孫珊珊，李尚達，袁 闖

（1．濟南鑄鍛所檢驗檢測科技有限公司，山東濟南 250306；2．山東省經(jīng)濟和信息化研究院，山東濟南 250013）

1 標準制定目標

設備能耗在中國制造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系到工業(yè)整體節(jié)能減排任務，另一方面，能耗情況的檢測分析可以為設備設計與改進提供有效參考，對設備升級、促進正向研發(fā)具有重要意義。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國目前各類壓鑄機保有量達到103萬臺左右。僅在壓鑄成型這個關鍵工序上所消耗的電量在1300～4400億千瓦時/年,這使得我國壓鑄行業(yè)成為能源消耗大戶[1]。

《JB/T 12554－2016壓鑄機能耗測定方法》標準的制定，規(guī)范了冷室壓鑄機和熱室壓鑄機的能耗測試方法，填補了壓鑄機能耗測定方法標準的空白，為設計、生產(chǎn)、應用、質檢及貿易提供統(tǒng)一的技術依據(jù)，體現(xiàn)了新的技術在標準的應用，為今后產(chǎn)業(yè)結構調整與優(yōu)化升級打下堅實的基礎。

2 內容與驗證

2.1 內容要點

該標準從范圍、規(guī)范性引用文件、術語和定義、能耗測試與計算和測試要求等層面，對壓鑄機能耗測定進行了全面、規(guī)范、可操作的標準化設計。

（1）范圍方面，定了本標準的標準化對象，規(guī)定了冷室壓鑄機和熱室壓鑄機（統(tǒng)稱：壓鑄機）能耗的測試、計算及參數(shù)表述；明確了該標準只適用于壓鑄機的能耗測定，不適用于壓鑄機的輔助設備，如冷室壓鑄機的保溫爐、給料、取件、噴涂等設備，及熱室壓鑄機的取件、噴涂等設備的能耗測定。

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

（3）術語和定義方面，該標準首先引用了GB/T 21269和JB/T 6309．1中界定的術語和定義，同時為了便于在制造廠內測試壓鑄機能耗并對其進行比較，將整機電能消耗、比能耗、有效電能消耗、單模次能耗四個術語進行了明確和定義。

整機電能消耗（total machine related electrical energy consumption）：按該標準所述方法進行測定的有功功率（見圖1）所對應整機的電能消耗，以E表示，單位為千瓦時（kW·h）。

圖1 三角形功率圖

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

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

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

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

能耗計算五項內容進行標準流程設計，規(guī)定了壓鑄機的具體測試步驟、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的方法。

（5）測試要求方面，為了測試數(shù)據(jù)的準確性和行業(yè)內各企業(yè)測試數(shù)據(jù)的可比性，對具體的環(huán)境要求、機器動作過程、測試次數(shù)、測試時間等都進行了具體的規(guī)定。

2.2 測定過程

以IMPRESS-III PLUS DCC280/C434148/02（伺服機型）為例，采用三相電能測試分析儀，按照該標準要求，進行能耗測定。

（1）測試步驟流程

第一步，壓鑄機調試完畢，能自動運行。

第二步，按“表1”要求設置壓鑄機各參數(shù)，將電能測試儀根據(jù)要求連接各導線至機器主電箱內。

表1 冷室壓鑄機設置參數(shù)表

第三步，開動壓鑄機，用電能測試儀記錄有功電能消耗、整機功率因數(shù)、循環(huán)次數(shù)、一次空循環(huán)時間等，將測試數(shù)據(jù)填入“表2”。

（2）具體操作及參數(shù)讀取

首先，根據(jù)壓鑄機平均循環(huán)周期時間，記錄50個周期的測試數(shù)據(jù)（有功電能消耗、整機功率因數(shù)、循環(huán)次數(shù)、一次空循環(huán)時間等）。

表2 冷室壓鑄機測試數(shù)據(jù)

其次，將上述測試數(shù)據(jù)填入“表2”。

（3）計算過程

使用“表2”中的數(shù)據(jù)進行三項計算：單模次能耗Ed、整機電能消耗E、比能耗Eb。具體計算如下：

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——整機電能消耗（kW·h）；

Ed——單模次能耗（kW·h/模次）；

t——一次空循環(huán)時間（s）。

式中Eb——比能耗（kW·h/kN）；

E——整機電能消耗（kW·h）；

F——被測樣機鎖模力（kN）。

（4）測試結論

單模次能耗Ed為0.04678kW·h/模次；整機電能消耗 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 對行業(yè)的促進作用

壓鑄機適用于汽車、摩托車、電動工具、五金制品、IT等行業(yè)。非節(jié)能壓鑄機素有“電老虎”之稱，為了摘掉這頂帽子，壓鑄機企業(yè)把節(jié)能技術作為開發(fā)重點。而隨著能源問題日益受到重視，尤其是我國近些時候循環(huán)經(jīng)濟理念的提出，節(jié)約能源變得越來越重要。正因為如此，壓鑄機能耗測試方法的出臺使得對壓鑄機的能耗可以進行有依據(jù)的評估，促使我國的壓鑄機生產(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。最終淘汰耗能的落后產(chǎn)品，推進產(chǎn)業(yè)轉型升級，走節(jié)能化發(fā)展道路。