孫珊珊，李尚達(dá)，袁 闖

（1．濟(jì)南鑄鍛所檢驗(yàn)檢測(cè)科技有限公司，山東濟(jì)南 250306；2．山東省經(jīng)濟(jì)和信息化研究院，山東濟(jì)南 250013）

1 標(biāo)準(zhǔn)制定目標(biāo)

設(shè)備能耗在中國(guó)制造2025等制造業(yè)戰(zhàn)略中日益受到重視，一方面是由于能耗情況直接關(guān)系到工業(yè)整體節(jié)能減排任務(wù)，另一方面，能耗情況的檢測(cè)分析可以為設(shè)備設(shè)計(jì)與改進(jìn)提供有效參考，對(duì)設(shè)備升級(jí)、促進(jìn)正向研發(fā)具有重要意義。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)目前各類(lèi)壓鑄機(jī)保有量達(dá)到103萬(wàn)臺(tái)左右。僅在壓鑄成型這個(gè)關(guān)鍵工序上所消耗的電量在1300～4400億千瓦時(shí)/年,這使得我國(guó)壓鑄行業(yè)成為能源消耗大戶(hù)[1]。

《JB/T 12554－2016壓鑄機(jī)能耗測(cè)定方法》標(biāo)準(zhǔn)的制定，規(guī)范了冷室壓鑄機(jī)和熱室壓鑄機(jī)的能耗測(cè)試方法，填補(bǔ)了壓鑄機(jī)能耗測(cè)定方法標(biāo)準(zhǔn)的空白，為設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、應(yīng)用、質(zhì)檢及貿(mào)易提供統(tǒng)一的技術(shù)依據(jù)，體現(xiàn)了新的技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，為今后產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化升級(jí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 內(nèi)容與驗(yàn)證

2.1 內(nèi)容要點(diǎn)

該標(biāo)準(zhǔn)從范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語(yǔ)和定義、能耗測(cè)試與計(jì)算和測(cè)試要求等層面，對(duì)壓鑄機(jī)能耗測(cè)定進(jìn)行了全面、規(guī)范、可操作的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

（1）范圍方面，定了本標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象，規(guī)定了冷室壓鑄機(jī)和熱室壓鑄機(jī)（統(tǒng)稱(chēng)：壓鑄機(jī)）能耗的測(cè)試、計(jì)算及參數(shù)表述；明確了該標(biāo)準(zhǔn)只適用于壓鑄機(jī)的能耗測(cè)定，不適用于壓鑄機(jī)的輔助設(shè)備，如冷室壓鑄機(jī)的保溫爐、給料、取件、噴涂等設(shè)備，及熱室壓鑄機(jī)的取件、噴涂等設(shè)備的能耗測(cè)定。

（2）規(guī)范性引用文件方面，點(diǎn)名了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)起草起到了很好的借鑒作用的重點(diǎn)規(guī)范性文件：GB 20906壓鑄單元安全技術(shù)要求、GB/T 21269冷室壓鑄機(jī)、GB/T 30200－2013橡膠塑料注射成型機(jī)能耗檢測(cè)方法、JB/T 6309．1熱室壓鑄機(jī) 第1部分:基本參數(shù)、JB/T 6309．2熱室壓鑄機(jī) 第2部分：精度檢驗(yàn)、JB/T 6309．3熱室壓鑄機(jī) 第3部分：技術(shù)條件。

（3）術(shù)語(yǔ)和定義方面，該標(biāo)準(zhǔn)首先引用了GB/T 21269和JB/T 6309．1中界定的術(shù)語(yǔ)和定義，同時(shí)為了便于在制造廠內(nèi)測(cè)試壓鑄機(jī)能耗并對(duì)其進(jìn)行比較，將整機(jī)電能消耗、比能耗、有效電能消耗、單模次能耗四個(gè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行了明確和定義。

整機(jī)電能消耗（total machine related electrical energy consumption）：按該標(biāo)準(zhǔn)所述方法進(jìn)行測(cè)定的有功功率（見(jiàn)圖1）所對(duì)應(yīng)整機(jī)的電能消耗，以E表示，單位為千瓦時(shí)（kW·h）。

圖1 三角形功率圖

比能耗（specific machine related electrical energy consumption）：壓鑄機(jī)單位額定合模力的整機(jī)電能消耗，以Eb表示，單位為千瓦時(shí)每千牛（kW·h/kN）。

有效電能消耗（effective energy consumption）：壓鑄機(jī)n次空循環(huán)的整機(jī)電能消耗，以En表示，單位為千瓦時(shí)（kW·h）。

