GB T 26547-2011 螺纹紧固件用回转式工具 性能试验方法.pdf

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1、ICS 25.140.01 J 48 每昌中华人民圭K_/、和国国家标准GB/T 26547-2011/ISO 5393: 1994 螺纹紧固件用回转式工具性能试验方法Rotary tools for threaded fasteners-一Performancetest method CISO 5393: 1994 , IDT) 2011-06-16发布2012-01-01实施数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 26547-2011/ISO 5393: 1994 前言本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准使用翻译法等同采用I

2、SO5393: 1994(螺纹紧固件用回转式工具性能试验方法。与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:一-GB/T5621-2008 凿岩机械与气动工具性能试验方法CISO2787 :1984，MOD)。本标准做了下列编辑性修改=将压力单位bar改为MPa(1bar=O. 1 MPa); 一一补充了各个公式的编号。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国凿岩机械与气动工具标准化技术委员会CSAC/TC173)归口。本标准起草单位:天水凿岩机械气动工具研究所。本标准主要起草人:孙必武。I GB/T 26547-2011/ISO 5393: 1994 E 引本标准规定的试

3、验方法用来测量动力装配工具的性能，而不能用作出厂检验方法。本标准的目的是:a) 为螺纹紧固件用户提供一种判断和确定动力装配工具性能的方法;b) 使动力装配工具的制造者能在相关技术规范的指导下提供其产品。GB/T 26547-20 11/ISO 5393: 1994 1 范围螺纹紧固件用回转式工具性能试验方法本标准规定了一种用于安装螺纹紧固件的动力装配工具的试验室性能试验方法，给出了试验规程和评价、表述试验数据的细则。本标准适用于产生连续扭矩的动力工具。本标准不适用于冲击式气扳机、棘轮式气扳机、带有棘爪离合器的气扳机或以间歇递增式拧紧紧固件、每次递增拧紧时都要克服静摩擦力的其他动力工具，因为这些

4、动力工具的扭矩不能用普通型式的仪器进行测量。本试验方法不能用作出厂检验方法。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。ISO 2787 :1 984 回转式和冲击式气动工具性能试验(Rotaryand percussive pneumatic too1s Performance tests) 3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1 扭矩torque 拧紧紧固件的作用力与力的作用线和紧固件中心之间的垂直距离的乘积。单位为牛顿米(N. m)。3.2 3.3

5、 3.4 3.5 角度angle 紧固件在拧紧过程中的角位移量。单位为度C)。扭矩率torque rate 在拧紧螺纹连接中的紧固件时，扭矩随角位移的增加量。单位为牛顿米每转(N m/r)。平均扭矩mean torque T 在规定条件下，特定螺纹连接的若干个扭矩读数的算术平均值，用读数的和除以读数的个数计算。极差range 一组读数的最高读数与最低读数之间的数值差。l GB/T 26547-2011 /ISO 5393: 1994 3.6 标准偏差standard deviation S 样本测量数据的分散度(离散度)，即数据偏离统计总体的样本算术平均值的均方差。3. 7 六西格玛six s

6、igma 65 从统计总体的一个样本中得到的平均值，加/减3倍的标准偏差后的概率范围，记为65。对于一个正态分布的统计总体，该范围包含统计总体全部数值的99.73%。3.8 6s扭矩离散度6s torque scatter 在控制条件下，动力工具在单一扭矩率螺纹连接上运行期间的可预测扭矩范围。对于一个正态分布的统计总体，该范围包含统计总体全部数值的99.73%。在本标准中，6s扭矩离散度实际上是动力工具在单一螺纹连接上以相同的扭矩设置运行时的扭矩总概率范围。3.9 以平均扭组百分率形式表示的6s扭矩离散度6s torque scatter as a percentage of the mean

7、 torque 在控制条件下，动力工具在单一扭矩率的螺纹连接上运行时，用单纯百分率数值表示的扭矩离散性。3.10 平均偏移mean shift 动力工具在两种不同扭矩率的螺纹连接上以相同的扭矩设置运行时的平均扭矩差。3. 11 合成扭矩离散度combined torque scatter . T comb 动力工具运行期间的可预测扭矩范围，该范围包含在扭矩率各不相同(从规定的高扭矩率到规定的低扭矩率之间变化)的蝶、纹连接上记录的全部可能扭矩读数的99.73%或更高。在本标准中，动力工具的合成扭矩离散度指工具在实际使用的所有螺纹连接上以相同的扭矩设置运行时的扭矩总概率范围。3. 12 合成平均扭

