GB/T 40803-2021 机械加工过程 能量效率评价方法.pdf

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  • Yst—机械加工过程待机能耗率,以%表示; 机械加工过程待机能耗,单位为千瓦时(kW·h)。

    GB/T 408032021

    5.6空运转能耗率的获取方法

    按照GB/T40799规定的方法验货标准,获取机械加工过程总能耗和空运转能耗,按公式(6)计算空运转

    机械加工过程空运转能耗率,以%表示; E 机械加工过程空运转能耗,单位为千瓦时(kW·h)

    5.7切削能耗率的获取方法

    机械加工过程切削能耗率,以%表示; 机械加工过程切削能耗,单位为千瓦时(kW·h)

    5.8切削能量利用率的获取方法

    一机械加工过程切削能量利用率,以%表示。

    ++.+.++++6

    LEr mr =E.

    机械加工过程能量效率评价流程如图1所示,包括以下5个步骤: 选取待评价机械加工过程; b) 选取能效评价指标; C)制定评价指标的基准值; 1) 获取评价指标的测算值; e)将评价指标测算值与其基准值进行比较,判定评价结果。 评价示例见附录A

    GB/T40803202

    6.2选取待评价机械加工过程

    选取待评价机械加工过程时应满足以下2个要求: 所选取加工过程属于机床加工一个或多个工件的完整加工过程; 所加工工件具有相同规格, 选定机械加工过程后,应记录所选机械加工过程的加工时间段、机床型号和工件型号等信息

    6.3选取评价指标 6.3.1依据评价需求,选取机械加工过程能量效率评价指标。 6.3.2评价机械加工过程综合能效情况,应从有效能量利用率、工件比能和体积比能中选取一个或多 个综合评价指标。其中: 评价不同机床加工相同工件的整体能效情况,优先选择工件比能; 评价机床加工不同材料的整体能效情况,优先选择体积比能; 评价差异较大(比如机床以及工件规格均不同)的两个机械加工过程的整体能效情况,优先选 择有效能量利用率。 6.3.3评价机械加工过程单项能效情况,应依据以下原则选取单项评价指标: 评价待机过程能效情况,选取待机能耗和待机能耗率; 评价空运转过程能效情况,选取空运转能耗和空运转能耗率; 评价切削过程能效情况,选取切削能耗和切削能耗率; 评价切削过程中切削参数选取情况,选取材料去除能耗和切削能量利用率。

    6.3.2评价机械加工过程综合能效情况,

    6.4制定评价指标的基准值

    6.4.1评价指标的基准值是能量效率评价过程中量化能量效率差距、指导能量效率优化的基础参考依 据,可依据参考制定法和测试制定法两种方法来制定, 6.4.2参考制定法。若已发布机械加工过程的能耗限额标准以及行业中相同机械加工过程的能量效 率先进值,可参考能耗限额标准和行业先进值,选取制定评价指标的基准值。 6.4.3测试制定法。通过实际测试来制定评价指标的基准值。具体步骤如下

    GB/T 408032021

    a 选取一段机械加工过程。其中,所选机械加工过程应满足加工过程中机床未发生故障、所加 工件具有相同规格且皆为合格件、合格件数量不少于3个; D 按照第5章所述方法,获取每个合格工件加工过程能量效率评价指标的测算值; 对每项评价指标在各合格工件加工过程的测算值,按从大到小进行排序; d)选取排序中的最大值作为该项评价指标的基准最大值,并选取排序中的最小值作为该项评价 指标的基准最小值。 e 对于待机能耗、空运转能耗、切削能耗以及材料去除能耗这4个指标,其基准值为单个工件评 价指标的基准值与待评价加工过程合格工件数量的乘积。 具体示例见A.3

    6.5获取评价指标的测算值

    按第5章规定的方法获取机械加工过程能量效率评价指标的测算值。同时,评价指标测算值的 程应满足GB/T40799的要求

    将各评价指标的测算值与其基准值进行比较,判定评价结果。其中: 当各评价指标的测算值低于其基准最大值而高于基准最小值时,则视为正常水平。 对于有效能量利用率、切削能耗率以及切削能量利用率这3个指标:当其测算值高于其基准最 大值时,则视为高效率;当其测算值低于基准最小值时,则视为低效率。 对于工件比能、体积比能、待机能耗、待机能耗率、空运转能耗、空运转能耗率、切削能耗以及材 料去除能耗这8个指标:当其测算值高于其基准最大值时,则可视为低效率;当其测算值低于 基准最小值时,则可视为高效率,

    评价报告 如下: 机械加工过程的基本信息应包括加工时间段、机床型号和工件型号等内容。 能量效率评价信息表应包括评价指标、基准值、测算值、评价结果以及建议等内容。 人员日期信息应包括评价人员信息、审核人员信息以及评价日期等。 评价报告示例见A.6。

    下: 机械加工过程的基本信息应包括加工时间段、机床型号和工件型号等内容。 能量效率评价信息表应包括评价指标、基准值、测算值、评价结果以及建议等内容。 人员日期信息应包括评价人员信息、审核人员信息以及评价日期等。 评价报告示例见A.6

