Klassifikations- und Bauvorschriften VI Ergänzende Vorschriften und...

Klassifikations- und Bauvorschriften VI Ergänzende Vorschriften und Richtlinien

4 Dieselmotoren

3 Richtlinien für die maschinenbauliche Fundamentierung von Antriebs- und Hilfsmaschinenanlagen

Ausgabe 2010

Diese Richtlinien treten am 1. Juli 2010 in Kraft.

Änderungen gegenüber der vorherigen Ausgabe sind durch Balken am Rande des Textes angezeigt.

Germanischer Lloyd AG

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Es gelten die "Allgemeinen Geschäftsbedingungen" in der jeweils gültigen Fassung (siehe Klassifikations- und Bauvorschriften, I - Schiffstechnik, Teil 0 - Klassifikation und Besichtigungen).

Nachdruck oder Vervielfältigung, auch auszugsweise, ist nur mit Genehmigung der Germanischer Lloyd AG gestattet.

Verlag: Germanischer Lloyd AG, Hamburg

Inhaltsverzeichnis

Abschnitt 1 Maschinenbauliche Fundamentierung von Antriebs- und Hilfsmaschinenanlagen

A. Allgemeines ................................................................................................................................ 1- 1 B. Grundsätze für die Ausführung von Fundamentierungen ........................................................... 1- 2 C. Berechnungsgrundlagen ............................................................................................................. 1- 5

Anhang A Beispiele für Fundamentierungen

Anhang B Formblatt für Angaben über die elastische Lagerung

VI - Teil 4 GL 2010

Inhaltsverzeichnis Kapitel 3Seite 3

Abschnitt 1

Maschinenbauliche Fundamentierung von Antriebs- und Hilfsmaschinenanlagen

A. Allgemeines

1. Geltungsbereich

Diese Richtlinien gelten für die maschinenbauliche Fundamentierung von Antriebs- und Hilfsmaschinen-anlagen auf dem schiffbaulichen Fundament von See-schiffen und Binnenschiffen und beinhalten die Lage-rung, Fixierung und Befestigung aller zugehörigen Anlagenkomponenten.

2. Genehmigungsunterlagen

2.1 Einzureichende Unterlagen

2.1.1 Allgemein

2.1.1.1 Für die Fundamentierung einer Antriebsanla-ge mit den wesentlichen Anlagenkomponenten des Antriebsstranges, wie:

– Hauptmotoren, Hauptturbinen, Dieselelektri-scher Antrieb (E-Fahrmotor, Generator u. Die-selmotor oder Turbine)

– Hauptgetriebe mit Nebenabtrieben

– Drucklager

– Wellenlager

– Wellengenerator-Anlagen

sowie für die Fundamentierung von

– Ruderantriebsanlagen

– Ankerwinden

sowie für

– eingegossene Stevenrohre

sind dem GL die nachstehend aufgeführten Unterlagen elektronisch über GLOBE 1 oder in Papierform in drei-facher Ausfertigung zur Genehmigung einzureichen. GLOBE ist dabei die bevorzugte Form der Einrei-chung.

2.1.1.2 Vermaßte Zusammenstellungszeichnung ein-schließlich Stückliste mit Angaben über

– Anordnung, Anzahl und Größe der Passstücke

– Anordnung, Anzahl und Größe der Stopper (Front- und Seitenstopper)

–––––––––––––– 1 Ausführliche Informationen über GLOBE sind auf der Inter-

netseite des GL www.gl-group.com/globe zu finden.

– Anordnung, Anzahl und Abmessungen der Fun-damentschrauben (Durchgangsschrauben und Passschrauben), Muttern, Dehnhülsen, Passhül-sen, Spannhülsen, Stifte, Unterlegscheiben und Tellerfedern

– Werkstoffe für Passstücke, Stopper, Funda-mentschrauben, Muttern, Dehnhülsen, Pass-hülsen, Spannhülsen, Stifte, Unterlegscheiben und Tellerfedern

2.1.1.3 Vermaßte Schnittzeichnungen für alle Berei-che mit unterschiedlichen Fundamentschrauben.

2.1.1.4 Vermaßte Einzelteilzeichnungen für alle unterschiedlichen Fundamentschrauben.

2.1.1.5 Berechnung der erforderlichen Vorspannkräf-te und Schraubenlängungen mit Angabe des An-zugsverfahrens.

2.1.2 Lagerungen auf Gießharz

Bei Lagerung auf Gießharz ist für die Einreichung der Unterlagen folgende Vorgehensweise einzuhalten:

– Der Name des Herstellers und die Bezeichnung des Gießharzes ist anzugeben.

– Der Name des ausführenden Verarbeitungsbe-triebs des Gießharzes ist anzugeben.

