DIN 81835-2001 Anchor chain cables - Basis for calculation units《锚链锁 计算单位的基础》.pdf

1、DEUTSCHE NORM Entwurf Mrz 2001 DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. .Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinAnkerkettenBerechnungsgrundlagen8183

2、5DFRef. Nr. DIN 81835:2001-03Preisgr. 07 Vertr.-Nr. 0007ICS 47.020.50Anchor chain cables Basis for calculation unitsChanes dancre Base de calculVorwortDiese Norm wurde von der Normenstelle Schiffs- und Meerestechnik (NSMT) im DIN, Arbeits-ausschuss NSMT 1.5 Anker-, Schlepp- und Verholausrstung“, in

3、Zusammenarbeit mit demNormenausschuss Rundstahlketten (NRK) im DIN, Arbeitsausschuss 5 Rundstahlketten und Zubehrfr die Schifffahrt“, erarbeitet.Anhang A bis Anhang E sind informativ.1 AnwendungsbereichDiese Norm legt Regeln fr die Bestimmung von Prf- und Bruchkrften von Ankerketten fest.Als Ankerke

4、tten knnen sowohl Stegketten als auch steglose Ketten zum Einsatz kommen.Darber hinaus legt sie Gleichungen fr die Bestimmung der Gewichte von Kettengliedern undKettenlngen fest.2 Normative VerweisungenDiese Norm enthlt durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publi-katio

5、nen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und diePublikationen sind nachstehend aufgefhrt. Bei datierten Verweisungen gehren sptere nde-rungen oder berarbeitungen dieser Publikationen nur zu dieser Norm, falls sie durch nderungoder berarbeitung eingearbeitet

6、sind. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der inBezug genommenen Publikation (einschlielich nderungen).DIN V 81848, Ankerketten Gtegrad K4 Normalglieder.DIN V 81849, Ankerketten Gtegrad K4 bergangsglieder.DIN V 81850, Ankerketten Gtegrad K4 Endglieder.DIN V 81851, Ankerketten Gtegra

7、d K4 Kenter-Verbindungs-Schkel.DIN V 81852, Ankerketten Gtegrad K4 Bolzen-Anker-Schkel.Normenstelle Schiffs- und Meerestechnik (NSMT) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V.Normenausschuss Rundstahlketten (NRK) im DINFortsetzung Seite 2 bis 10Seite 2DIN 81835:2001-03DIN V 81853, Ankerketten Gtegra

8、d K4 Wirbelschkel.VG 84501, Ankerketten Gtegrad GL-K3 Kettenlngen.VG 84502, Ankerketten Gtegrad GL-K3 Kenter-Verbindungs-Schkel.VG 84503, Ankerketten Gtegrad GL-K3 Bolzen-Anker-Schkel.VG 84517-2, Nichtmagnetisierbare Ankerketten Teil 2: Kettenglieder.VG 84518, Nichtmagnetisierbare Ankerketten Kenter

9、-Verbindungs-Schkel.VG 84523, Nichtmagnetisierbare Ankerketten Wirbelschkel.VG 84536, Ankerketten Gtegrad GL-K3 Wirbelschkel.ISO 1704:1991, Shipbuilding Stud link anchor chains.3Kennwerte3.1EinheitenIn dieser Norm wird davon ausgegangen, dass die Prf- und Bruchkrfte in Newton angegebenwerden, die Zu

10、gfestigkeiten in Megapascal, die Bruchspannungen in Newton je Quadratmillimeter unddie Gewichte in Kilogramm, Ketten-Nenndicken in Millimeter und Ketten-Lngen in Meter.3.2Prf- und BruchkrfteDie Bruchkraft BF eines runden Stabes errechnet sich nach Gleichung 1:BF = Rm(1)Dabei ist:BF die Bruchkraft in

11、 Newton;Rmdie Zugfestigkeit des Werkstoffes in Megapascal;d der Durchmesser des runden Stabes in Millimeter.Bei Kettengliedern mit den zwei vorhandenen Querschnitten errechnet sich die Bruchkraft BF nachGleichung 2:BF = (2)Dabei ist:svdie Bruchspannung des Kettengliedes in Newton je Quadratmillimete