單模次能耗（energy consumption per cycle）：壓鑄機(jī)空循環(huán)一次的整機(jī)電能消耗，以Ed表示，單位為千瓦時(shí)每模次（kW·h/模次）。

（4）能耗測(cè)試及計(jì)算方面，參考《GB/T 30200-2013橡膠塑料注射成型機(jī)能耗檢測(cè)方法》的方法及原理，按照思路清晰、步驟明確、便于實(shí)施、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的要求，從測(cè)試儀器、測(cè)試要求、測(cè)試方法、數(shù)據(jù)采集和

能耗計(jì)算五項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)流程設(shè)計(jì)，規(guī)定了壓鑄機(jī)的具體測(cè)試步驟、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的方法。

（5）測(cè)試要求方面，為了測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和行業(yè)內(nèi)各企業(yè)測(cè)試數(shù)據(jù)的可比性，對(duì)具體的環(huán)境要求、機(jī)器動(dòng)作過(guò)程、測(cè)試次數(shù)、測(cè)試時(shí)間等都進(jìn)行了具體的規(guī)定。

2.2 測(cè)定過(guò)程

以IMPRESS-III PLUS DCC280/C434148/02（伺服機(jī)型）為例，采用三相電能測(cè)試分析儀，按照該標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)行能耗測(cè)定。

（1）測(cè)試步驟流程

第一步，壓鑄機(jī)調(diào)試完畢，能自動(dòng)運(yùn)行。

第二步，按“表1”要求設(shè)置壓鑄機(jī)各參數(shù)，將電能測(cè)試儀根據(jù)要求連接各導(dǎo)線至機(jī)器主電箱內(nèi)。

表1 冷室壓鑄機(jī)設(shè)置參數(shù)表

第三步，開(kāi)動(dòng)壓鑄機(jī)，用電能測(cè)試儀記錄有功電能消耗、整機(jī)功率因數(shù)、循環(huán)次數(shù)、一次空循環(huán)時(shí)間等，將測(cè)試數(shù)據(jù)填入“表2”。

（2）具體操作及參數(shù)讀取

首先，根據(jù)壓鑄機(jī)平均循環(huán)周期時(shí)間，記錄50個(gè)周期的測(cè)試數(shù)據(jù)（有功電能消耗、整機(jī)功率因數(shù)、循環(huán)次數(shù)、一次空循環(huán)時(shí)間等）。

表2 冷室壓鑄機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)

其次，將上述測(cè)試數(shù)據(jù)填入“表2”。

（3）計(jì)算過(guò)程

使用“表2”中的數(shù)據(jù)進(jìn)行三項(xiàng)計(jì)算：?jiǎn)文４文芎腅d、整機(jī)電能消耗E、比能耗Eb。具體計(jì)算如下：

式中Ed——單模次能耗（kW·h/模次）；

En——有效電能消耗（kW·h）；

n——空循環(huán)次數(shù)(模次)。

式中E——整機(jī)電能消耗（kW·h）；

Ed——單模次能耗（kW·h/模次）；

t——一次空循環(huán)時(shí)間（s）。

式中Eb——比能耗（kW·h/kN）；

E——整機(jī)電能消耗（kW·h）；

F——被測(cè)樣機(jī)鎖模力（kN）。

（4）測(cè)試結(jié)論

單模次能耗Ed為0.04678kW·h/模次；整機(jī)電能消耗 E為 5.6136kW·h；比能耗 Eb為0.002005kW·h/kN；功率因數(shù)為0.99；平均循環(huán)周期為30s。

3 對(duì)行業(yè)的促進(jìn)作用

壓鑄機(jī)適用于汽車(chē)、摩托車(chē)、電動(dòng)工具、五金制品、IT等行業(yè)。非節(jié)能壓鑄機(jī)素有“電老虎”之稱(chēng)，為了摘掉這頂帽子，壓鑄機(jī)企業(yè)把節(jié)能技術(shù)作為開(kāi)發(fā)重點(diǎn)。而隨著能源問(wèn)題日益受到重視，尤其是我國(guó)近些時(shí)候循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的提出，節(jié)約能源變得越來(lái)越重要。正因?yàn)槿绱?，壓鑄機(jī)能耗測(cè)試方法的出臺(tái)使得對(duì)壓鑄機(jī)的能耗可以進(jìn)行有依據(jù)的評(píng)估，促使我國(guó)的壓鑄機(jī)生產(chǎn)企業(yè)走綠色節(jié)能的道路，生產(chǎn)出更加節(jié)能的壓鑄機(jī)。最終淘汰耗能的落后產(chǎn)品，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，走節(jié)能化發(fā)展道路。