– Die von der Werft für eine aktuelle Lagerung erstellten Unterlagen sind vom Gießharzherstel-ler oder dem Verarbeitungsbetrieb zu überprü-fen, zu bestätigen und erforderlichenfalls zu er-gänzen.

– Die auf diese Art erstellten Unterlagen sind ausschließlich durch den Gießharzhersteller oder eine autorisierte Vertretung dem GL zur Ge-nehmigung vorzulegen.

– Es ist zu vermeiden, dass sowohl die Werft, als auch der Gießharzhersteller oder der Verarbei-tungsbetrieb Unterlagen beim GL zur Genehmi-gung getrennt einreichen.

2.1.3 Elastische Lagerung

Bei elastischer Lagerung sind zusätzlich einzureichen:

2.1.3.1 Darstellung des gesamten Feder - Masse-Systems.

2.1.3.2 Anordnung, Anzahl und Befestigung der elastischen Lagerelemente, der Schwingungsausschlag-begrenzer und ggf. der Blockiervorrichtungen.

VI - Teil 4 GL 2010


Kapitel 3Seite 1–1

A

2.1.3.3 Spezifikationsdaten der elastischen Lagerele-mente:

– Hersteller

– Bezeichnung, Typ, Abmessungen, Shore-Härte

– Federsteifigkeiten für horizontale und vertikale Belastungsrichtung (statisch und dynamisch)

– Dämpfungskoeffizienten

– Belastungskennlinien für horizontale und verti-kale Belastungsrichtung mit Angabe der zuläs-sigen Dauerbelastung

– Angaben zum zeitlichen Setzverhalten bei Um-gebungsbedingungen, vgl. GL Vorschriften für Maschinenanlagen (I-1-2), Abschnitt 1, C.

2.1.3.4 Spezifikationsdaten der drehelastischen Kup-plung sowie der wesentlichen elastischen Rohr-verbindungen.

2.1.3.5 Berechnung der Eigenfrequenzen des Ge-samtschwingungssystems für 6 Freiheitsgrade.

2.1.3.6 Berechnung der statischen Verlagerungen in x-, y- und z-Richtung an den elastischen System-Komponenten unter Zugrundelegung aller bei Nenn-leistung wirksamen Belastungen, resultierend aus Motor-Eigengewicht, Motor-Nenndrehmoment bzw. Abtriebsdrehmoment bei angeflanschtem Getriebe, Schiffsschräglagen in Längs- und Querrichtung und ggf. Propellerschub.

2.1.3.7 Vergleich der berechneten Verlagerungswerte mit den für die elastischen System-Komponenten zulässigen Werten.

2.1.3.8 Berechnung der erzwungenen gedämpften Schwingungen.

Diese Berechnung ist nur auf Anforderung des GL einzureichen. Sie wird dann erforderlich, wenn die Eigenfrequenz-Berechnung auf wesentliche Resonan-zen innerhalb des Betriebsdrehzahlbereiches hinweist.

Für Zündaussetzerbetrieb ist die Zulässigkeit der Be-lastungen rechnerisch nachzuweisen. Die Rechener-gebnisse sind entsprechend zu kommentieren. Dreh-zahl-Sperrbereiche sind anzugeben, und ein Vergleich der berechneten Amplitudenwerte mit den für die elastischen System-Komponenten zulässigen Werten ist durchzuführen.

2.1.3.9 Die Hauptdaten und die Berechnungsergeb-nisse der elastischen Lagerung sind auf dem Formblatt in Anhang B zusammenzufassen.

2.1.3.10 Messergebnisse

Sofern es vom GL für erforderlich gehalten wird, ist die ordnungsgemäße Auslegung der elastischen Lage-rung durch eine Messung im Rahmen der Probefahrt nachzuweisen. Das Messprogramm ist mit dem GL abzustimmen.

2.2 Unterlagen, die dem GL Besichtiger vorzu-legen sind

Dem GL Besichtiger sind auf Verlangen vorzulegen:

– die Unterlagen gemäß 2.1

– zu den Unterlagen in 2.1 analoge Unterlagen für die Fundamentierung von nicht in 2.1.1.1 defi-nierten Hilfsmaschinenanlagen

2.3 Abweichungen vom aufgezeigten Umfang

Abweichungen von dem in 2.1 und 2.2 aufgezeigten Umfang werden bei Bedarf im Einzelfall durch den GL definiert.

B. Grundsätze für die Ausführung von Fun-damentierungen

1. Allgemeine Anforderungen

1.1 Für die Konstruktion und Ausführung der schiffbaulichen Fundamente und deren Unterkonstruk-tionen gelten die GL Vorschriften für Schiffskörper (I-1-1) und die GL Vorschriften für Entwurf und Bau des Schiffskörpers (I-2-2).

