【国家标准(GB)】 凿岩机械与气动工具 性能试验方法

ICS.73. 100. 10
中华人民共和国国家标准　
GB/T5621—2008
代替GB/T5621-1999
凿岩机械与气动工具，
性能试验方法
Test methods of performance for rock drilling machines and pneumatic tools(ISO 2787:1984,Rotary and percussive pneumatic tools-Performance tests,MOD)
2008-07-09 发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会國
双码防信
2009-02-01实施
GB/T 5621—2008
2规范性引用文件
3术语、量与单位符号
4产品的分类
5性能试验方法
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（规范性附录）
附录D（资料性附录）
附录E（资料性附录）
凿岩机械与气动工具试验报告格式（回转式产品）凿岩机械与气动工具试验报告格式（冲击式产品）用应力波法测量冲击能量的程序…·本标准章条编号与ISO2787：1984章条编号对照本标准与ISO2787：1984的技术性差异及其原因2
GB/T5621-2008
本标准修改采用ISO2787：1984《回转式和冲击式气动工具性能试验》（英文版）。本标准根据ISO2787：1984重新起草。为了便于比较，在资料性附录D中列出了本标准条款和国际标准条款的对照一览表。
本标准在采用ISO2787：1984时进行了修改。这些技术性差异用垂直单线标识在它们所涉及的条款的页边空白处，并在资料性附录E中给出了技术性差异及其原因的览表，以供参考。为便于使用，本标准还作了下列编辑性修改：“本国际标准”一词改为“本标准”；一用小数点“.”代替作为小数点的“，”；一删除国际标准的“前言”、“目录”和“引言”；—取消了ISO2787中“定义”章的全部内容；一对ISO2787：1984附录C中的个别错误进行了修改。本标准是对GB/T5621--1999《凿岩机械与气动工具GB/T5621—1999相比，主要变化如下：增加了目次；
——删除了“ISO前言”；
—在规范性引用文件中增加了GB/T6374一2004；性能试验方法》进行的修订，与将5.1.2中的“环境温度：20℃士2℃”和“压气温度：20℃士5℃”分别改为“环境温度：10～35℃”和压气温度：15～35℃”；一在5.6.1中的“磁电传感器”后增加了“压力传感器”；一根据产品的实际特性，将原标准C.1.7a)的内容重新规定为C.1.7a)(见附录E)；增加了资料性附录D和附录E。
本标准代替GB/T5621—1999。
本标准的附录C为规范性附录，附录A、附录B、附录D和附录E为资料性附录。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（SAC/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。
本标准代替标准的历次版本发布情况为：-GB/T5621—1985.GB/T5621-1999。I
1范围
凿岩机械与气动工具性能试验方法GB/T5621-2008
本标准规定了凿岩机械与气动工具（以下简称产品）的性能检验方法和技术条件。本标准适用于凿岩机械与气动工具的性能检验，不适用于冲击式气螺刀和气扳机。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB3100—1993
3国际单位制及其应用（eqvISO1000：1992）GB3101—1993
