GB/T 40803-2021 英文版 ?Machining process - Method for energy efficiency evaluation

GB/T 40803-2021英文版 機械加工過程 能量效率評價方法

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1 范圍

本文件規(guī)定了機械加工過程能量效率評價指標體系、指標獲取方法、評價流程以及評價報告編寫。

本文件適用于金屬切削機床加工過程能量效率評價,其他機械加工過程的能量效率評價可參考本

文件執(zhí)行。

2 規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文

件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于

本文件。

GB/T 4863 機械制造工藝基本術語

GB/T 6477 金屬切削機床 術語

GB/T 40799 機械加工過程 能效基礎數(shù)據(jù)檢測方法

3 術語和定義

GB/T 4863、GB/T 6477和GB/T 40799界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

比能

機械加工過程總能耗與有效產(chǎn)出的比值。

注:有效產(chǎn)出可用材料去除體積或合格工件件數(shù)表示。

3.2

工件比能

機械加工過程總能耗與合格工件件數(shù)的比值。

3.3

體積比能

機械加工過程總能耗與材料去除體積的比值。

3.4

有效能量利用率

機械加工過程材料去除能耗與機械加工過程總能耗的比值。

4 評價指標體系

4.1 機械加工過程能量效率的評價指標包括綜合評價指標和單項評價指標兩類,如表1所示。

4.2 綜合評價指標分為有效能量利用率、工件比能和體積比能指標,主要用于反映機械加工過程的綜

合能效情況。

4.3 單項評價指標分為待機能耗、待機能耗率、空運轉(zhuǎn)能耗、空運轉(zhuǎn)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,用于反映機械加工過程能效的詳細情況。

5 評價指標的獲取方法

5.1 待機能耗、空運轉(zhuǎn)能耗、切削能耗和材料去除能耗的獲取方法

待機能耗、空運轉(zhuǎn)能耗、切削能耗和材料去除能耗應按照GB/T 40799規(guī)定的方法檢測獲取。

5.2 有效能量利用率的獲取方法

按照GB/T 40799規(guī)定的方法,獲取機械加工過程總能耗和材料去除能耗,按公式(1)計算有效能

量利用率。

5.3 工件比能的獲取方法

按照GB/T 40799規(guī)定的方法,獲取機械加工過程總能耗,統(tǒng)計機械加工過程的合格工件數(shù)量,按

公式(2)計算工件比能。

5.4 體積比能的獲取方法

按照GB/T 40799規(guī)定的方法,獲取機械加工過程總能耗,按公式(3)計算體積比能。

5.5 待機能耗率的獲取方法

按照GB/T 40799規(guī)定的方法,獲取機械加工過程總能耗和待機能耗,按公式(5)計算待機能耗率。

5.7 切削能耗率的獲取方法

按照GB/T 40799規(guī)定的方法,獲取機械加工過程總能耗和切削能耗,按公式(7)計算切削能耗率。

5.8 切削能量利用率的獲取方法

按照GB/T 40799規(guī)定的方法,獲取機械加工過程切削能耗和材料去除能耗,按公式(8)計算切削

能量利用率。

6 評價流程及要求

6.1 評價流程

機械加工過程能量效率評價流程如圖1所示,包括以下5個步驟:

a) 選取待評價機械加工過程;

b) 選取能效評價指標;

c) 制定評價指標的基準值;

d) 獲取評價指標的測算值;

e) 將評價指標測算值與其基準值進行比較,判定評價結(jié)果。

評價示例見附錄A。

6.2 選取待評價機械加工過程

選取待評價機械加工過程時應滿足以下2個要求:

---所選取加工過程屬于機床加工一個或多個工件的完整加工過程;