1.2 Die an den Antriebsanlagen für Instandhal-tungsmaßnahmen vorgesehenen Montage- und Inspek-tionsöffnungen müssen zugänglich bleiben.

1.3 Jede Fundamentierung ist erst nach Ab-schluss der Ausrichtung durchzuführen, wobei die Ausrichtung unter Berücksichtigung der betriebsbe-dingten Wärmedehnung und des dynamischen Verhal-tens der Anlagenkomponenten (Kupplung, Getriebe etc.) vorzunehmen ist.

Es ist darauf zu achten, dass sich die Ausrichtung der einzelnen Anlagenkomponenten zueinander während der maschinenbaulichen Fundamentierungsarbeiten nicht verändert.

Vor der Fundamentierung sollen alle Schweißarbeiten im Fundamentenbereich abgeschlossen sein.

1.4 Bei der maschinenbaulichen Fundamentie-rung der einzelnen Anlagenkomponenten sind die Einbauvorschriften der Hersteller zu beachten.

1.5 Die Fundamentierung hat unter Aufsicht des GL zu erfolgen.

2. Lagerung

2.1 Starre Lagerung

Die starre Lagerung ist eine direkte Verbindung der Anlagenkomponenten mit dem schiffbaulichen Funda-ment unter Verwendung starrer Passstücke.

Die Passstücke müssen untereinander werkstoffgleich sein. Abweichungen bedürfen der Zustimmung des GL.

Kapitel 3 Seite 1–2


VI - Teil 4GL 2010

B

Die Verwendung von Beilageblechen ist unzulässig.

Alle neuartigen Bauformen von starren Lagerungen sind vom GL vorab zu genehmigen. Die Art der Ge-nehmigung und der Umfang der Prüfung werden im Einzelfall vom GL festgelegt.

2.1.1 Metall-Passstücke

2.1.1.1 Metall-Passstücke sind vorzugsweise aus Stahl bzw. Stahlguss herzustellen, die Verwendung von Grauguss ist zulässig.

Um ein einwandfreies Einpassen der Passstücke zu ermöglichen, sind die Topp-Platten der Fundamente im Bereich der Passstücke mechanisch zu bearbeiten.

Mehrlagige Passstücke sind zu vermeiden.

Aussparungen in Passstücken sollten nicht mehr als 20 % der Gesamtfläche betragen.

Passstücke müssen beidseitig tuschiert und eingepasst werden. Die tragende Passstückfläche soll mindestens 75 % betragen.

Heftschweißungen an Passstücken sind unzulässig.

2.1.1.2 Höhenverstellbare Metall-Passstücke müssen für alle Anwendungen vom GL genehmigt sein.

2.1.2 Gießharz-Passstücke

2.1.2.1 Die zur Herstellung von Gießharz-Passstücken vorgesehenen Vergussmassen müssen für Anwendun-gen entsprechend dieser Richtlinie GL zugelassen sein, wobei die GL Richtlinien über die Zulassung von Reaktionskunststoffen und Verbundwerkstoffen zur Fundamentierung und Instandsetzung von Bauteilen (VI-9-5) einzuhalten sind.

Die Passstücke dürfen nur durch die vom Gießharz-Hersteller autorisierten Firmen unter Einhaltung der verarbeitungstechnischen Randbedingungen vergossen werden.

Die Autorisierung bzw. der Nachweis der Ausbildung der den Gießharzprozess Ausführenden durch den Gießharzhersteller, ist dem GL-Besichtiger auf Ver-langen vorzuzeigen.

Bezüglich der Genehmigung der einzureichenden Unterlagen, siehe A.2.1.2.

2.1.2.2 Im Bereich eines jeden Gießharz-Passstückes sollten möglichst zwei Fundamentschrauben angeord-net sein.

Die Höhe eines Gießharz-Passstückes sollte im Nor-malfall zwischen 20 und 50 mm liegen. Geringere oder größere Passstückhöhen sind in Abhängigkeit von den Gießharz-Zulassungsbedingungen möglich. In keinem Fall darf die Passstückhöhe die Passstückbrei-te bzw. -länge überschreiten.

Gießharz-Passstücke dürfen erst dann belastet werden, wenn die Vergussmasse die erforderliche Mindestaus-härtung erreicht hat. Dies ist durch eine Härteprüfung nachzuweisen.

2.1.2.3 Auf Gießharz gelagerte Anlagenkomponen-ten sind mit einem Hinweisschild zu versehen, das folgende Angaben enthalten muss:

– Name der ausführenden Firma

– Bezeichnung der Vergussmasse

– Anziehwerte der Fundamentschrauben

– Datum des Vergießens

Das Hinweisschild ist aus Metall oder Kunststoff zu fertigen und dauerhaft zu befestigen.