3有关量、单位和符号的一般原则（eqvISO31-0：1992）GB/T4974一2005压缩机、凿岩机械与气动工具优先压力（ISO5941：1979，MOD）GB/T6247—2004凿岩机械与气动工具术语（ISO3857-3：1989，MOD）凿岩机械与气动工具
GB/T6374—2004
尾柄和衬套配合尺寸（ISO1180：1983，MOD）3术语、量与单位符号
GB/T6247一2004确立的术语和定义适用于本标准。3.2
量、单位和符号
本标准所采用的量与单位符号应符合GB3100—1993和GB3101—1993的规定，见表1。表1
量的名称
活塞直径
最大拧紧扭矩
管道或软管内径
冲击能量
冲击额率
主轴转速
绝对压力
活塞行程
大气压力
表压力(有效压力)
体积流量
量的符号
单位名称
米或旁米
牛顿米
牛顿米
转每分
升每秒
单位符号
m或mm
GB/T5621—2008
3.3角注符号
一环境条件；
平均值；
最大值；
min-最小值；
s-—起动状态(n或f=0)；
i——无负荷状态；
P—在给定的输出功率条件下。
3.4性能数据符号
试验数据有效时的压气压力(荐用压力)；输出功率；
给定输出功率时的耗气量；
空转耗气量；
给定输出功率时的转速；
给定输出功率时的扭矩；
最大起动扭矩；
最小起动扭矩；
空转转速；
无负荷冲击频率；
冲击能量；
冲击频率；
最大拧紧扭矩。
产品的分类
对产品的说明（见表2）。
对产品的说明
产品型号
标准产品
产品的质量
产品的尺寸
活塞的直径和质量
活塞的理论行程
荐用软管内径和长度
作业工具的型号和尺寸
工具尾柄和衬套
工具定位器
特殊的和附加的特性
制造厂的产品型号
产品应包括夹持器及所有防止事故和噪声的装置，但不包括作业工具、管接头、软管和支架等
D、mp
d、Lb
标准产品所规定的正常配备的产品质量在任何情况下都应注明产品的总长度及某种产品的特征长度冲击活塞的最大外径尺寸和质量装上尾柄后，活塞可以在工作室内轴向移动的长度供气软管及接头的最小内径和长度按GB/T6374—2004的规定
按GB/T6374—2004的规定
如凿岩机的湿式和干式凿岩等
2各种类型产品应给出的数据
4.2.1不带回转的冲击式产品的数据：产品的型号；
一产品的质量；
产品的尺寸；
一活塞的直径和质量；
活塞的理论行程；
荐用软管的内径和长度；
一作业工具的型号和尺寸；
-工具的尾柄和衬套；
荐用压气压力；
负荷耗气量；
冲击能量；
冲击频率。
4.2.2带回转的冲击式产品（如凿岩机）：产品的型号；
产品的质量；
一产品的尺寸；
活塞的直径和质量（活塞的质量包括活塞上螺旋母的质量）；活塞的理论行程；
荐用软管的内径和长度；
作业工具的型号和尺寸；
工具的尾柄和衬套；
特殊的和附加的特性；
荐用压气压力；
负荷耗气量；
冲击能量；
-冲击频率；
空转转速。
回转式产品：
产品的型号；
-产品的质量；
产品的尺寸；
作业工具的型号和尺寸；
工具的尾柄和衬套；
特殊的和附加的特性；
荐用压气压力；
最大输出功率；
负荷耗气量；
空转耗气量；
负荷转速；
空转转速。
GB/T5621—2008
GB/T5621—2008
纯扭式气螺刀和气扳机：
—产品型号；
一产品的质量；
一产品的尺寸；
作业工具的型号和尺寸；
—工具的尾柄和衬套；
特殊的和附加的特性；
荐用压气压力；
最大输出功率；
空转耗气量；
最大起动扭矩；
空转转速。
5性能试验方法
5.1性能试验的一般规则
5.1.1试验工作应由有资格的试验人员进行。试验用设备、仪器和仪表应按标准方法进行校准。5.1.2不同的环境条件如大气压力和环境温度，影响着产品性能，而且，压气的温度也影响着产品性能，所以，试验条件应在下列规定的范围内：大气压力：96士10kPa；
—环境温度：10℃~35℃；
一压气温度：15℃~35℃。