8、矩combined mean torque Tcomb 动力工具合成扭矩离散度(在最低和最高可预测扭矩读数之间、包含全部可能读数的99.73%或更高)的中点值。3. 13 以合成平均扭矩百分率形式表示的合成扭矩离散度combined torque scatter as a percentage of the combined mean torque 动力工具在扭矩率各不相同(从规定的高扭矩率到低扭矩率之间变化)的螺纹连接上以相同的扭矩设置运行时，用单纯百分率数值表示的扭矩性能。3. 14 失速型工具stall-type tool 通过阀或开关，将动力源与马达一接通就会输出扭矩的螺纹紧固件用动力

9、装配工具。2 G/T 26547-2011/ISO 5393: 1994 对于气动失速型工具，扭矩的调整是通过减压阀的设定来完成的。3.15 扭矩控制工具torque control tool 装有扭矩控制机构，当达到预设的输出扭矩水平时可关闭或切断工具动力源的螺纹紧固件用动力装配工具。3. 16 3.17 3. 18 额定扭矩rated torque 按本标准的规定，在低扭矩率螺纹连接(L)上被测工具可达到的最高平均扭矩。对于气动工具，需规定进气口气压，如未规定，则进气口的气压表压力为0.63MPa。电动或液压工具应在额定输入条件下进行试验。试验扭矩级test torque level 按本

10、标准的规定，在低扭矩率螺纹连接(L)上被测工具可达到的规定的平均扭矩水平。扭矩调节范围torque adjustment range 动力工具的扭矩能在额定扭矩到制造厂推荐的最低平均扭矩之间进行调节的范围。注:在扭矩范围内可以通过操纵扭矩控制机构进行调节，或者，对于某些气动工具，通过调节气压来调节扭矩。某些气动工具要求既调节扭矩控制机构又调节气压来达到调节范围。在上述范围内，调节可以是连续的，或对某些工具来说，调节可以分几步进行。4 符号如同5.2的规定，下标H表示高扭矩率的螺纹连接，下标L表示低扭矩率的螺纹连接。5 性能试验方法5. 1 性能试验的一般规则5. 1. 1 依据本标准进行的全部

11、试验应由有资质的人员使用按现行标准方法校准的精密仪器来完成。5. 1.2 如果扭矩输出是通过除改变气压外的其他方法调节的话，在整个试验过程中所做的调节应保持不变，而且每次试验都要操纵扭矩控制机构。5. 1.3气动工具的性能受环境条件诸如大气压力和环境温度的影响，因此，环境条件应保持在IS0 2787规定的范围内。5. 1.4 在气动工具性能试验期间，按制造厂的规定连接到气动工具进气口上的软管3m长处的进气压力应保持在下列限定范围内:空转条件:在额定压力和额定压力的一2%之间;一一一接近试验扭矩级时:在额定压力的土1%之间。注:注油器的不适当的流量特性可能影响这些值。在规定的试验过程中，不应进行

12、压力调节。图1为一个适当的试验装置的实例。5.1.5 在工具试验运行期间，应按制造厂的规定提供润滑。3 GB/T 26547-20 11/ISO 5393: 1994 压力表il呻lll(U3m长软管|足控制减压阀问词有峰的储电路和可视显示L或打印输出功能的放大器动力工具试验固定装置图1典型试验装置5.2 试验连接5.2. 1 随螺纹连接角位移或扭矩率的增大而增大的扭矩在不同的应用场合变化较大，而且，对于特定的装配，变化可能更明显。工具扭矩性能的任何试验都应在具有可控扭矩率功能的连接上进行。试验应包括一个低扭矩率的连接和一个高扭矩率的连接(见5.2.的。高、低扭矩率为影响工具实际输出扭矩范围的

13、上、下限。在低扭矩率螺纹连接(简称软连接)上，紧固件通常要转过几圈才能拧紧。在高扭矩率螺纹连接(简称硬连接)上，紧固件转过零点几圈就能完成拧紧。由于工具回转部件动能的影响，可导致在高扭矩率连接上传递到紧固件上的扭矩高于在低扭矩率连接上产生的扭矩。5.2.2 为满足5.2.1规定的条件，用于本标准的试验固定装置应遵循下列要求:a) 将要求的扭炬绘制在试验连接输入驱动角位移的函数图上，结果曲线在试验扭矩级的5%至100%之间应为一条直线。通过对试验扭矩级的5%至100%间扭矩-角度各测量点的回归分析，利用这条直线的斜率计算出该试验连接的扭矩率。在该试验扭矩级的5%至100%之间，高扭矩率连接的曲线