2.2 Elastische Lagerung

2.2.1 Die elastische Lagerung ist eine Verbindung der Anlagenkomponenten mit dem schiffbaulichen Fun-dament unter Verwendung elastischer Lagerelemente.

2.2.2 Siehe auch GL Vorschriften für Maschinen-anlagen (I-1-2), Abschnitt 1, C.2.

2.2.3 Die elastische Lagerung von schnell und mittelschnell laufenden Dieselmotoren wird haupt-sächlich angewandt, um die Übertragung von Schwin-gungsenergie und Körperschall in den Schiffskörper zu reduzieren. Die gewünschte Isolierwirkung kann jedoch nur erreicht werden, wenn die Eigenfrequenzen der elastischen Lagerung in einem ausreichenden Abstand zu den Erregerfrequenzen liegen. Bei Anla-gen mit Konstantdrehzahl ist ein Sicherheitsabstand von mindestens 10 % der Nenndrehzahl zur Resonanz-drehzahl einzuhalten.

2.2.4 Bei der Auslegung einer elastischen Lage-rung sind die Alterung und der natürliche Verschleiß der Lagerelemente zu berücksichtigen. Entsprechend den Herstellerangaben sind die Setzraten in bestimm-ten Zeitabständen zu kontrollieren und zu protokollie-ren. Bei Erreichen des maximal zulässigen Setzbetra-ges ist die elastische Lagerung zu erneuern.

2.2.5 Rohrverbindungen zu elastisch gelagerten Anlagenkomponenten erfordern flexible Anschlüsse, die so kurz wie möglich zu halten sind und die vom GL baumustergeprüft und, soweit vom GL vorge-schrieben, flammbeständig ausgeführt sein müssen. Schlauchleitungen sind vorzugsweise in Anlagen-Längsrichtung mit leichtem Durchhang einzubauen.

2.2.6 Lagerelemente

Die Eigenschaften (Qualität, Elastizität und Bela-stungsrichtung) der elastischen Lagerelemente sind auf die Schwingungsverhältnisse und Komponenten-gewichte abzustimmen.

Die Lagerelemente sind derart anzuordnen, dass eine gleichmäßige Belastung sichergestellt ist.

Lagerelemente sind gegen die Einwirkung von Öl und Brennstoff wirksam und dauerhaft zu schützen.

Zur Begrenzung der Schwingungsausschläge sind Anschlagpuffer in ausreichender Anzahl anzubringen.

VI - Teil 4 GL 2010



B

3. Fixierung auf dem Fundament

3.1 Einbauvorschriften

Um die Fixierung der Antriebsanlage unter allen Be-triebsbedingungen zu gewährleisten, sind die einzel-nen Anlagenkomponenten unter Beachtung der Ein-bauvorschriften der Hersteller auf dem Fundament wirksam und dauerhaft zu befestigen.

3.2 Möglichkeiten der Fixierung

Die Fixierung kann wahlweise erfolgen durch:

– abtriebsseitig angeordnete Passschrauben bzw. Passhülsen in Verbindung mit Seitenstoppern, siehe Anhang A, Abb. A.4

– abtriebsseitig angeordnete Frontstopper mit Schraubenverbindung zum Motor in Verbindung mit Seitenstoppern, siehe Anhang A, Abb. A.7

– Frontstopper in Verbindung mit Passschrauben (bei Getrieben mit integriertem Drucklager), siehe Anhang A, Abb. A.8 und A.9

– Passstifte und Spannhülsen (nur für kleinere Anlagen zulässig)

– Sonderkonstruktionen (unter Beachtung der Vorgaben der Komponenten-Hersteller), siehe Anhang A, Abb. A.5 und A.6

3.3 Passstücke

Passstücke für Front- und Seitenstopper sind aus me-tallischen Werkstoffen zu fertigen. Sie müssen beid-seitig metallisch anliegen und gegen Verrutschen gesichert sein.

Für Antriebsanlagen sind die Stopper-Passstücke in Keil- bzw. Doppelkeilausführung herzustellen. Das Posi-tionieren der keilförmigen Passstücke hat im betriebs-warmen Zustand der Anlage spielfrei zu erfolgen. Die anschließende Fixierung ist vorzugsweise durch Ver-schweißen der Keile über die gesamte Keillänge sicher-zustellen, siehe Anhang A, Abb. A.10, A.11 und A.12.

