VDI VDE 2649-2011 Rotary tools for bolted connection - Guideline for comparative power-measurements of hydraulic impulse tools.pdf

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1、VEREINDEUTSCHERINGENIEUREVERBAND DERELEKTROTECHNIKELEKTRONIKINFORMATIONSTECHNIKDrehende Werkzeuge fr Verbindungenmit SchraubgewindeAnweisungen zur vergleichenden Leistungs-messung von hydraulischen ImpulsschraubernRotary tools for bolted connectionGuideline for comparative power-measurementsof hydra

2、ulic impulse toolsVDI/VDE 2649Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/VDE-Handbuch FertigungstechnikVDI/VDE-Handbuch Mikro- und FeinwerktechnikVDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 3: BetriebsmittelVDI/VDE-RICHTLINIENICS 25.140.01 Januar 2011 January 2011Vervielfltigung

3、 auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfor internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.Frhere Aus

4、gabe: 08.09 Entwurf, deutsch Former edition: 08/09Draft, in German onlyZubeziehen durch /Available at BeuthVerlag GmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten /All rights reserved Verein Deutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf 2011VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA)Fachbereich Fertigu

5、ngsmesstechnikInhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 22 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Formelzeichen und Indizes . . . . . . . . . . 84 Prfmethode f

6、r die Fhigkeitsuntersuchung 94.1 Allgemeine Regeln . . . . . . . . . . . . . 94.2 Prfschraubfall . . . . . . . . . . . . . . . 104.3 Testmethoden . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Auswertung der Testergebnisse. . . . . . . . 175.1 Ergebnisse der Schraubfalltests . . . . . . . 175.2 Ergebnisse der

7、Testleistung . . . . . . . . . 176 Dokumentation der Daten . . . . . . . . . . . 18Anhang Erklrung und Begrndung der Methode . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Schrifttum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . .

8、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 33 Symbols and indices. . . . . . . . . . . . . . 84 Capability test method . . . . . . . . . . . . . 94.1 General rules . . . . . . . . . . . . . . . . 94.2 T

9、est joint condition . . . . . . . . . . . . . 104.3 Test methods . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Evaluation of test results . . . . . . . . . . . 175.1 Test results for the joint conditions . . . . . 175.2 Test performance results . . . . . . . . . . 176 Documentation of data. . . . . . . . . .

10、. . . 18Annex Explanatory statement regarding the method. . . . . . . . . . . . . . . . . 21Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 2 VDI/VDE 26

11、49VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig, sind vorbehalten.Die

12、Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.EinleitungDie vorlieg

13、ende Richtlinie dient ausschlielich der vergleichenden Leistungsmessung von Impulswerk-zeugen unter genau definierten Rahmenbedingungen.Das Messprinzip basiert auf dem Vergleich der Vor-spannkrafterzeugung von einem kontinuierlich dre-henden Werkzeug mit einem Impulswerkzeug bei gleichen Rahmenbedin

14、gungen.Mithilfe dieser Methode kann festgestellt werden, welches vergleichbare Drehmoment ein Impuls-schrauber in eine definierte Verbindung einbringt (Prfvorrichtung).Das entsprechende Drehmoment des Impulsschrau-bers wird ber die erzeugte Vorspannkraft errechnet. Deswegen ist es unabdingbar, dass

15、die Prfvorrich-tung in den relevanten Eigenschaften, whrend der Versuchsdurchfhrung, stabil bleibt.Eine direkte rckfhrbare Messung des Dreh-moments bei Impulsschraubern ist nicht mglich.Das so ermittelte Drehmoment eines Impulsschrau-bers hat nur unter diesen, hier definierten Rahmenbe-dingungen Glt

16、igkeit und kann nicht bedingungslos auf beliebige Schraubflle bertragen werden. Wei-terhin kann eine Maschinenfhigkeit- bzw. Prozess-fhigkeitsbestimmung bei Impulswerkzeugen nach heutigem Stand der Technik nicht ber die Dreh-momentmessung erfolgen. Aus diesen Grnden wird empfohlen, den Impulsschraub

17、er auf den jeweiligen Einsatz abzustimmen und geeignete Prozessabsiche-rungen zu installieren.1 AnwendungsbereichDer Testaufbau, der in dieser Richtlinie spezifiziert wird, soll es ermglichen, die Leistung sowie die Fhigkeit von hydraulischen Impulsschraubern zu messen.Preliminary noteThe content of

18、 this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and recom-mendations of the guideline VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text

19、 or of extracts.The use of this guideline without infringement of copy-right is permitted subject to the licensing conditions specified in the VDI notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.IntroductionThis guideline exclusively

