机床固有能量效率评价指标的获取流程如图1，包括测量、数据拟合和计算。

4.3.2. 1一般要求

图1评价指标获取流程

测量过程宜遵循以下要求： a）测量频率为2Hz～50Hz，宜取20Hz； b）功率测量仪器的精度宜满足士（0.2%×显示值十0.2%×量程）； ）测量环境一般为常温、常压，对环境温度有特殊要求的机床，应按其实际工作环境进行测量； d）功率测量仪器接人机床总电源开关处，接线方式如图2所示

广场标准规范范本图2功率测量仪器接线方式

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4.3.2.2待机功率测量

取待机稳定后的功率值。待机功率宜测量3次以上，各次待机功率值的平均值记为评价指标中的待机 功率值。应用示例参见附录A。

4.3.2.3主轴空运转功率测量

待机状态下开启机床主轴系统，并稳定运行3min以上。单次主轴空运转功率宜取主轴空运转稳 定运行后的功率值。每级主轴转速宜测量3次以上，且各次主轴空运转功率值的平均值记为该主轴转 速下的主轴空运转功率。 待测无级变速的主轴转速可等间隔选取，包括主轴最小转速和最大转速，相邻主轴转速的间隔宜不 高于最大转速与最小转速之差的1/4在内的各个主轴转速。应用示例参见附录A。 有级变速的主轴，则宜每级转速均按上述方法进行测量

4.3.2.4进给空运转功率测量

待机状态下开启机床进给系统，并在其行程范围内进行直线运动，运行时长可为进给行程与最快工 作进给速度的比值。单次进给空运转功率宜取进给平稳后的功率值。每个进给速度宜测量3次以上 且各次进给空运转功率值的平均值记为该进给速度下的进给空运转功率。 待测进给速度可等间隔选取包括最快进给速度在内的各种进给速度，相邻进给速度的间隔宜不高 于最快工作进给的1/8。应用示例参见附录A

4.3.3.1主轴空运转功率拟合

可选用最小二乘法进行直线拟合，对4.3.2.3中的主轴空运转功率与主轴转速关系进行数据拟合 示例参见附录A。 有级变速的主轴则每级转速需按上述方法分别进行拟合

4.3.3.2进给空运转功率拟合

可选用最小二乘法直线拟合方法， 合速度为拟合区间，对4.3.2.4中测量的进给空 率与进给速度可进行数据拟合。 应用示例参 参见附录A

4.3.4.1当量主轴空运转功率

当量主轴空运转功率计算如下： a）将机床生产厂家提供的N个推荐转速作为主轴转速代表，1/N作为各主轴转速代表使用概 率；或获取机床最小主轴转速nmin和最大主轴转速nmax，按表1计算机床主轴转速代表及其使 用概率；或根据机床实际使用情况统计获取主轴转速代表及其使用概率。

表1主轴转速代表及其使用概率

b）将各主轴转速代表代人公式（1 空运转功率。再将它们和各主轴 转速代表使用概率代入公式（3），得到当量空运转功率。 应用示例参见附录A

4.3.4.2当量进给空运转功率

当量进给空运转功率计算如下： a 获取机床最快进给速度Vfmax，按表2计算机床进给速度代表及其使用概率；或根据机床实际使 用情况统计获取机床进给速度代表及其使用概率。 b） 将各进给速度代表代入公式（2），得到各进给速度代表对应的机床进给空运转功率；再将它们 和各进给速度代表使用概率代人公式（4），得到当量进给空运转功率。应用示例参见附录A。

表2进给速度代表及其使用概率

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附录A （资料性附录） 机床固有能量效率评价应用示例

选取两台数控滚齿机作为应用示例，对其固有能量效率进行评价。两台数控滚齿机的主要规格参 数如下： a）滚齿机A主轴转速范围120r/min~540r/min，Z轴进给速度范围0mm/min~660mm/min， Z轴最大行程170mm b） 滚齿机B主轴转速范围150r/min～1000r/min，Z轴进给速度范围0mm/min～1000mm/min Z轴最大行程285mm。 采用的功率测量仪器主要参数如下： a）功率量程6W~2.25MW； b 测量精度±（0.05%×显示值+0.05%×量程）； 数据测量频率20Hz。 测量环境为常温、常压.功率测量仪器接线方式按4.3.2.1执行