12、r (Vergleichspannung ausZug-, Scher- und Biegespannungen).In Tabelle 1 sind die Bruchspannungen des Kettengliedes den Zugfestigkeiten der Werkstoffe fr dieverschiedenen Gtegrade zugeordnet.ANMERKUNG 1 Die fr K1 angegebene Zugfestigkeit entspricht einem Stahl St 35 (alte Stahlbezeichnung:Stahl mit Rm

13、etwa 35 kg/mm2(345 MPa). Die Zugfestigkeiten fr die weiteren Gtegrade erhhen sich jeweilsum den Faktor bzw. bei Gtegrad K4,5, wobei die rechnerischen Werte gerundet wurden auf 5MPa beiWerten bis 500 MPa, auf 10 MPa bei Werten ber 500 MPa bis 1 000 MPa und auf 20 MPa bei Werten ber1 000 MPa.ANMERKUNG

14、 2 Die zugeordneten Bruchspannungen fr steglose Ketten und Stegketten fr den Gtegrad K1sind einer Unterlage des Germanischen Lloyd (GL) aus dem Jahr 1927 entnommen. Die gleichen Werte findensich in Unterlagen von Lloyds Register of Shipping (LR). Die Bruchspannungen fr die Gtegrade K2 bis K4 sindjew

15、eils mit dem Faktor vergrert worden bzw. bei Gtegrad K4,5 (K0 =K1; K1 =K2;K2 =K3; K3 =K4; K4 = K4,5), wobei die rechnerischen Werte auf 10 N/mm2gerundet wurden.ANMERKUNG 3 Das Verhltnis von Zugfestigkeit zu Bruchspannung entspricht im Oberflchenzustand natur-schwarz“ fr steglose Ketten etwa 1,44 und

16、 fr Stegketten etwa 1,28; der Steg erhht die Bruchspannung derStegkette nach Tabelle 1 gegenber der steglosen Kette um etwa 11,7 %.p d24-2 svp d24- svp d22-=2 242 242 22 2 24Seite 3DIN 81835:2001-03Tabelle 1 Zugfestigkeit und BruchspannungBedingt durch die mit zunehmendem Durchmesser relativ geringe

17、r werdende Hrtbarkeit der Werk-stoffe, nehmen die mechanischen Eigenschaften der Werkstoffe (z. B. obere Streckgrenze und die Zug-festigkeit) ab.Diese mit steigender Nenndicke abnehmenden mechanischen Eigenschaften mssen bei Stegkettendurch einen Degressionsfaktor in der Berechnung der Kettenbruchkr

18、fte bercksichtigt werden, da dieKlassifikationsgesellschaften bei jedem Kettengtegrad fr alle Nenndicken einen einheitlichen Ketten-werkstoff vorschreiben.Bei steglosen Ketten wird die bei wachsender Nenndicke reduzierte Hrtbarkeit durch den Einsatzhherfester Sthle, die auerdem eine hhere Hrtbarkeit

19、 haben, ausgeglichen, so dass in der Berech-nungsgleichung kein Degressionsfaktor auftritt.Die rechnerische Bruchkraft von Stegketten wird unter Bercksichtigung eines Degressionsfaktorsnach Gleichung 3 bestimmt.BF = (3)Dabei ist DF der Degressionsfaktor nach Tabelle 2.Fr Stegketten des Gtegrades K2

20、mit sv= 380 N/mm2(nach Tabelle 1) und DF = d3(nach Tabelle 2)errechnet sich die Bruchkraft nach Gleichung 4.BF = (190 p d) d2(4)Von dieser Basis nach Gleichung (4) ausgehend, werden die Prf- und Bruchkrfte der brigen Gte-grade entsprechend Tabelle 2 durch Multiplikation bzw. Division mit dem Faktor