3.4 Stopper

Für die Fundamentierung von schnell und mittel-schnell laufenden Motoren mit mehr als 6 Zylindern in einer Reihe und einem Zylinderdurchmesser ≥ 250 mm ist zusätzlich zum gegenkupplungsseitigen Seitenstopperpaar ein weiteres Seitenstopperpaar mög-lichst auf halber Motorlänge im Bereich eines Grund-lagerstuhles vorzusehen.

Die Übertragung des Propellerschubes in den schiff-baulichen Verband kann über Frontstopper oder Pass-schrauben erfolgen.

Wegen der Besonderheiten einer Lagerung auf Gieß-harz-Passstücken sind die Bedingungen von 4.2.2.2 zu berücksichtigen.

Frontstopper sind konstruktiv so auszulegen, dass sie ohne Berücksichtigung der Fundamentschraubenvor-

spannung dem maximal auftretenden Vorwärts- und Rückwärtsschub des Propellers standhalten.

Beispiele für die Anordnung von Stoppern für Moto-ren und Rudermaschinenanlagen siehe in Anhang A.

4. Befestigung auf dem Fundament

4.1 Allgemeines

Für die Befestigung von Antriebsanlagen auf dem schiffbaulichen Fundament sind nur Schraubenverbin-dungen zulässig, siehe Anhang A, Abb. A.13 - A.17:

4.1.1 Fundamentschrauben (Durchgangs- und Pass-schrauben) sind möglichst als Kopfschrauben auszu-führen und so einzubauen, dass eine Kontrolle der Schraubenvorspannung jederzeit erfolgen kann.

Die erforderliche Vorspannung der Fundamentschrau-ben ist in Abstimmung mit dem Motorenhersteller bzw. dem Hersteller der jeweiligen Anlagenkompo-nente festzulegen.

4.1.2 Bei Verwendung von Dehnschrauben (Schrau-ben mit reduziertem Schaftdurchmesser) muss der Schaftdurchmesser einerseits kleiner als der Gewinde-kerndurchmesser sein, darf aber andererseits nicht 80 % des Gewindekerndurchmessers unterschreiten. Andernfalls ist eine Nachvergütung bzw. Werkstoff-prüfung der fertig bearbeiteten Schrauben durchzufüh-ren.

4.1.3 Heftschweißungen an Fundamentschrauben und Muttern sind nicht zulässig.

4.1.4 Die Auflageflächen für Schraubenköpfe, Muttern und Dehnhülsen an den Grund- und Topp-Platten müssen plan-parallel bearbeitet sein.

4.1.5 Um Setzbeträge so gering wie möglich zu halten, ist die Anzahl der in den Schraubenverbindun-gen enthaltenen Teilfugen auf ein Minimum zu be-schränken.

Sind Unterlegscheiben erforderlich, so sind sie in gedrehter und formsteifer Ausführung vorzusehen. Bei Bedarf sind Bundscheiben anzuordnen, siehe An-hang A, Abb. A.17.

4.1.6 Bei der Auslegung der Fundamentschrauben ist auf eine hinreichend hohe Auslastung des Schrau-benwerkstoffes zu achten. Es wird empfohlen, eine Auslastung von mindestens 70 % der Werkstoff-streckgrenze im Bereich des kleinsten Schraubenquer-schnitts vorzusehen.

4.2 Fundamentschrauben

4.2.1 Lagerung auf Metall-Passstücken

4.2.1.1 Schraubenverbindungen sind so zu bemessen, dass sich unter der erforderlichen Vorspannung rech-nerisch eine Schraubenlängung von mindestens 0,25 mm ergibt, siehe Berechnungsverfahren in C.6.



VI - Teil 4GL 2010

B

4.2.1.2 Passschrauben sind für die Fixierung und Be-festigung der Anlagenkomponenten vorzusehen. Bei ent-sprechender Dimensionierung können Passschrauben für die Propellerschubübertragung berücksichtigt werden.

4.2.1.3 Die Muttern der Fundamentschrauben sind mit Gegenmuttern zu sichern. Selbstsichernde Muttern sind zulässig. Eine Mutternsicherung kann entfallen, wenn der Schraubenverbindung rechnerisch eine auf den Gewindekernquerschnitt der Schraube bezogene Mindest-Vorspannung von 250 N/mm2 zugrunde liegt.

4.2.2 Lagerung auf Gießharz-Passstücken

4.2.2.1 Fundamentschrauben sind vorzugsweise als Dehnschrauben auszuführen. Die erforderliche Vor-spannung der Fundamentschrauben ist unter Berück-sichtigung der vom GL für das zur Verwendung kom-mende Gießharz zugelassenen Flächenpressung durch die an der Fundamentierung beteiligten Firmen festzu-legen. Hierbei ist darauf zu achten, dass die sich aus der zulässigen Flächenpressung des Gießharzes erge-bende Schrauben-Vorspannkraft größer ist als die aus der maximalen Betriebsbelastung auf die Schrauben-verbindung wirkende Betriebskraft.