在试验期间，温度应尽可能地接近试验条件，任何偏离规定条件的情况都应在试验报告中注明。试验报告的格式见附录A和附录B。5.1.3一般情况下，产品应在0.63MPa士0.015MPa有效压力（表压力）下进行试验。如果产品设计采用了GB/T4974一2005规定的不同的压力（例如0.4MPa），也可采用该压力，但应在试验报告中说明。不管采用何种压力，在所有试验条件下都应保持这一压力。5.1.4测压点依据所使用的产品类型而定。5.1.4.1回转式工具应在紧靠产品进气口前测定工作压力。5.1.4.2对于冲击式工具来说，因考虑到试验时脉动气流对性能的影响，从测压点到被测产品之间连接的软管长度应至少为3m，最好接近3m。软管的内径尺寸应在试验报告中说明。5.1.5除特殊说明外，压力、主轴转速、冲击频率、输出功率和冲击能量等性能参数均应在相同的运转条件下测量。
5.1.6在试验运转期间，使用润滑油的规格和数量应符合制造厂推荐的要求。5.1.7由于制造的公差，相同型号的产品会测出不同的性能参数。为了获得某种型号产品的性能参数，必须测量若干台同一型号的产品（最少5台），然后给出算术平均值。5.2压力
5.2.1进气压力是影响产品性能的重要因素，因此，应精确地进行测量。5.2.2测量用压力表应能清楚地读出满量程0.5%的压力值，所测压力值应在压力表最大读数的1/4至3/4之间。
5.2.3试验时进气管路上测压点处压气的流速在绝对压力为0.73MPa土0.015MPa时不应超过15m/s。测压时被测产品应在运转状态。5.2.4在输气管路与被测产品之间装一个贮气罐，就可在测压点得到低速度气流，贮气罐还可以衰减气流中的脉动，以确保正确的流量测量。图1为一个比较适用的装置示意图。4
耗气量计
供气管路
温度计、
遮护板
此气罐
图1贮气罐的应用
压力表
被测工具
垂直于气流方向的贮气罐的截面积A(单位为m）应满足：A>7×10-4×9vmaz
式中：
QVmar——被测产品设计时的最大自由空气流量，单位为升每秒(L/s)；p——输气管路中的绝对压力，单位为兆帕(MPa)。此时的气流速度相当于或低于15m/s。GB/T5621—2008
（1）
在试验冲击式产品时，贮气的容量应至少是被测产品换气容量的100倍。压力表的压力导出孔的位置应在贮气罐进气孔的另一端，其中心线与气流的方向应垂直，以免气流直接冲入压力导出孔。在贮气罐进气口前放一块遮护板效果比较好（如图1所示）。为检查贮气罐和流量装置中压缩空气的温度，贮气罐上应装有温度计。5.2.5在按图1装置检测产品之前，应校验该装置，具体方法是慢慢地加大空气流量至被测产品的最大流量，同时观察压力表，在这个过程中，压力表读数的变化不应超过0.5%。5.2.6在输气管路中应保证没有压力脉冲，例如来自空气压缩机的压力脉冲，以免引起压力测量和耗气量测量中的误差。输气管路中如有明显的压力脉冲，则应在压缩空气进人测量装置之前消除压力脉冲，即可在空气压缩机和测量装置之间设置另一个合适的贮气罐。5.2.7按5.2.4～5.2.6和使用适当校准的压力表进行试验时，应使运转压力保持在要求压力值的土2%以内。
5.3扭矩
5.3.1气动回转式产品的扭矩测量应按照公认的试验准则或方法进行，所参考的试验方法应在试验报告中说明。
5.3.2回转式产品的扭矩应采用摆臂式测力计、扭矩仪或制动器进行测量。5.3.3当被测产品的扭矩低于摆臂式测力计额定扭矩的1/10时，不应使用这种扭矩装置。5.3.4正确方法测出的扭矩误差不应超过士3%。5.4主轴转速
5.4.1主轴转速的测量，应采用以足够频率进行校准的仪器进行测量。本标准推荐采用磁电传感器或光电传感器，用频率计计数的方法。5.4.2按5.4.1的要求测出的主轴转速，其误差不应超过士2%。5.5冲击能量
5.5.1当冲击式产品的活塞撞击作业工具（如凿岩钎具、凿子等)时，在作业工具中产生应力波（应力脉冲），并沿着作业工具的方向传向凿头末端，此应力脉冲能用适当的仪器记录下来。应力脉冲携带着活塞的一部分冲击能量，而且最大应力是活塞在撞击作业工具时的冲击末速度（即活塞冲击能量)的函数。通过适当的标定，活塞的冲击能量与最大应力之间的关系就可确定下来。采用应力波法测量冲击能量的详细方法见附录C。