21、gebildet. Dabei istdie Bruchkraft der Stegkette eines Gtegrades identisch mit der Prfkraft der Stegkette des nchsth-heren Gtegrades.Fr steglose Ketten ist BF, da kein Degressionsfaktor bercksichtigt wird, nach Gleichung (5) zuberechnen.BF = 2 sVp (5)GtegradZugfestigkeitRmBruchspannung svaN/mm2MPa st

22、eglose Kette StegketteK0b245 170 190K1 345 240 270K2 490 340 380K3 690 480 540K4 980 680 760K4,5b1 160 810 900aDie sich aus den angegebenen Bruchspannungen ergebenden Bruchkrfte gelten nur fr Ketten im Ober-flchenzustand naturschwarz“. Bei anderen Oberflchenzustnden reduzieren sich whrend des Zug-ve

23、rsuches trotz gleicher Zugfestigkeit des Werkstoffes die Werte fr die Bruchkrfte auf Grund der ver-schiedenen Reibungsbeiwerte in den Kontaktstellen der Kettenglieder um bis 10 %.bRechnerische Gtegrade2 svp d24- DF2d24-Seite4DIN81835:2001-03Tabelle 2 Gleichungen zur Bestimmung von Prf- und Bruchkrft

24、en in kN von StegkettenANMERKUNG 4 In Anhang A sind in Tabelle A.2 beispielhaft fr Stegketten der Nenndicke 24 mm die Prf- und Bruchkrfte fr die verschiedenen Gtegradezusammengestellt.ANMERKUNG 5 Mit den in Tabelle 2 genannten Gleichungen sind die Prf- und Bruchkrfte in den Kettennormen DIN V 81846

25、ff. und VG 84510 ff. berechnetworden. Diese Prf- und Bruchkrfte stimmen fr K3 etwa mit denen des GL berein.ANMERKUNG 6 Fr Gtegrad K1 ist DF =0,9 d2 d =.GtegradKraftkNGleichung DegressionsfaktorDFVariante 1aVariante 2K0bBruchkraft BF (190 p d) d2 103195 p d2 2 103K1Prfkraft PF 1135 p d2 2 103Bruchkra

26、ft BF (190 p d) d2 1031135 p d22 103K2Prfkraft PF (190 p d2 d3) 103d3Bruchkraft BF(190 p d) d2 103(190 p d2 d3) 103K3Prfkraft PF (270 p d2 d3) 103 d3Bruchkraft BF (190 p d) d2 103(270 p d2 d3) 103K4Prfkraft PF (380 p d2 2 d3) 1032 d3Bruchkraft BF 2 (190 p d) d2 103(380 p d2 2 d3) 103K4,5bPrfkraft PF

27、 (190 p d) d2 103 (450 p d2 2 d3) 103 2 d3Bruchkraft BF 2 (190 p d) d2 103(450 p d2 2 d3) 103aZu Variante 1 siehe auch Anhang DbRechnerische Gtegrade12-d32-d32-12-d32-d32-12-d32-12-12- 222212-24212- 24242424p4-d32-Seite 5DIN 81835:2001-033.3 Bestimmung der Gewichte3.3.1 Kettenglieder und SchkelAusge

28、hend von folgenden geometrischen Gegebenheiten (siehe Bild 1) ist das Gewicht eines steg-losen Kettengliedes mit Hilfe der Gleichung (9) zu ermitteln.G = (9)Das Gewicht des Steges von Steg-Kettengliedern ist zu bestimmen nach Gleichung (10):GSt=7,65 d3 106(10)ANMERKUNG Im Anhang B ist am Beispiel fr

29、 ein Normalglied der Nenndicke d = 24 mm die Anwendung vonBild 1 in Verbindung mit den Gleichungen (9) und (10) gezeigt.Mit den Gleichungen (9) und (10) ergeben sich die in Tabelle 3 genannten Gleichungen zur Bestim-mung der Gewichte in Kilogramm fr Kettenglieder nach ISO 1704, DIN V 81848, DIN V 81

