VDI VDE 2647-2013 Type test of nutrunning tools - Torque and torque angle checking.pdf

1、VEREINDEUTSCHERINGENIEUREVERBAND DERELEKTROTECHNIKELEKTRONIKINFORMATIONSTECHNIKTypprfung von SchraubwerkzeugenDrehmoment- und Drehmoment-/DrehwinkelprfungType testing of nutrunning toolsTorque and torque/angle checkingVDI/VDE 2647Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/VDE-Handbuch Fertigungsm

2、esstechnikVDI/VDE-Handbuch Mikro- und FeinwerktechnikVDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 3: BetriebsmittelVDI/VDE-RICHTLINIENDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be gi

3、ven with respect to the English trans-lation. Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 22 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Verfahren zur Messung der Lei

4、stungsfhigkeit . . . . . . . . . . . . . . . 63.1 Motorisch getriebene Schraubwerkzeuge(kontinuierlich drehend) . . . . . . . . . . 63.2 Produktionsschlssel (handbettigte Montagewerkzeuge), anzeigende Dreh-moment- und Drehmoment-/Drehwinkel-Schlssel mit indirekter Winkelmessung . . 144 Anforderungen

5、 an das Prfmittel fr kontinuierlich drehende und handbettigteWerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.1 Aufbau, Auflsung und Messunsicherheit . . . . . . . . . . . . . . 194.2 Messfrequenz des Prfmittels. . . . . . . . 204.3 Filter des Prfmittels . . . . . . . . . . . . 204.4 Messmittelfh

6、igkeit des Prfmittels . . . . 20Anhang Dokumentation und Darstellung der Daten Beispiel . . . . . . . . . . . . . 24A1 Allgemeine Angaben zum Prfling . . . . . 24A2 Allgemeine Angaben Prfmittel und Prfbedingungen . . . . . . . . . . . . . . 26A3 Darstellung der Prfdaten . . . . . . . . . . 26Schrift

7、tum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 33 Procedures for measuring

8、 performance . . . . . . . . . . . . 63.1 Motor-powered nutrunning tools(continuously rotating) . . . . . . . . . . . 63.2 Production wrenches (manually operatedassembly tools), indicating torque andtorque/angle wrenches with indirect anglemeasurement . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Test equipme

9、nt requirements forcontinuously rotating and manually operated tools . . . . . . . . . . . . . . . . . 194.1 Design, resolution and measurement uncertainty . . . . . . . . . . 194.2 Measurement frequency of thetest equipment . . . . . . . . . . . . . . . 204.3 Test equipment filters. . . . . . . . .

10、 . . . 204.4 Measuring equipment capability of thetest equipment . . . . . . . . . . . . . . . 20Annex Documentation and presentation ofdata example . . . . . . . . . . . . . . 27A1 General information about the test piece . . 27A2 General information relating to test equipment and test conditions .

11、 . . . . 29A3 Presentation of test data . . . . . . . . . . 29Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Frhere Ausgaben: 12.05; 03.11 Entwurf, deutschFormereditions: 12/05; 03/11Draft, in German onlyZubeziehen durch /Available at BeuthVerlag GmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten /All

12、rights reserved (a) Verein Deutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf 2013Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfor internal use not permittedICS 19.060, 25.140.01 Februar 2013February 2013VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA)Fachbereich Fert

13、igungsmesstechnikB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF8AD9NormCD - Stand 2013-04 2 VDI/VDE 2647 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000

14、.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, derFotokopie, der elektronischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig,sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrungdes Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de)

15、, die in denVDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieserVDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.EinleitungNachfolgend aufgefhrte Richtlinien zur Drehmo-ment- und Drehwinkelmessung sind bereits erschie-nen:VDI/VDE/DKD 2639 Kenngren fr Drehmoment-aufnehm

16、erVDI/VDE 2645 Blatt 2 Fhigkeitsuntersuchungenvon Maschinen der Schraubtechnik; Maschinenf-higkeitsuntersuchung MFUVDI/VDE 2646 Drehmomentmessgerte; Mindest-anforderungen an KalibrierungenVDI/VDE 2647 Typprfung von Schraubwerkzeu-gen; Drehmoment- und Drehmoment-/Drehwin-kelprfungVDI/VDE 2648 Blatt 1

17、 Sensoren und Messsystemefr die Drehwinkelmessung; Anweisungen fr dierckfhrbare Kalibrierung; Direkt messendeDrehwinkelmesssystemeVDI/VDE 2648 Blatt 2 Sensoren und Messsystemefr die Drehwinkelmessung; Anweisungen fr dierckfhrbare Kalibrierung; Indirekt messendeDrehwinkelmesssysteme VDI/VDE 2649 Dreh

18、ende Werkzeuge fr Verbin-dungen mit Schraubgewinde; Anweisungen zurvergleichenden Leistungsmessung von hydrauli-schen Impulsschraubern1 AnwendungsbereichDie vorliegende Richtlinie soll Nutzern von Verbin-dungselementen mit Gewinde ein Verfahren gebenzur Bewertung und Spezifizierung der Leistungs-fhi

