteil: man muß nicht mehr aus diesen shit Diagrammen ablesen. Nur noch (z.B.) Durchmesser 1 und 2 eingeben; Rauhigkeit und Belastungsart(Biegung, Zug, Torsion...).

[RG]

@ klucky: sicher ist die Angabe von Zugfestigkeitswerten praktisch weniger relevant (irreversible Verformung) als zB. Dauerschwingfestigkeiten oder Streckgrenzwerte. Aber am 4.10. hast du eben nach der Zugfestigkeit von Silberstahl gefragt...
RG

[klucky]

*grins* dann hab ich mich verlabert meinte natürlich die streckgrenze ;) wie ist denn die streckgerenze von silberstahl ;).

[klucky]

@ Cobold also brechene ich die durchmesser der welle erstmal ganz normal und prüfe dann hinterher nur an den kerbstellen (Freistich ... ) die Kerbwirkung?

[Cobold]

Cobold also brechene ich die durchmesser der welle erstmal ganz normal und prüfe dann hinterher nur an den kerbstellen (Freistich ... ) die Kerbwirkung?

Es gibt da in der Bibel für Maschinenelemente (z.B. Roloff / Matek; aber auch in jedem anderen ME-Buch) Formeln zum Abschätzen von Wellendurchmessern. Damit macht man den ersten Ansatz.

Wenn Du jetzt den Durchmesser hast und willst z.B. einen Einstich für einen Sicherungsring machen, Deine Welle wird z.B. auf Torsion beansprucht, rechnest Du Dir an dieser Stelle, mit dem geringeren Durchmesser das polare Flächenträgheits-und Widerstandsmoment aus, und mit diesen dann die Nennspannung "Sigma_nenn" in der Kerbe.
Dann wird nach "anschließendem Studium" der Tabellenbücher der Kerbfaktor für diesen Einstich mit dem "größern(=ungekerbte Welle) und kleineren (=Kerbe Durchmesser)" und dem Lastfall festgelegt; z.B. alpha_k = 2,5.
Die Spannung die dann in der Kerbe auftritt ist dann:
Sigma = Sigma_nenn * alpha_k = 2,5*Sigma_nenn.

Aber, das ist jetzt nur für den statischen Fall!!!
Wenn die ganze Sache auch noch dynamisch halten soll, siehe oben...

Wenn Du das ganze dann noch für ein dynamisch belastetes Bauteil rechnen willst, mußt Du aus dem Kerbfaktor einen sogenannten Formfaktor basteln. Da gibt es wieder (mindestens) zwei Möglichkeuten. Die eine ist die Methode nach Siebel, die andere nach Thum

[Cobold]

wie ist denn die streckgerenze von silberstahl




Silberstahl (115CrV3 , Werkstoffnummer 1.2201


Ich habe jetzt mal im "Stahlschlüssel" (welch doofes Wort) nachgesehen;
ein Werkstoff der sich Silberstahl nennt, den kenne ich zwar nicht; aber unter 115 CrV3, der hat die Nummer 1.2210 (die oben (1.2201) ist falsch!!!) hat, findet man:

Legierter Kaltarbeitsstahl, Einsatzzwecke: Gewindbohrer, Fräser, Senker, Lochstempel... also Werkzeuge die gehärtet werden sollen (Werkzeugstahl!!)
Über Streckgrenzen findet man nichts, weil dieser Werkstoff dafür nicht gedacht ist, auf diese Art gefoltert zu werden.
Ich könnte mir nur denken, dass man dieses Zeugs als Welle in einem Gleitlager verwenden könnte; ansonsten, wenn ihr einen Wewrkstoff als Welle (im klassischen Sinne = Momentenübertragung) verwendet wollt, würde ich davon absehen und zu bewährtem greifen, wie z.B. St44-2, St 50-2, Vergütungsstähle (z.B. 34 Cr4 usw. oder wer es ganz stark haben will, das dickste Kaliber 42 CrMo4). Aber auch Automatenstähle sollten funktionieren (aber nicht schweißbar); diese lassen sich sehr gut zerspanen.

Für rostfreier Konstruktionen würde ich z.B. X 20 Cr 13 verwenden

[RG]

ok war mein (Tipp-)Fehler, die Werkstoffnummer 1.2201 steht für X165CrV12 (auch ein Kaltarbeitsstahl).

aber nun zu den Streckgrenzwerten des 115CrV3 (1.2210):
durchmesserabhängig 510-550 N/mm²