30、849,DIN V 81850, VG 84501 und VG 84517-2.Tabelle 3 Gewichte3.3.2 Gewicht je lfd. Meter StegketteDas Gewicht je lfd. Meter Stegkette in Kilogramm wird nach Gleichung (17) bestimmt:GKette= 21,9 d2 106(17)mit d = Nenndicke des Normalgliedes der Stegkette.Dieser Gleichung (17) liegt zu Grunde: Anzahl de

31、r Normalglieder je Meter:mit Teilung t des Normalgliedes t =4 d; Gewicht eines Normalgliedes siehe Tabelle 3.Komponente Nach Gleichung (Nr)Normalglied ISO 1704, DIN V 81848, VG 84501, VG 84517-2 GN= 87,6 d3 106(11)bergangsglied ISO 1704, DIN V 81849, VG 84517-2 G= 87,6 d13 106(12)Endglied ISO 1704,

32、DIN V 81850, VG 84517-2 GE= 76,25 d13 106(13)Kenter-Verbindungs-Schkel ISO 1704, DIN V 81851, VG 84502, VG 84518 GKVS= 140 d3 106(14)Bolzen-Anker-Schkel ISO 1704, DIN V 81852, VG 84503 GBAS= 360 d3 106(15)Wirbelschkel DIN V 81853, VG 84523, VG 84536 GWS= 1 090 d3 106(16)ANMERKUNG 1 Die Faktoren in d

33、en Gleichungen zur Gewichtsbestimmung der Schkel wurden unter Bercksichtigungder Ergebnisse von Wgungen berechnet.ANMERKUNG 2 Fr die in Tabelle 3 angegebenen Gleichungen ist d immer die Nenndicke des, gegebenenfalls zugeh-rigen, Normalgliedes, d1der Nenndurchmesser des bergangsgliedes: (1,1 d) bzw.

34、des Endgliedes: (1,2 d). D = a + d = b d (6)L = t a (7)a = b 2 d (8)1 neutrale FaserBild 1 Kettenglied-Geometrier p d24- p D 2 L )+ 106(Seite 6DIN 81835:2001-03Damit wird das Gewicht je Meter Kette:GKette= 87,6 d3 106 und mit t =4 d zu GKette=21,9 d2 1063.3.3 Gewicht je Kettenlngeblich sind die beid

35、en folgenden Kettenlngen: 25 m im Bereich der Bundeswehr; 27,5 m nach den Vorschriften des GL.ANMERKUNG Diese 27,5 m sind entstanden aus der alten Lnge von 90 Fu o 15 Faden o 12 0,025 4 90= 27,432 m R 27,5 m.Zur Bestimmung des Gewichtes einer Kettenlnge ist das Gewicht je Meter nach Gleichung (17) m

36、itder Lnge der Kettenlnge in Metern zu multiplizieren. Vernachlssigt wird dabei, dass der Kenter-Verbindungs-Schkel schwerer ist als ein Normalglied. Diese Vernachlssigung wird wegen der groenMatoleranzen der Ketteneinzelteile als zulssig angesehen.Anhang A(informativ)Bruchspannungen fr Stegketten d

37、er Gtegrade K1 bis K4 undPrf- und Bruchkrfte fr Stegketten der Nenndicke d = 24 mmIn Tabelle A.1 sind die Bruchspannungen fr Stegketten der verschiedenen Gtegrade aufgelistet, dievon K1 ausgehend jeweils mit dem Stufensprung bestimmt wurden. Darber hinaus wird gezeigt,dass die gerundeten Werte errei

38、cht werden, gleichgltig, von welchem Gtegrad ausgegangen wird.Die rechnerischen Werte in Spalte 3 gehen von den Werten nach Spalte 4 aus, die in Spalte 4 vondenen in Spalte 5.Tabelle A.1 Bruchspannungen12345GtegradBruchspannung N/mm2rechnerisch gerundetK0a190K1K0 268,7 270K2K0 K1 380 380,0381,838038