19、gkeit von kraftbettigten Montagewerkzeugen imtypischen Arbeitsbereich von 0,5 Nm bis 1 kNmund die Hersteller von kraft- und handbettigtenPreliminary noteThe content of this guideline has been developed instrict accordance with the requirements and recom-mendations of the guideline VDI 1000. All righ

20、ts are reserved, including those of reprinting,reproduction (photocopying, micro copying), storagein data processing systems and translation, either ofthe full text or of extracts.The use of this guideline without infringement of copy-right is permitted subject to the licensing conditionsspecified i

21、n the VDI Notices (www.vdi-richtlinien.de).We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.IntroductionThe following guidelines dealing with torque andtorque angle measurement have already been pub-lished:VDI/VDE/DKD 2639 Characteristics of torquetransducersVDI/VDE 2

22、645 Part 2 Capability test for nutrunningmachines; Machine capability test; MFUVDI/VDE 2646 Torque measuring devices; Mini-mum requirements in calibrationsVDI/VDE 2647 Type testing of nutrunning tools;Torque and torque/angle checkingVDI/VDE 2648 Part 1 Transducers and measuringsystems for measuremen

23、t of angle; Instructions fortraceable calibration; Direct measure angle meas-uring systemsVDI/VDE 2648 Part 2 Transducers and measuringsystems for measurement of angle; Instructions fortraceable calibration; Indirect measure anglemeasuring systemsVDI/VDE 2649 Rotary tools for bolted connection;Guide

24、line for comparative power-measurementsof hydraulic impulse tools1 ScopeThe present guideline is intended to provide users ofthreaded fastening elements with a procedure forevaluating and preparing specifications for the per-formance of power-operated assembly tools in thetypical operating range of

25、0,5 Nm to 1 kNm and toenable the manufacturers of power- and manually op-B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF8AD9NormCD - Stand 2013-04VDI/VDE 2647 3 All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013Werkzeugen in die Lage versetzen, ihre Erzeugnisseunter korrelierten technis

26、chen Spezifikationen anzu-bieten.Die Richtlinie legt ein Laborleistungsprfverfahrenfr kraft- und handbettigte Montagewerkzeuge zurInstallation von Verbindungselementen mit Gewindefest. Sie gibt Anweisungen dafr, was und wie ge-prft werden soll und wie die Prfdaten auszuwertenund darzustellen sind.Si

27、e gilt fr Werkzeuge, die einen ununterbrochenenDrehmomentverlauf erzeugen, und fr Produktions-schlssel (messende Drehmomentschlssel fr denProduktionseinsatz). Sie gilt jedoch nicht fr Schlag-schrauber, Impulsschrauber, Abwrgeschrauber undauslsende Drehmomentschlssel.2 BegriffeFr die Anwendung dieser

28、 Richtlinie gelten die fol-genden Begriffe:Arbeitsbereich des SchraubwerkzeugsVom Hersteller zugelassener Drehmomentbereichbzw. Drehwinkelbereich des Schraubwerkzeugs.Anmerkung: In diesem Bereich kann der Betrieb mit den zugesi-cherten Eigenschaften erfolgen.Drehmoment (M)in NmProdukt der Kraft, die

29、 das Verbindungselement dreht,und dem senkrechten Abstand zwischen der Kraft-linie und der Drehachse des Verbindungselements.Drehmomentrate (D)in Nm/Quotient aus der Drehmomentnderung und dergleichzeitigen Drehwinkelnderung:(1)Drehmomentstreuungin NmWahrscheinlicher Bereich der Messwerte ( Dreh-mome

30、nt), die ein Werkzeug bei einer Messreihe aneiner Verbindung erzeugt.Anmerkung: Die Einstellung (Sollwert) des Werkzeugs darf dabeinicht verndert werden.6s = 6 s (2a)Drehmomentstreuung als Prozentsatz des mittleren Drehmoments in %Quotient aus 6s-Drehmomentstreuung und demmittleren Drehmoment multip

31、liziert mit 100.D M-=Merated tools to offer their products on the basis of cor-related technical specifications.The guideline defines a laboratory performance test-ing procedure for power- and manually operated as-sembly tools used for installing threaded fastening el-ements. It provides instruction

32、s on what should betested and how this should be done, and also on howthe test data should be evaluated and presented.It applies to tools which deliver an uninterruptedtorque curve and to production torque wrenches(measuring torque wrenches for use in production). Itdoes not however apply to impact

33、wrenches, control-led impulse nutrunners, stall-type nutrunners or cut-out torque wrenches.2 Terms and definitionsFor the purposes of this guideline, the followingterms and definitions apply:Operating range of the nutrunning toolNutrunning tools torque range or torque angle rangewhich has been appro

34、ved by the manufacturer.Note: Within this range it is possible to operate with assured prop-erties.Torque (M)in NmProduct of the force which rotates the fastening ele-ment and the vertical distance between the line offorce and the axis of rotation of the fastening element.Torque rate (D)in Nm/Quotie