4.2.2.2 Passschrauben sind grundsätzlich für die Fixierung und Befestigung der Anlagenkomponenten vorzusehen; für die Übertragung des Propellerschubes sind sie nicht zu berücksichtigen.

Für direkt gekuppelte 2-Takt-Verbrennungsmotoren können jedoch Passschrauben zur Übertragung des Propellerschubs unter folgenden Voraussetzungen akzeptiert werden:

– Vorliegen der Zustimmung des Motorenherstel-lers oder Lizenzgebers

– Vorliegen der Zustimmung des Gießharzherstellers

– Passschrauben sind konstruktiv so ausgelegt, dass sie ohne Berücksichtigung der Fundament-schraubenvorspannung dem maximal auftreten-den Vorwärts- und Rückwärtsschub des Propel-lers standhalten.

– Auf Anforderung durch den GL wird eine kommentierte Berechnung der in den Pass-schrauben auftretenden Belastungen vorgelegt.

4.2.2.3 Schraubenverbindungen sind so zu bemessen, dass sich unter der erforderlichen Vorspannung rech-nerisch eine Mindest-Schraubenlängung in Abhängig-keit von der zugrunde gelegten Gießharz-Flächenpres-sung ergibt, siehe Berechnungsverfahren in C.6.

4.2.2.4 Die Muttern der Fundamentschrauben sind mit Gegenmuttern zu sichern. Selbstsichernde Muttern sind zulässig. Eine Mutternsicherung kann entfallen, wenn der Schraubenverbindung rechnerisch eine auf den Gewindekernquerschnitt der Schraube bezogene Mindest-Vorspannung von 150 N/mm2 für schnell und mittelschnell laufende Motoren bzw. 100 N/mm2 für langsam laufende Motoren zugrunde liegt, siehe Be-rechnungsverfahren in C.8.

4.3 Werkstoffe

4.3.1 Güteeigenschaften

Fundamentschrauben und Muttern müssen in ihren Güteeigenschaften den GL Vorschriften für Stahl- und Eisenwerkstoffe (II-1-2), Abschnitt 6, C. entsprechen und geprüft sein.

4.3.2 Nachweise

Der Nachweis der Güteeigenschaften ist für Neubau-Fundamentierungen anhand von GL Werkstoffzertifi-katen entsprechend den GL Vorschriften: Grundsätze und Prüfverfahren (II-1-1), Abschnitt 1, H., die vom GL Besichtiger ausgestellt werden, zu erbringen.

Standardisierte, in Massenproduktion gefertigte Schrau-ben und Muttern bis zu einem Gewinde von M 39, die aus legierten oder unlegierten Stählen der Festigkeits-klassen nach ISO 898 (EN 20898-1 und -2) hergestellt sind, und die einer kontinuierlichen Qualitätsüberwa-chung unterliegen, können mit Abnahmeprüfzeugnis-sen des Herstellers entsprechend den GL Vorschriften: Grundsätze für die Herstellung und Prüfung von Werkstoffen (II-1-1), Abschnitt 1, H., mit Angaben zu den chemischen und mechanischen Werkstoffeigen-schaften, anerkannt werden.

Für Hilfsmaschinenanlagen und im Reparaturfall von Antriebsanlagen können mit Zustimmung des GL-Besichtigers Abnahmeprüfzeugnisse des Herstellers entsprechend den GL Vorschriften: Grundsätze und Prüfverfahren (II-1-1), Abschnitt 1, H. mit Angaben zu den mechanischen und chemischen Werkstoffei-genschaften anerkannt werden.

5. Besichtigungen nach der Probefahrt

Unmittelbar nach der Probefahrt ist die Fundamentie-rung der Antriebsanlage visuell zu kontrollieren, und das Anzugsmoment/der Hydraulikdruck (der hydrauli-schen Anziehvorrichtung) der Hauptmotor-Fundament-schrauben zu messen und zu dokumentieren.

C. Berechnungsgrundlagen

Die nachfolgenden Berechnungsgrundlagen gelten im Wesentlichen für die Lagerung auf Gießharzpassstü-cken; sie sind jedoch weitestgehend auch auf andere Lagerungen, wie z. B. Stahlpassstücke übertragbar.