14、值与上述直线的偏离不应超过该试验扭矩级的土2%。在该试验扭矩级的5%至100%之间，低扭矩率连接的曲线值与上述直线的偏离不应超过该试验扭矩级的土10%。b) 试验连接中的回转部件的转动惯量相对于动力工具回转部件的有效转动惯量应较小，不应对试验平均扭矩的测量产生影响。注:本标准规定的H和L试验连接的要求精度比本标准早期版本要求的精度高，目的是为了获得相同的结果。这两种连接较好地反映了通常实际拧紧过程的两个极端条件，以便在这些新连接上通过试验所揭示的工具精度能适用于工作场所遇到的拧紧任务范围。5.2.3 当测量某试验连接的扭矩率时，应通过传感器-编码器连续地(缓慢地和平稳地)拧紧该连接。编码器应有

15、至少O.5。的分辨率。在测量期间，不应有角度测量元件的旋转运动。扭矩率不应受旋转速度的制约。5.2.4 每台动力装配工具都应在高(记为H)、低(记为L)两种扭矩率的连接上进行试验，因此，试验连接应符合以下要求za) 试验连接应为:滑动期间的摩擦载荷不应超过试验扭矩级的5%;b) 高扭矩率的连接(H)应为:扭矩从试验扭矩级的10%增长到100%，相当于27的角位移(见4 GB/T 26547-2011/180 5393: 1994 图2)。从试验扭矩级的5%到10%间的过渡角度不应超过100(见图2); 注:27。的角位移相当于试验扭矩级在0100%之间的300的总角度。低扭矩率的连接(L)应为

16、:扭矩从试验扭矩级的10%增长到100%，相当于不小于650。的角位移(见图2)。注:6500的角位移相当于试验扭矩级在0100%之间的720。的总角度。c) 试验方法5.3. 1 本标准考虑到静态的残余扭矩与连接工况(拉伸情况)的相关性较差，因此，按本标准进行的所有性能测试都应在拧紧过程中动态地进行。扭矩测量应采用回转扭矩传感器和具有峰值存储电路及可视显示或打印输出功能的放大器进行。传感器应在工具传动端和试验连接之间安装成一直线见图1)。在每十倍频程至少衰减50dB的情况下，传感器和放大器的频率响应在500Hz时应为一3dB。传感器和放大器的精度应在试验扭矩级的土1%以内。传感器的量程应与被

17、测量的试验扭矩级相适应。工具应刚性地固定在试验台上，以避免操作者引起的任何影响。5.3.2 工具性能试验应在高(H)、低(L)两种连接上分别读取25个读数。5.3.3 在所有试验运转中，在达到试验连接的扭矩率前，应允许工具至少进行3次充分的空载运转。5.3 角度H连结100 实国崛驳回喇喇酣结n民unu1 27。运100高(H)、低(L)扭短率连接的扭矩-角度曲线图图2为评价每个H和L连接上的工具性能，应从试验结果中计算出下列各参数za) 平均扭矩，巳极差;标准偏差，S;6s扭矩离散度(作为六西格玛扭矩离散度的估计值hd 以平均扭矩百分率形式表示的6s扭矩离散度。平均扭矩T按式(1)计算:试验

18、结果的评价6 6. 1 b) c) d) 5 GB/T 26547-20 11/ISO 5393: 1994 T=tz Ta 式中:n 读数的个数;T;一一测量扭矩的第i个读数。极差是从最高扭矩读数减去最低扭矩读数计算得出。标准偏差按式(2)计算:. ( 1 ) s= /_1) (T; - T) 2 ( 2 ) 气In-!7 以平均扭矩百分率形式表示的6s扭矩离散度按式(3)给出:100 X字. ( 3 ) 6.2 在实际应用中，因相同扭矩率的连接是非常少见的，所以，用某单一扭矩率的连接(诸如H和L连接)上测得的工具性能来评价实际使用中的工具运行情况，是要受到限制的。然而，因H连接和L连接处于