---所加工工件具有相同規(guī)格。

選定機械加工過程后,應記錄所選機械加工過程的加工時間段、機床型號和工件型號等信息。

6.3 選取評價指標

6.3.1 依據(jù)評價需求,選取機械加工過程能量效率評價指標。

6.3.2 評價機械加工過程綜合能效情況,應從有效能量利用率、工件比能和體積比能中選取一個或多

個綜合評價指標。其中:

---評價不同機床加工相同工件的整體能效情況,優(yōu)先選擇工件比能;

---評價機床加工不同材料的整體能效情況,優(yōu)先選擇體積比能;

---評價差異較大(比如機床以及工件規(guī)格均不同)的兩個機械加工過程的整體能效情況,優(yōu)先選

擇有效能量利用率。

6.3.3 評價機械加工過程單項能效情況,應依據(jù)以下原則選取單項評價指標:

---評價待機過程能效情況,選取待機能耗和待機能耗率;

---評價空運轉(zhuǎn)過程能效情況,選取空運轉(zhuǎn)能耗和空運轉(zhuǎn)能耗率;

---評價切削過程能效情況,選取切削能耗和切削能耗率;

---評價切削過程中切削參數(shù)選取情況,選取材料去除能耗和切削能量利用率。

6.4 制定評價指標的基準值

6.4.1 評價指標的基準值是能量效率評價過程中量化能量效率差距、指導能量效率優(yōu)化的基礎參考依

據(jù),可依據(jù)參考制定法和測試制定法兩種方法來制定。

6.4.2 參考制定法。若已發(fā)布機械加工過程的能耗限額標準以及行業(yè)中相同機械加工過程的能量效

率先進值,可參考能耗限額標準和行業(yè)先進值,選取制定評價指標的基準值。

6.4.3 測試制定法。通過實際測試來制定評價指標的基準值。具體步驟如下:

a) 選取一段機械加工過程。其中,所選機械加工過程應滿足加工過程中機床未發(fā)生故障、所加工

工件具有相同規(guī)格且皆為合格件、合格件數(shù)量不少于3個;

b) 按照第5章所述方法,獲取每個合格工件加工過程能量效率評價指標的測算值;

c) 對每項評價指標在各合格工件加工過程的測算值,按從大到小進行排序;

d) 選取排序中的最大值作為該項評價指標的基準最大值,并選取排序中的最小值作為該項評價

指標的基準最小值。

e) 對于待機能耗、空運轉(zhuǎn)能耗、切削能耗以及材料去除能耗這4個指標,其基準值為單個工件評

價指標的基準值與待評價加工過程合格工件數(shù)量的乘積。

具體示例見A.3。

6.5 獲取評價指標的測算值

按第5章規(guī)定的方法獲取機械加工過程能量效率評價指標的測算值。同時,評價指標測算值的獲

取過程應滿足GB/T 40799的要求。

6.6 判定評價結(jié)果

將各評價指標的測算值與其基準值進行比較,判定評價結(jié)果。其中:

---當各評價指標的測算值低于其基準最大值而高于基準最小值時,則視為正常水平。

---對于有效能量利用率、切削能耗率以及切削能量利用率這3個指標:當其測算值高于其基準最

大值時,則視為高效率;當其測算值低于基準最小值時,則視為低效率。

---對于工件比能、體積比能、待機能耗、待機能耗率、空運轉(zhuǎn)能耗、空運轉(zhuǎn)能耗率、切削能耗以及材料去除能耗這8個指標:當其測算值高于其基準最大值時,則可視為低效率;當其測算值低于

基準最小值時,則可視為高效率。

7 評價報告的編寫要求

評價報告主要包括機械加工過程的基本信息、能量效率評價信息表以及人員日期信息等,具體

如下:

---機械加工過程的基本信息應包括加工時間段、機床型號和工件型號等內(nèi)容。

---能量效率評價信息表應包括評價指標、基準值、測算值、評價結(jié)果以及建議等內(nèi)容。

---人員日期信息應包括評價人員信息、審核人員信息以及評價日期等。

評價報告示例見A.6。