A.2.1待机功率测量

按4.3.2.2方法，进行滚齿机A和滚齿机B的待机功率测量；测量次数为5次，每次待机稳定运 I均为4min，各次待机功率及平均功率值如表A.1所示，

表A.1机床待机功率

根据表A.1,滚齿机A的待机能效性能更好

表A.1.滚齿机A的待机能效性能更好

A.2.2主轴空运转功率测量

按4.3.2.3方法，进行滚齿机A和滚齿机B的主轴空运转功率测量。等间隔选取主轴转速时，小 四舍五入法取整，选取的结果如表A.2所示。每个主轴转速测量次数为5次，每次主轴稳定运行 4min.每个主轴转速的主轴空运转功率取均值，结果如表A.2所示

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表A.2机床主轴空运转功率

A.2.3进给空运转功率测量

按4.3.2.4方法，进行滚齿机A和滚齿机B的Z轴进给空运转功率测量。等间隔选取Z轴进给速 度，选取结果如表A.3所示。每个Z轴进给速度测量次数为5次，每次运行时间为Z轴进给行程与最 大进给速度的比值，即滚齿机A每次运行时长为15s，滚齿机B每次运行时长为17s。每个Z轴进给 速度下进给空运转功率取均值，结果如表A.3所示

表A.3机床Z轴进给空运转功率

A.3.1主轴空运转功率拟合

按4.3.3.1的要求，采用最小二乘法，对数控滚齿机A和滚齿机B的主轴空运转功率进行直乡 ，结果分别见公式（A.1）和公式（A.2），拟合直线见图A.1

PuB=2.1n+3046

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滚齿机A和滚齿机B的主轴空运转功率拟合曲

74r/min；在主轴转速低于174r/min的主轴转速区间范围内，滚齿机A的主轴空运转能效性能更好； 在主轴转速高于174r/min的主轴转速区间范围内，滚齿机B的主轴空运转能效性能更好

A.3.2进给空运转功率拟合

按4.3.3.2的要求，采用最小二乘法，对滚齿机A和滚齿机B的进给空运转功率进行直线拟合， 别见公式（A.3）和公式（A.4）

A.4.1当量主轴空运转功率

图A.2滚齿机A和滚齿机B的Z轴空运转功率

按4.3.4.1的方法获取机床主轴转速代表及其使用概率，结果如表A.4和表A.5所

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表A.4滚齿机A主轴转速代表及其使用概率

表A.5滚齿机B主轴转速代表及其使用概率

将表A.4的主轴转速代表代入公式（A.1），得到滚齿机A在各主轴转速代表下的空运转功率，如 表A.6所示。将表A.5的主轴转速代表代入公式（A.2），得到滚齿机B在各主轴转速代表下的空运转 功率，如表A.6所示

表A.6主轴转速代表下的空运转功率

将表A.6的主轴转速代表及空运转功率代人公式（3），得到滚齿机A和滚齿机B的当量空运车 ，如公式（A.5）和公式（A.6）所示

公式（A.5)和公式（A.6），滚齿机B的综合空运转

A.4.2当量进给空运转功率

按4.3.4.2的方法，将滚齿机A的Z轴最大进给速度660mm/min代入表2，得到滚齿机A的2 给速度代表及其使用概率，如表A.7所示；将滚齿机B的Z轴最大进给速度1000mm/min代 得滚齿机B的Z轴进给速度代表及其使用概率，如表A.8所示

A.7滚齿机A的Z轴进给速度代表及其使用概

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供暖标准A.8滚齿机B的Z轴进给速度代表及其使用相

将表A.7的进给速度代表代人公式（A.3），得到滚齿机A的Z轴在各进给速度代表下的进给空 率，如表A.9所示。将表A.8的进给速度代表代人公式（A.4），得到滚齿机B的Z轴在各进给速 下的进给空运转功率，如表A.9所示

表A.9Z轴进给转速代表下的进给空运转功率

将表A.9的进给速度代表及其进给空运转功率代入公式（4），得到滚齿机A和滚齿 量进给空运转功率，如公式（A.7）和公式（A.8）所示

将表A.9的进给速度代表及其进给空运转功率代入公式（4）质量标准，得到滚齿机A和滚齿机B的Z轴 给空运转功率.如公式（A.7）和公式（A.8）所示

+ 0.30 X 3 344+ 0.23 X 3 420+0.12 X 3 496 =3 344(W) 根据公式（A.7)和公式（A.8)，滚齿机A的Z轴综合进给空运转能效性能更好。

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