5.5.2对于由活塞运动而产生回转的冲击回转式产品，在测量冲击能量时，回转机构应在没有任何扭5
GB/T5621—2008
矩加于作业工具的情况下运行。5.5.3如按附录C的方法测出的冲击能量，其误差不超过士10%。5.6冲击频率
5.6.1冲击频率的测量可以采用一种能清楚地表明与被测产品冲击次数有关的信号进行，如作业工具的运动、应力脉冲、产品进气口附近进气管路中的气压脉动以及活塞或阀的运动信号等。本标准推荐用应力脉冲计算机测量法或用磁电传感器、压力传感器等频率计计数法进行测量。5.6.2由于冲击式产品的冲击频率取决于作业工具端部应力波的反射情况，因此，冲击频率应在产品正常作业的条件下测量。例如，凿岩机冲击频率的测量应在实际凿岩作业条件下进行。5.6.3正确测量得到的冲击频率，其误差不超过士2%。5.7输出功率
5.7.1回转式产品的输出功率可从测得的主轴转速与从制动器中测得的对应扭矩按式(2)计算出来：P= Mo%
式中：
P输出功率，单位为千瓦(kW)；
M——扭矩，单位为牛米(N·m);w主轴角速度，单位为弧每秒（rad/s）2元·n
n-主轴转速，单位为转每分钟（r/min）。.
....(2)
计算出每一组主轴转速和对应扭矩的功率，可绘制出功率与主轴转速的功率曲线图。由曲线图可估算出最大功率时的主轴转速，在此主轴转速时可精确测量出产品输出的最大功率值。在试验报告中应陈述测出的最大功率和相应的主轴转速计算出的输出功率的精度，取决于主轴转速和扭矩的测量精度。如果这两项达到5.3.4和5.4.2的要求，那么，计算出的输出功率误差不超过士5%。5.7.2冲击式产品的输出功率可以按式(3)计算出来：P10-3.e·f
式中：
P——输出功率，单位为千瓦(kW)；e—冲击能量，单位为焦(J)；
f一冲击频率，单位为赫兹（Hz)。在试验报告中应陈述计算出的输出功率。...（3）
计算出的输出功率的精度取决于按5.5.3和5.6.3测出的冲击能量和冲击频率的精度，用这种方法得出的输出功率的误差不超过士12%。5.8耗气量
5.8.1产品的耗气量一般用以L/s或m2/min为单位的自由空气来表示，测量方法是把测得的产品进气口的流量换算成基准大气下的自由空气来计算。基准大气的条件为：大气压力：100kPa；温度：20℃；湿度：65%。5.8.2气动工具的耗气量应在产品的进气口一侧测量，即压缩空气进人产品的一侧测量。5.8.3产品的耗气量，可使用已知精度或经校准的流量喷嘴、压差装置、涡轮流量计和金属管转子流量计等进行测量。如果流量计的使用状况偏离了校准状态时，应对测量的值进行修正。5.8.4正确地进行测量，其测量结果的误差不超过士5%。6
附录A
（资料性附录）
凿岩机械与气动工具试验报告格式（回转式产品）根据GB/T56212008进行了如下检测。A.1试验对象
产品型号及名称：
产品编号：
制造厂：
2试验条件
大气压力(绝对压力)：
3工作条件
验收气压(表压力)：
软管长度：
A.4试验仪器
试验结果
A.5.1负荷耗气量：
空转转速：
kPa；环境温度：
MPa；压气温度：
m；软管内径：
℃；湿度：
℃；润滑油型号：
L/s；修正值：
r/min;空转耗气量：
转速和扭矩的试验结果见表A.1,功率曲线见图A.1。表A.1
主轴转速/（r/min）
扭矩/(N·m）
计算的输出功率/kW
GB/T 5621-2008
L/s。
主轴转速/(r/min)
GB/T5621—2008
最大功率时的主轴转速：
r/min。
最大功率时主轴转速下测得的扭矩见表A.2。A.5.4www.bzxz.net
最大功率时的扭矩/(N·m）
计算出的输出功率/kW
试验记事
报告人：
批准：
检测日期：
批准日期：