1. Definitionen, Formelzeichen und Einheiten

Ae = Effektive Gesamtauflagefläche der Gießharz-Passstücke [mm2]

Am = Erforderliche Mindestauflagefläche der Gieß-harz-Passstücke [mm2]

Ap = Effektive Kolbenfläche der hydraulischen Spannvorrichtung [mm2]

VI - Teil 4 GL 2010



C

Dm = Minimaler Schaftdurchmesser der Funda-mentschraube [mm]

Do = Gewinde-Außendurchmesser der Fundament-schraube [mm]

Dr = Gewinde-Kerndurchmesser der Fundament-schraube [mm]

Ds = Schaftdurchmesser der Fundamentschraube [mm]

Ds1 ... Dsi = Einzelne Schaftdurchmesser der Funda-mentschraube entsprechend L1 .... Li [mm]

Fo = Axiale Schraubenkraft resultierend aus den Betriebskräften [N]

Fp = Vorspannkraft für eine Fundamentschraube [N]

k = Hydraulik-Koeffizient für Setz- und Rück-federungsverhalten [–]

ΔL = Theoretische Schraubenlängung [mm]

ΔLm = Erforderliche theoretische Mindest-Schrau-benlängung [mm]

L1 ....Li = Einzelne Teilschaftlängen der Fundament-schraube entsprechend Ds1 ... Dsi [mm]

n = Anzahl der Fundamentschrauben [–]

pa = GL-zugelassene Flächenpressung [N/mm2]

ph = Hydraulikdruck für hydraulische Spannvor-richtung [bar]

pt = Gesamt - Passstückflächenpressung resultie-rend aus Anlagengewicht und Schraubenvor-spannkraft [N/mm2]

pw = Gesamt - Passstückflächenpressung resultie-rend aus Anlagengewicht [N/mm2]

P = Gewindesteigung der Fundamentschraube [mm]

ReH = Mindest-Streckgrenze des Schraubenwerk-stoffes [N/mm2]

T = Anzugsmoment der Fundamentschraube [Nm]

W = Gewicht der betriebsfähigen Anlagenkompo-nente [N]

σe = Vergleichsspannung (Zug- und Torsionsspan-nung) [N/mm2]

σt = Zugspannung [N/mm2]

2. Berechnung der erforderlichen Mindest-Auflagefläche von Gießharz-Passstücken

mw

WAp

= [mm2]

Randbedingungen:

wp 0,7≤ [N/mm2]

w0,7 p 0,9< ≤ [N/mm2] nach besonderer Genehmigung durch den GL

m eA A≤ [mm2]

3. Berechnung der Vorspannkraft für eine Fundamentschraube

t w ep

(p p ) AF

n−

= [N]

Randbedingungen:

t ap p≤ [N/mm2]

p oF F> [N]

4. Berechnung des Anzugsmomentes für eine Fundamentschraube bei Verwendung ei-nes Drehmoment-Schlüssels

p oF DT

5000⋅

= [Nm]

Randbedingungen:

– Die Berechnung gilt für Stahl-Fundament-schrauben mit üblichem Normgewinde sowie geölten Gewindegängen und Mutternauflageflä-chen ohne Verwendung von Gleitzusatzstoffen wie z. B. Molybdändisulfid (Mo S2).

– Bei Verwendung derartiger Zusatzstoffe sind dem GL anhand von Messergebnissen die tat-sächlich eingebrachten Schrauben-Vorspann-kräfte nachzuweisen.

5. Berechnung des Hydraulik-Druckes bei Verwendung einer hydraulischen Spann-vorrichtung

ph

p

Fp 10

A k=

⋅ [bar]

Randbedingungen:

– k = 0,85

– Bei Verwendung hiervon abweichender Hydrau-lik-Koeffizienten k sind dem GL anhand von Messergebnissen die tatsächlich eingebrachten Schraubenkräfte nachzuweisen.

6. Berechnung der Schraubenlängung unter Berücksichtigung der Vorspannkraft

81 2 ip 2 2 2

s1 s2 si

L L LL F ..... 618 10

D D D−⎛ ⎞

⎜ ⎟Δ = + + + ⋅⎜ ⎟⎝ ⎠

[mm]



VI - Teil 4GL 2010

C

Randbedingungen:

mL LΔ ≥ Δ

Gießharzpassstücke.

m tL 0,0343 p [mm]Δ = ⋅ für pt ≥ 3,5 [N/mm2]

mL 0,12 [mm]Δ = für pt < 3,5 [N/mm2]

Stahlpassstücke:

mL 0,25 [mm]Δ =

7. Berechnung der Vergleichs- bzw. Zug-spannung bezogen auf den kleinsten Schaftdurchmesser der Fundament-schraube unter Berücksichtigung der Vorspannkraft

7.1 Schraubenanzug mit Drehmoment-Schlüssel

7.1.1 Schraube mit nicht-reduziertem Schaft (Dm = Dr)

pe 2

r

F1,5

Dσ = [N/mm2]