20、 applies to comparative performance measurements of impulse tools under well-defined basic conditions.The measuring principle relies on the comparison of the tension generated by a continuously rotating tool to that created by an impulse tool under the same ba-sic conditions.Using this method allows

21、 determining the compara-ble torque applied by an impulse screwdriver to a de-fined joint (test device). The respective torque of the impulse screwdriver is calculated from the generated tension. It is, therefore, indispensable that the test device remains stable dur-ing the test procedure as far as

22、 its relevant character-istics are concerned.Directly traceable torque measurement is not feasible with impulse screwdrivers.The torque of an impulse screwdriver thus deter-mined is only valid under the basic conditions de-fined here and is not unconditionally applicable to any joint condition. Furt

23、hermore, the current state of the art does not allow determining the machine capa-bility or process capability of impulse tools on the ba-sis of the torque measurement. For these reasons, it is recommended to match the impulse screwdriver to the respective application and install suitable means for

24、assuring the process. 1 ScopeThe test setup specified in this guideline is intended to allow performance and capability measurements of hydraulic impulse screwdrivers. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf

25、2011 VDI/VDE 2649 3 Die Richtlinie mchte Anwendern von Impuls-schraubern Mittel an die Hand geben, die Leistung von hydraulischen Impulsschraubern unter kontrol-lierten Bedingungen zu messen und zu vergleichen.Es wurde alles Erdenkliche unternommen, die kriti-schen Einflsse von Testaufbauten zu iden

26、tifizieren, die dieser Richtlinie entsprechen. Testergebnisse auf anderen Testaufbauten knnen jedoch durch Unter-schiede in den dynamischen Eigenschaften beein-flusst sein, was einen direkten Vergleich erschwert.Diese Richtlinie spezifiziert Messverfahren fr hy-draulische Impulsschrauber, um Verbind

27、ungen mit Schraubgewinde zu installieren. Sie gibt Anweisun-gen fr eine Fhigkeitsuntersuchung, welche Para-meter getestet werden und wie man die Daten aus-wertet und aufbereitet. Sie beschreibt keine Methode fr Routineuntersuchungen whrend des Produk-tionsprozesses.2 BegriffeFr die Anwendung dieser

28、Richtlinie gelten die fol-genden Begriffe:2.1 6sWahrscheinlichkeitsbereich von plus/minus der drei-fachen Standardabweichung von einem Mittel aus einer statistisch ermittelten Stichprobe. Anmerkung: Fr eine Stichprobe aus einer normalverteilten Grundmenge befinden sich hierunter als Erwartungswert 9

29、9,73 % aller Werte.2.2 AnzeigeschwankungSchwankung (bei unbelastetem Gert) um mehr als den vorher fr die Auflsung berechneten Wert, wo-bei die Auflsung gleich der Hlfte des Schwan-kungsbereiches plus ein Ziffernschritt festgelegt ist.Anmerkung: Bei Anzeigeeinrichtungen mit aktiver Nullpunkt-unterdrc

30、kung ist diese zur Bestimmung der Anzeigeschwan-kung auszuschalten oder, falls nicht mglich, bei Anzeigebe-ginn zu ermitteln.2.3 Auflsung (r)Ziffernschritt der letzten sich bewegenden Ziffer auf dem Ziffernanzeigegert, vorausgesetzt, dass die An-zeige bei unbelastetem Gert nicht um mehr als einen Zi

31、ffernschritt schwankt.2.4 Drehmoment (M)Produkt der Kraft, mit der die Schraube gedreht wird und dem rechtwinkligem Abstand zwischen der Kraftlinie und dem Mittelpunkt der Schraube.Anmerkung: gemessen in Newtonmeter (N m)The guideline aims to give users of impulse screw-drivers guidance for measurin

32、g and comparing the performance of hydraulic impulse screwdrivers under controlled conditions.Every possible effort has been made to identify the critical influences on test setups that conform to this guideline. Test results obtained on other test setups may, however, be influenced by differences i

33、n the dy-namic characteristics, which hinders direct compari-son.This guideline specifies measuring methods for hy-draulic impulse screwdrivers to install threaded joints. It gives guidance for a capability test, states the parameters to be tested, and how to evaluate and present the data. The guide

34、line does not describe a method for routine checks during the production process. 2 Terms and definitionsFor the purposes of this guideline, the following terms and definitions apply:2.1 6sProbability range between minus three times the standard deviation and plus three times the standard deviation

35、from the mean of a statistical sample. Note: For a sample from a normally distributed population, this ac-counts for 99,73 % of all values (expectation value). 2.2 Variation of indicationVariation (when the device is not loaded) by more than the value previously calculated for the resolu-tion, where