39、0K3K0 K1 K2 537,4539,9537,4540,0537,4540540540K4K0 K1 K2 K3 760,0760/763,6760/763,7760,0763,7760,0763,7760760760760K4,5aK4 903,8/908,2 903,8 900/(910)aRechnerischer Gtegrad1 000t-222()222()32()222()42()32()2224Seite 7DIN 81835:2001-03In Tabelle A.2 sind auf der Basis der in Tabelle A.1 genannten ger

40、undeten Bruchspannungen nachSpalte 5 fr Stegketten der Nenndicke 24 mm die Prf- und Bruchkrfte nach Variante 2 der Tabelle 2aufgefhrt.Tabelle A.2 Prf- und BruchkrfteAnhang B(informativ)Bestimmung des Gewichtes GNeines Normalgliedes der Nenndicke d = 24 mmNach Gleichung (9) ist G = r (p D + 2 L)Nach

41、Gleichung (10) ist GSt=7,65 d3 106mit b = 3,6 d ist D = 2,6 dmit t = 4 d ist L = t a = t b + 2 d = 4 d 3,6 d + 2 d = 2,4 dIn Gleichung (9) eingesetzt wird G = r (p 2,6 d + 4,8 d)mit r = 7,85 kg/dm3wirdGN= (79,95 d3+ 7,65 d3) 106GN= 87,6 d3 106mit d = 24 mm wird GN= 1,2 kgGte-gradPrfkraft kN Bruchkra

42、ft kNrechnerischge-rundetrechnerischge-rundetK1165,8 166 234,5 235K2233,3 233 330,0 330K3331,7 332 469,0 469K4466,7 467 660,0 66012- 135 p12- dd2103 135 p12- dd210312- 190 p d ) d2103( 190 p d ) d2103(12- 270 p 2 d ) d2103(270 p 2 d ) d2103(12- 380 p 2 d ) d2103(380 p 2 d ) d2103(Bild B.1 Normalglie

43、dp d24-p d24-Seite 8DIN 81835:2001-03Anhang C(informativ)Treppenfunktion Stufensprung Basiswert BWBW = (190 p d) d2 103PF = PrfkraftBF = Bruchkraft1)1)Die Ziffer des jeweiligen Gtegrades (K0 bis K4) gilt nur in Bezug auf die Bruchkraft BF“.K0 K1 K2 K3 K4BF BWBF PF BWBF PF BWBF PF BWBF PF BW2()x12-2(

44、)42()32()22()12()0 Seite 9DIN 81835:2001-03Anhang D(informativ)Informationen zur Herleitung der Gleichungen zur Festigkeitsbestimmungvon AnkerstegkettenMindestens seit 1927 berechnet die deutsche Marine die Bruchkraft von Ankerstegketten des Gte-grades K1 auf der Basis einer Bruchspannung der Ankers

45、tegkette von 28 kg/mm2.Diesen Wert fr die Bruchspannung von Ankerstegketten hat der GL nach 1945 fr seine Berechnungin Bezug auf die Bruchkraft von Ankerstegketten des Gtegrades K1 bernommen.Zustzlich wurde jedoch noch fr alle Nenndicken ein so genannter Degressionsfaktor eingefhrt.Somit ergibt sich

46、 fr die Bruchkraft von Ankerstegketten des Gtegrades K1 folgende Gleichung:BF =2 A sv(10 % von A) je NenndickeA = QuerschnittsV= Vergleichspannung = Bruchspannung der AnkerstegketteBF = d in Kilogramm= d in Kilogramm= 43,98 d2 0,078 54 d2 d in Kilogramm= (43,98 0,078 54 d) d2in Kilogrammgerundet:BF

47、= (44 0,08 d) d2 103in TonnenDie Werte fr die Bruchkraft der Ankerstegketten des Gtegrades K2 sollten um den Faktor hherliegen als die Werte fr die Bruchkraft der Ankerstegketten des Gtegrades K1.BF (K2) = BF (K1)BF (K2) = 1,414 2 BF (K1)Der Einfachheit halber wird jedoch mit dem Faktor 1,4 gerechnet:BF (K2) = 1,4 BF (K1)Weiterhin sollten die Werte fr die Bruchkraf