Randbedingung:

e eH0,9 Rσ ≤ [N/mm2]

7.1.2 Dehnschraube mit reduziertem Schaft (0,8 Dr ≤ Dm < 1,0 Dr)

p re r2 2

m m

F D1,72 0,6 (P 0,2 D )D D

σ = + + [N/mm2]

Randbedingung:

e eH0,9 Rσ ≤ [N/mm2]

7.2 Schraubenanzug mit hydraulischer Spann-vorrichtung

pt 2

m

F1,274

Dσ = [N/mm2]

Randbedingung:

2t eH0,8 R [N/mm ] für k 0,85σ ≤ =

8. Berechnung der Zugspannung bezogen auf den Gewindekerndurchmesser der Funda-mentschraube unter Berücksichtigung der Vorspannkraft

pt 2

r

F1,274

Dσ = [N/mm2]

8.1 Kriterium für Mutternsicherung

Eine Mutternsicherung ist unter folgender Vorausset-zung erforderlich:

t 150σ < [N/mm2]

Für langsam laufende Motoren gilt:

t 100σ < [N/mm2]

VI - Teil 4 GL 2010



C

Anhang A

B

eispiele für Fundamentierungen

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A

bb. A.1

Effektive A

uflagefläche der Gießharz-Passstücke eines D

ieselmotors

VI - T

eil 4 G

L 2010

Anhang A

B


Kapitel 3

Seite A–1

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Abb. A.2 Fundamentschraube

Kapitel 3 Seite A–2

Anhang A Beispiele für Fundamentierungen VI - Teil 4GL 2010

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Abb. A.3 Passschraube

VI - Teil 4 GL 2010

Anhang A Beispiele für Fundamentierungen Kapitel 3Seite A–3

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Abb. A.4 Prinzipdarstellung für die Fixierung eines Motors auf dem Fundament mit Passschrauben und Seitenstoppern



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Seitenstoppern und einseitig angeordneten Passschrauben

VI - Teil 4 GL 2010


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Abb. A.6 Prinzipdarstellung für die Fixierung eines Motors auf dem Fundament mit Seitenstoppern und einseitig, mittig angeordneten Passschrauben



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Abb. A.7 Prinzipdarstellung für die Fixierung eines Motors auf dem Fundament mit Front- und Seitenstoppern

VI - Teil 4 GL 2010


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Kapitel 3

Seite A–8

Anhang A

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Abb. A.9 Prinzipdarstellung für die Fixierung einer Antriebsanlage mit Hauptmotor und angeflanschtem Getriebe

VI - Teil 4 GL 2010


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Abb. A.10 Prinzipdarstellung eines Seitenstoppers bei Lagerung auf Metall-Passstücken



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Abb. A.11 Prinzipdarstellung eines Seitenstoppers bei Lagerung auf Gießharz-Passstücken

VI - Teil 4 GL 2010


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Abb. A

.12 Prinzipdarstellung eines Frontstoppers m

it Schraubenverbindung und Metall-

Passstück

Kapitel 3

Seite A–12

Anhang A

B


VI - T

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L 2010

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Abb. A.13 Prinzipdarstellung für die Fixierung einer Ruderantriebsanlage mit

doppelt wirkenden Zylindern

VI - Teil 4 GL 2010


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Abb. A.14 Prinzipdarstellung für die Fixierung einer Ruderantriebsanlage mit

einfach wirkenden Zylindern



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Abb. A.15 Prinzipdarstellung für die Fixierung einer Drehkolben-

Ruderantriebsanlage

VI - Teil 4 GL 2010


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Abb. A.16 Prinzipdarstellung einer Durchgangsschrauben-Verbindung bei Lagerung auf

Metall-Passstücken



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Abb. A.17 Prinzipdarstellung einer Passschrauben-Verbindung bei Lagerung auf Metall-

Passstücken

VI - Teil 4 GL 2010


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Abb. A.18 Prinzipdarstellung einer Dehnschrauben-Verbindung bei Lagerung auf Gießharz-Passstücken



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Abb. A.19 Prinzipdarstellung einer Passdehnschrauben-Verbindung bei Lagerung

auf Gießharz-Passstücken

VI - Teil 4 GL 2010


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Abb. A.20 Prinzipdarstellung einer Dehnschrauben-Verbindung mit Passhülse bei Lagerung auf Gießharz-Passstücken



Anhang B

Formblatt für Angaben über die elastische Lagerung

VI - Teil 4 GL 2010

Anhang B Formblatt für Angaben über die elastische Lagerung Kapitel 3Seite B–1

Klassifikations- und Bauvorschriften VI Ergänzende Vorschriften und...

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