19、实际应用中存在的扭矩率范围之上、下限，因此，分析在这两种试验连接上的合成工具性能，就可得出在上述扭矩率范围内所有实际应用当中的工具性能的评价值。为评价从H到L范围内实际扭矩率的工具性能，应计算并列出下列各项:a) 合成平均扭矩;b) 平均偏移pc) 合成扭矩离散度;d) 以合成平均扭矩百分率形式表示的合成扭矩离散度。为了在下述计算中的应用，下列各值定义为:a=TH+3sH b=TL十3sLc=TH-3s日d=TL -3sL 合成平均扭矩Tcomb用a和b的较大值加上c和d的较小值再除以2计算得出。平均偏移用TH-TL计算得出。合成扭矩离散度.Tmb用和b的较大值减去c和d的较小值计算得出。以合

20、成平均扭矩百分率形式表示的合成扭矩离散度由式(4)给出:八T一nh100 X了士旦. ( 4 ) 6.3 在工具扭矩调节的全部范围或部分范围内，可以确定工具的扭矩离散性能(定义见3.43. 13)。为了在规定的扭矩范围内得出某工具的扭矩离散性能，应分别在高扭矩率连接(H)和低扭矩率连接(L)上各进行2次工具性能试验，其中一次试验在所规定的扭矩范围上限的试验扭矩级进行，另一次试验在下限试验扭矩级进行。在某一规定的扭矩范围内的工具性能应按第7章的要求报告。对于己规定的扭矩范围，如果要给出单个的工具扭矩离散性能值(以合成平均扭矩百分率形式表示的合成扭矩离散度)，应选择两种试验扭矩级的较大性能值。7

21、数据报告性能试验数据应按以下格式提出:6 GB/T 26547-2011/ISO 5393: 1994 制造厂:产品编号:1.上限试验扭矩纽:高扭矩率(H): 低扭矩率(L): 空转转速:平均扭矩z极差:标准偏差s.6s扭矩离散度t性能试验报告格式试验日期:工具名称:工具型号:N.m N. m/r，相当于拧紧角度:N. m/r，相当于拧紧角度:r/min;气压:MPa;电压:H N.m N.m Nm N.m 平均扭矩百分率的6s离散度:% H+L 合成平均扭矩:平均偏移:合成扭矩离散度:合成平均扭矩百分率的合成扭矩离散度:1下限试验扭矩级N.m; 高扭矩率(H): N m/r;相当于拧紧角度:

22、低扭矩率(L): N. m/r;相当于拧紧角度:L N.rn N.m N.m % 空转转速zr/min;气压:MPa;电压t平均扭矩:极差:标准偏差s.6s扭矩离散度:平均扭矩百分率的6s离散度:合成平均扭矩z平均偏移z合成扭矩离散度:合成平均扭矩百分率的合成扭矩离散度zID.工具扭矩离散性能H L N.m Nm N.m N.m % H十LN.m N.m N.m % V。N.m N.m N.m N.m % 飞JN.m Nm N.m N.m % 对于上述规定的扭矩范围，如果要给出单个的工具扭矩离散性能值(以合成平均扭矩百分率形式表示的合成扭矩离散度)，应选择两种试验扭矩级的较大性能值。己规定扭矩

23、范围内的工具扭矩离散度:%。本试验按GB/T26547的要求进行。试验者:7 GB/T 26547-2011/ISO 5393: 1994 附录A(资料性附录)螺纹紧固件用回转式工具性能试验方法A.1 背景20世纪80年代，动力装配工具己经取得了快速发展，其性能也得到了改进。在规定连接上，可获得小于15%的扭矩离散度(6s)，这就要求严格的试验规范。在本标准中反映出了上述要求。严格的试验规范是指高扭矩率试验连接的线性要求、传感器和与之串联的放大器的频率响应。此外，本标准中高扭矩率连接的扭矩率较大，这是因为很多实际连接的扭矩率相当于300的拧紧角度。本附录的目的是向本标准的使用者说明对试验连接的

24、线性提出严格要求的必要性。此外，已经说明该试验方法己成为试验室的试验方法。这可以是本标准的结论，但随着现代精密动力工具的发展，试验条件必须准确到能反映出工具的性能。动力装配工具的生产企业宜拥有这种型式的试验设备，以改善试验室的条件。A.2 试验连接(见5.2)A. 2.1 高扭矩率试验连接当工具在相同规格的不同连接上进行试验时，重要的是要对所采用的试验连接做出明确规定，以获得一致的试验结果。因为，试验连接的线性极大地影响着从滑行到试验扭矩级的拧紧过程。如图A.1中的a，工具在拧紧一开始其拧紧过程就会延迟，因此，当达到试验扭矩级时，存贮于回转部件的动能被减弱了，那么，扭矩过冲量就不可能存在。拧紧