35、nt of the change in torque and the simultane-ous change in angle:(1)Torque scatterin NmProbable range of measured values (torque) whicha tool delivers at a fastening during a measurementseries.Note: The tool setting (setpoint value) shall not be changed here.6s = 6 s (2a)Torque scatter as a percenta

36、ge of themean torque in %Quotient of 6s torque scatter and the mean torquemultiplied by 100.D M-=MB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF8AD9NormCD - Stand 2013-04 4 VDI/VDE 2647 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013Drehwinkel ()in Ma fr die Drehung, die das Ver

37、bindungselementerfhrt.Drehwinkelstreuungin Quotient aus 6s-Drehwinkelstreuung und demmittleren Drehwinkel multipliziert mit 100.Anmerkung: Die Einstellung (Sollwert) des Werkzeugs darf dabeinicht verndert werden.6s = 6 s (2b)Drehwinkelstreuung als Prozentsatz des mittleren Drehwinkels in %Quotient a

38、us 6s-Drehwinkelstreuung und demmittleren Drehwinkel multipliziert mit 100.Index der lagebezogenen Maschinenfhigkeit (Cmk)Die lagebezogene Maschinenfhigkeit wird statis-tisch ausgewertet und in Form eines Fhigkeitsindexangegeben:(3)Dabei istMittelwert aus den gemessenen WertenIndex der lagebezogenen

39、 Messgertefhigkeit (Cgk)Lagebezogener Fhigkeitsindex eines Messgerts:(4)Dabei istMittelwert aus den gemessenen Wertenxr richtiger Wert (Zielwert)Index der streuungsbezogenen Maschinenfhigkeit (Cm)Die streuungsbezogene Maschinenfhigkeit wird sta-tistisch ausgewertet und in Form eines Fhigkeitsin-dex

40、angegeben:(5)Index der streuungsbezogenen Messgertefhigkeit (Cg)Streuungsbezogener Fhigkeitsindex eines Messge-rts:(6)Cmk Min OT x3s- x UT3s-, =xCg Min xr 0,1+ T( ) x3s- x xr 0,1 T( ) 3s-, =xCm OT UT6s-=Cg 0,2 T6s-=Rotation angle ()in Measure of the rotation which the fastening elementundergoes.Rota

41、tion angle scatterin Quotient of 6s rotation angle scatter and the meanrotation angle multiplied by 100.Note: The tool setting (setpoint value) shall not be changed here.6s = 6 s (2b)Rotation angle scatter as a percentage of themean rotation angle in %Quotient of 6s rotation angle scatter and the me

42、anrotation angle multiplied by 100.Index of the position-related machine capability (Cmk)The position-related machine capability is evaluatedstatistically and given in the form of a capability in-dex:(3)wheremean value at the measured valuesIndex of the position-related measuring instrument capabili

43、ty (Cgk)Position-related capability index of a measuring in-strument:(4)wheremean value at the measured valuesxr correct value (target value)Index of the scatter-related machine capability (Cm)The scatter-related machine capability is evaluatedstatistically and given in the form of a capability in-d

44、ex:(5)Index of the scatter-related measuring instrument capability (Cg)Scatter-related capability index of a measuring in-strument:(6)Cmk Min OT x3s- x UT3s-, =xCg Min xr 0,1+ T( ) x3s- x xr 0,1 T( ) 3s-, =xCm OT UT6s-=Cg 0,2 T6s-=B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF8AD9NormCD - Stand 2013-04V

45、DI/VDE 2647 5 All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013Maximales Drehmoment im Arbeitsbereich des SchraubwerkzeugsHchstes Drehmoment, das von einem Schraubwerk-zeug erreicht werden kann.Anmerkung: Dies ist eine Angabe des Herstellers.Mittlerer Drehwinkel ( )Arithmetisches

46、Mittel von mehreren Drehwinkel-messwerten an einer bestimmten Verbindung unterdefinierten Bedingungen:(7a)Mittleres Drehmoment ( )Arithmetisches Mittel von mehreren Drehmoment-messwerten an einer bestimmten Verbindung unterdefinierten Bedingungen:(7b)ProduktionsschlsselMessender Drehmoment-/Drehwink

47、elschlssel frden Produktionseinsatz.SchraubwerkzeugMotorbettigtes bzw. handbettigtes Montagewerk-zeug zum Eindrehen von Verbindungselementen mitGewinde, das mit einer Signalisierung ausgerstet ist.Anmerkung: Sobald ein am Werkzeug eingestelltes Solldrehmo-ment bzw. Solldrehwinkel erreicht ist, wird

48、der Kraftfluss zum Ver-bindungselement unterbrochen.Standardabweichung (s)Ma fr die Streuung der Messwerte einer endlichenMessreihe:(8)Dabei istMittelwert aus den gemessenen WertenToleranz (T)Differenz zwischen dem zulssigen maximalen Wert (OT) und dem zulssigen kleinsten Wert (UT) einer Gre:T = OT UT (9)Dabei istOT obere ToleranzgrenzeUT untere Toleranzgrenze 1n- ii 1=n=MM