    GB/T 40803—2021附录A(资料性)机械加工过程能量效率评价示例A.1选取待评价机械加工过程依据6.2规定的要求,选取机床A加工一批工件W的完整加工过程。其中,机床A的信息如表A.1所示,工件W的信息如表A.2所示;批量加工工件的数量为10个。表A.1待评价机械加工过程的机床信息机床型号主轴转速范围/(r/min)最大回转半径/mm最大加工长度/mm机床A100~4 500460420表A.2待评价机械加工过程的工件信息工件型号CS001工件材料45钢毛坏尺寸50mmX200mmKa单位为毫米C1IW工件形状与尺寸卜右端面100105110199A.2选取评价指标为整体展示机械加工过程能量效率评价全过程,本次评价选取评价指标体系中的所有指标。其中,综合评价指标包括有效能量利用率、体积比能和工件比能;选取的单项评价指标包括待机能耗、待机能耗率、空运转能耗、空运转能耗率、切削能耗、切削能耗率、材料去除能耗和切削能量利用率。A.3制定加工过程评价指标的基准采用测试制定法制定能效基准。具体步骤和结果如下:a)采用机床A连续加工完成3个合格工件W;b)采用几何计算法,计算获得单个工件材料去除体积为67713.5mm。c)按照GB/T40799规定的方法,获取每个合格工件加工过程的总能耗、待机能耗、空运转能耗、切削能耗和材料去除能耗,如表A.3所示。7

    GB/T40803—2021

    工件加工过程总能耗、待机能耗、空运转能耗、切

    表A.4合格工件加工过程有效能量利用率、体积比能、待机能耗率等指标值

    e)对各合格工件加工过程评价折 到小进行排序,如表A.5所示

    表A.5各评价指标测算值的排序表

    GB/T 408032021

    选取排序中的最天值作为该项评价指标的基准最大值,并选取排序中的最小值作为该项评价 指标的基准最小值,如表A.6所示

    A.4获取加工过程评价指标测算值

    依据6.5,获取加工过程各评价指标的测算值 a)统计获得该段加工过程的工件合格数量为10个。 b)采用几何计算法,计算获得单个工件材料去除体积为67713.5mm",整个加工过程的材料去 除体积为677135mm。 按照GB/T40799规定的方法,获取待评价机械加工过程的总能耗、待机能耗、空运转能耗、切 削能耗、材料去除能耗,如表A.7所示

    水泥标准规范范本表A.7待评价机械加工过程的能效检测值

    d)依次按5.2~5.8的方法,计算获取有效能量利用率、工件比能、体积比能、待机能耗率、空 能耗率、切削能耗率以及切削能量利用率,如表A.8所示

    表A.8待评价机械加工过程的评价指标计算值

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    依据6.6的要求,将各评价指标的测算值与其基准值进行比较,判定各个评价指标的表现情况, 口表A.9所示。

    表A.9机械加工过程评价指标的表现情况表

    根据综合评价指标的评判结果可知,所评价的机械加工过程综合能量效率偏低。 根据单项评价指标中的待机能耗指标测算值比其基准值高,可知该段机械加工过程在工件装卸过 程所花费的时间较长,有进一步提升的空间。根据切削能耗测试值正常且材料去除能耗测算值属于高 效率范围,可知该段机械加工过程采用了使得材料去除能耗更低的工艺参数;从切削能量利用率测算值 氏于其基准值可知,此次工艺调整能效表现不佳;同时,根据空运转过程属于低效率可知该工艺参数引 起了机床空运转能耗等非负载能耗的增加。 基于上述评价结果,提出以下能效提升建议: a)缩短工件装卸时长;若工件装卸时长难以缩短,可在停机状态下进行装卸操作; b)选择使机械加工全过程(而不是局部环节)能量效率更高的工艺参数

    依据第7章规定的要求 旅游标准,编写机械加工过程能量效率评价报告。具体如表A.10所示

    GB/T 40803—2021表A.10机械加工过程能量效率评价报告机械加工过程能量效率评价报告加工时段信息2020年12月21日14:35:50至2020年12月21日15:23:55机械加工过机床型号信息数控车床A程基本信息工件规格型号CS001有效产出信息单个工件材料去除体积67713.5mm合格工件数量10个能量效率评价指标基准值测算值评价结果体积比能/(kW·h/m)1 214.968 01~1 203.432 0712 207.600 57低效率综合评价指标工件比能/(kW·h/个)0.082 27~0.081 490.826619低效率有效能量利用率/%77.74~77.4375.70低效率切削能耗率/%96.53~96.3795.74低效率切削能量利用率/%80.53~80.3579.06低效率能量效率评待机能耗/(kW·h)10×(0.00161~0.00159)0.019 73低效率价信息空运转能耗/(kW·h)10×(0.001 37~0.001 24)0.015 48低效率单项评价指标切削能耗/(kW·h)10 X (0.079 30~0.078 66)0.791 42正常材料去除能耗/(kW·h)10×(0.06377~0.06335)0.625 72高效率待机能耗率/%1.96~1.942.39低效率空运转能耗率/%1.67~1.531.87低效率1)缩短工件装卸时长;若工件装卸时长难以缩短,可在停机状态下进行装卸操作;建议选择使机械加工全过程(而不是局部环节)能量效率更高的工艺参数评价人员崔××评价人员及审核人员陈×X日期评价日期2020年12月27日审核日期2020年12月31日

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