25、过程b正好相反，当达到试验扭矩级时，回转部件的转速仍然较高，因此，扭矩过冲量即由动能转换而得到的附加扭矩就会高。数学模拟分析已经证明:在试验扭矩级的5%以上，试验扭矩级的士2%的线性是满足要求的(见图A.2)。5旨原a / / v / / / / ./ -./ 刁y y J y / / x 理论线.A b 图A.1采用钢制扭力杆试验连接就可获得上述数量级的线性。考虑到试验连接的摩擦力，线性要求起始于试验扭矩级的5%。当测量试验连接的扭矩率时，应连续地(缓慢地和均匀地)拧紧试验连接，以免传人动态误差。测量所用扭矩/角度编码器的分辨率应为o.5。或更好(0.5。相当于达到试验扭矩级的60个采样点)

26、，意即1/60的分辨率=1.7%;而具有1。分辨率的编码器是不够的(因为1/30=3.3%，大于所要求的2%)。8 GB/T 26547-20 11/ISO 5393: 1994 通过采样的扭矩/角度测量值的回归分析计算出试验连接的线性。扭矩扭矩级扭矩级的5%角度图A.2A.2.2 低扭矩率试验连接低扭矩率连接应为:运动部件的回转速度很小，当达到试验扭矩级时不会出现扭矩过冲量。实际上，采取相当于紧固件2或3圈的拧紧角度很容易达到。A.2.3 滑行阶段动力工具的滑行扭矩要足够低，不致于使工具的速度明显减小，这是很重要的，否则，当达到试验扭矩级时，回转部件的动能将会减小太多。因此，己规定滑行阶段的

27、扭矩级不得超出试验扭矩级的5%(见图A.3)。100 这崽目相nuphunu 噜i角度2r 30。图A.3A.3 试验方法(见5.3)在每十倍频程至少衰减50dB的情况下，扭矩传感器的放大器的频率响应在500Hz时应为一3dB。G/T 26547-20 11/ISO 5393: 1994 采用三阶巴特沃兹滤波器就能满足要求。因为，这种滤波器显著地改善了试验方法。选择500Hz的频率是基于一系列的拧紧试验。扭矩信号的傅里叶分析已经证明:500Hz以上信号所包含的能量并不对传递到连接上的能量产生影响。500Hz三阶巳特沃兹滤波器降低或消除了可能从某些工具的离合机构中产生的乱真信号。传感器-放大器的

28、合成精度应在试验扭矩级的士1%以内，市场上买得到的产品都能满足此要求，重要的是所使用的传感器量程要尽可能接近试验扭矩级，目的是要获得最高的精度。A.4 气动工具的润滑试验期间，气动工具的充分润滑是很重要的。实验表明，不适当的润滑可能影响工具离散度，尤其在低扭矩率的连接上。10 GB/T 26547-2011/180 5393: 1994 参考文献lJ GB 3100-1993 国际单位制及其应用CeqvIS0 1000: 1992) 2J GB 3101-1993 有关量、单位和符号的一般原则CeqvIS0 31-0: 1992 , General princip1es concerning

29、quantities , units and symbo1s) 3J GB/T 4974-2005 压缩机、凿岩机械与气动工具优先压力CISO5941: 1979 ,Compressors, pneumatic too1s and machines-Preferred pressures, MOD) 4J GB/T 6247-2004凿岩机械与气动工具术语CISO3857-3: 1989 Compressors, pneumatic too1s and machines-Vocabu1ary-Part 3: Pneumatic too1s and machines, IS0 5391: 198

30、8 Pneumatic too1s and machines-Vocabu1ary, MOD) 5J GB/T 3358. 1-2009 统计学词汇及符号第1部分:一般统计术语与用于橄率的术语CISO 3534-1: 2006 , IDT) 6J IS0 5391: 1988启动工具和机械词汇CPneumatictoo1s and machines-Vocabu1ary) 叮白白的白冈山。自.-ON|h叮山NH阁。中华人民共和国国家标准螺纹紧固件用回转式工具性能试验方法GB/T 26547-2011/150 5393: 1994 导中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 开本880X 1230 1/16 印张1字数24千字2011年9月第一版2011年9月第一次印刷善书号:155066. 1-43437定价18.00元GB/T 26547-2011 如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533打印日期:2011年10月20日F002