GB/T 40803-2021英文版 机械加工过程 能量效率评价方法
GB/T 40803-2021 英文版 Machining process - Method for energy efficiency evaluation
GB/T 40803-2021英文版 机械加工过程 能量效率评价方法
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1 范围
本文件规定了机械加工过程能量效率评价指标体系、指标获取方法、评价流程以及评价报告编写。
本文件适用于金属切削机床加工过程能量效率评价,其他机械加工过程的能量效率评价可参考本
文件执行。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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。
GB/T 4863 机械制造工艺基本术语
GB/T 6477 金属切削机床 术语
GB/T 40799 机械加工过程 能效基础数据检测方法
3 术语和定义
GB/T 4863、GB/T 6477和GB/T 40799界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
比能
机械加工过程总能耗与有效产出的比值。
注:有效产出可用材料去除体积或合格工件件数表示。
3.2
工件比能
机械加工过程总能耗与合格工件件数的比值。
3.3
体积比能
机械加工过程总能耗与材料去除体积的比值。
3.4
有效能量利用率
机械加工过程材料去除能耗与机械加工过程总能耗的比值。
4 评价指标体系
4.1 机械加工过程能量效率的评价指标包括综合评价指标和单项评价指标两类,如表1所示。
4.2 综合评价指标分为有效能量利用率、工件比能和体积比能指标,主要用于反映机械加工过程的综
合能效情况。
4.3 单项评价指标分为待机能耗、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,用于反映机械加工过程能效的详细情况。
5 评价指标的获取方法
5.1 待机能耗、空运转能耗、切削能耗和材料去除能耗的获取方法
待机能耗、空运转能耗、切削能耗和材料去除能耗应按照GB/T 40799规定的方法检测获取。
5.2 有效能量利用率的获取方法
按照GB/T 40799规定的方法,获取机械加工过程总能耗和材料去除能耗,按公式(1)计算有效能
量利用率。
5.3 工件比能的获取方法
按照GB/T 40799规定的方法,获取机械加工过程总能耗,统计机械加工过程的合格工件数量,按
公式(2)计算工件比能。
5.4 体积比能的获取方法
按照GB/T 40799规定的方法,获取机械加工过程总能耗,按公式(3)计算体积比能。
5.5 待机能耗率的获取方法
按照GB/T 40799规定的方法,获取机械加工过程总能耗和待机能耗,按公式(5)计算待机能耗率。
5.7 切削能耗率的获取方法
按照GB/T 40799规定的方法,获取机械加工过程总能耗和切削能耗,按公式(7)计算切削能耗率。
5.8 切削能量利用率的获取方法
按照GB/T 40799规定的方法,获取机械加工过程切削能耗和材料去除能耗,按公式(8)计算切削
能量利用率。
6 评价流程及要求
6.1 评价流程
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:
a) 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;
d) 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。
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。
6.4 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:
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
工件具有相同规格且皆为合格件、合格件数量不少于3个;
b) 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;
c) 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,评价指标测算值的获
取过程应满足GB/T 40799的要求。
6.6 判定评价结果
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。
7 评价报告的编写要求
评价报告主要包括机械加工过程的基本信息、能量效率评价信息表以及人员日期信息等,具体
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。