36、 the resolution is defined to be equal to half the variation range plus one digital increment.Note: In the case of displays with active zero suppression, zero suppression shall be disabled for determining the variation of indication or, if this is not feasible, the variation shall be deter-mined at

37、the beginning of the indication.2.3 Resolution (r)Digital increment by which the last significant digit on the digital display changes, provided that the indi-cation does not vary by more than one digital incre-ment with the device at no-load.2.4 Torque (T )Product of the force applied to rotate the

38、 screw and the orthogonal distance between the line of force and the centre of the screw.Note: measured in Newton metres (N m)B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2011 4 VDI/VDE 26492.4.1 6s-errechnete

39、 DrehmomentstreuungZu erwartender Bereich einer Streuung des errechne-ten Drehmoments, die ein Impulsschrauber in einer gegebenen Einstellung auf einem Schraubfall unter kontrollierten Bedingungen ausnutzt. Anmerkung: Fr den praktischen Zweck dieser Richtlinie ist die 6s-errechnete Drehmomentstreuun

40、g der gesamte wahrscheinliche Drehmomentbereich eines Impulsschraubers an einem einzigen Schraubfall in derselben Drehmomenteinstellung. Sie wird gem Abschnitt 5.1.d berechnet.2.4.2 6s-errechnete Drehmomentstreuung relativ zum mittleren errechneten DrehmomentNumerischer Prozentwert, welcher die Fhig

41、keit des errechneten Drehmoments eines Impulsschraubers angibt, das unter kontrollierten Bedingungen auf ei-nem bestimmten Schraubfall getestet wurde. Anmerkung: Er wird gem Abschnitt 5.1.d berechnet.2.4.3 Drehmomentspitze (MDP)Spitzenwert eines quasi-dynamischen Drehmoments, der whrend einer Versch

42、raubung beim Kalibriervor-gang des Testaufbaus gemessen wird.Anmerkung: Wie in Abschnitt 4.2.6 beschrieben.2.4.4 Dynamisches Drehmoment (MD)Aufgezeichnete Drehmoment whrend einer Kalibrie-rung der Testverschraubung wie in Abschnitt 4.2.2 und Abschnitt 4.2.6 beschrieben. Anmerkung: Fr die Analyse der

43、 Testverschraubung wird das quasi-dynamische Drehmoment mit einem geraden, rotierenden Drehmoment-/Drehwinkelaufnehmer gemessen, welcher zwischen einer konstant drehenden Spindel und dem Schlsseleinsatz plat-ziert wird. Es wird in Newtonmeter (N m) angegeben.2.4.5 Errechnete Drehmomentstreuung relat

44、iv zum kombinierten Mittel des errechneten DrehmomentsNumerischer Prozentwert, welcher die Fhigkeit des errechneten Drehmoments eines Impulsschraubers angibt, das auf Schraubfllen mit unterschiedlicher Hrte zwischen einem definierten harten Schraubfall und einem definierten weichen Schraubfall in de

45、rsel-ben Drehmomenteinstellung getestet wurde.Anmerkung: Es wird gem Abschnitt 5.2 errechnet.2.4.6 Errechnetes Drehmoment (MC)Drehmoment, das sich aus einer Vorspannkraftspit-zenmessung basierend auf der FormelMC = K d FVPerrechnet.Anmerkung: K wird in Abschnitt 2.4, FVP in Abschnitt 2.13.1 und d in

46、 Abschnitt 2.6 definiert. MC wird in Newtonmeter (N m) aus-gedrckt.2.4.1 6s calculated torque dispersionRange of dispersion of the calculated torque, which an impulse screwdriver is expected to exploit with a given setting on a test joint under controlled condi-tions. Note: For the practical purpose

47、s of this guideline, the 6s calculated torque dispersion is the total probable torque range of an impulse screwdriver for a single joint condition with the same torque setting. It is calculated as per Section 5.1.d. 2.4.2 6s calculated torque dispersion relative to the mean calculated torqueNumerica

48、l percentage indicating the capability of the calculated torque of an impulse screwdriver, which was tested under controlled conditions on a specific test joint. Note: It is calculated as per Section 5.1.d. 2.4.3 Peak torque (TDP)Maximum quasi-dynamic torque measured during tightening while calibrat

49、ing the test setup. Note: As described in Section 4.2.6.2.4.4 Dynamic torque (MD)Torque recorded during calibration of the test joint as described in Section 4.2.2 and Section 4.2.6. Note: For analysing the test joint, the quasi-dynamic torque is measured using an inline rotary torque/angle sensor placed between a constant-speed spindle and the wrench socket. It is expressed in Newton metres (N m). 2.4.5 Calculated torque dispersion relative to the combined mean calculated