Оборудование металлообрабатывающее и деревообрабатывающее показатели энергоэффективности номенклатура. Методы определения и нормирования значений (стр. 2 из 3)
4.5. Определение показателей энергоэффективности на стадии проектирования оборудования осуществляют расчетно-аналитическим методом на основе информации о режимах обработки заданных деталей (деталей-представителей) с привлечением конструкторско-технологических и статистических данных.
Определение фактических значений показателей проводят экспериментально при испытаниях опытных образцов металлообрабатывающего и деревообрабатывающего оборудования (приемочных, на производительность, сертификационных) с проведением специальных измерений характеристик для оценки показателей энергоэффективности.
4.6. Назначение тех или иных показателей (из числа установленных настоящим стандартом) для конкретного металлообрабатывающего или деревообрабатывающего оборудования осуществляют с учетом:
- применения показателя (при оценке соответствия с нормативными требованиями, в т.ч. при сертификации, для сравнительной оценки разных моделей и т.п.),
- технологического назначения оборудования (для токарных работ, шлифования, кузнечно-прессовых работ, электрофизической обработки и т.д.),
- характера обработки (черновая, чистовая, отделочная),
- степени автоматизации оборудования (с ручным управлением, про граммным управлением, обрабатывающего центра, гибкого производственного модуля и т.п.),
- структуры цикла обработки (последовательности и соотношения времени резания или пластического деформирования и холостого хода).
5 Номенклатура показателей энергоэффективности (экономичности энергопотребления) металлообрабатывающего и деревообрабатывающего оборудования.
5.1. Основной показатель
5.1.1 Основной показатель – удельный расход электроэнергии
Эу [1][2] – Отношение затрачиваемой оборудованием электроэнергии к объему продукции, произведенной за это же время при определенных условиях.
5.1.2 Для сравнения Эу в новой и базовой моделях оборудования определяют относительный удельный расход электроэнергии (коэффициент изменения удельного расхода) Эу отн.
5.2 Дополнительные показатели
5.2.1 Коэффициент полезного действия оборудования по электроэнергии (цикловой) ηэ.ц. [1] = отношение расхода электроэнергии на процесс формообразования (резания, пластического деформирования) к полному расходу электроэнергии оборудованием за цикл обработки тех же деталей.
Рекомендуется определять для сопоставления разноразмерных и разнотипных моделей оборудования по экономичности энергопотребления.
5.2.2 Коэффициент использования оборудования по электроэнергии (цикловой) Кwц [1] = отношение фактического расхода электроэнергии оборудованием при обработке заданных деталей к номинальному расходу (произведению суммарной номинальной мощности всех установленных на оборудовании электродвигателей и времени цикла обработки).
5.2.3 Коэффициент использования оборудования по мощности (цикловой) Крц [1] = отношение средней (взвешенной) потребляемой за цикл обработки заданных деталей мощности к суммарной номинальной мощности всех установленных на оборудовании электродвигателей.
5.3 Формулы для определения значения показателей.
5.3.1 Удельный расход электроэнергии Эу (кВт.ч/ед. продукции):
Эу = W / n,
где W – полный расход электроэнергии оборудованием при изготовлении партии деталей – представителей, кВт.ч,
n – число деталей.
5.3.2 КПД оборудования по электроэнергии (цикловой) ηэ.ц.:
ηэ.ц = Wэ.ф ./ W,
где Wэ.ф - расход электроэнергии на процесс формообразования оборудованием за цикл обработки заданных деталей – представителей, кВт.ч;
W - полный расход электроэнергии оборудованием за цикл обработки тех же деталей, кВт.ч.
Чем больше в цикле обработки детали доля времени на формообразование (меньше время холостых ходов) и интенсивнее режимы обработки, тем выше значение ηэ.ц.
На повышении величины ηэ.ц влияет совершенствование конструкций оборудования, технологического процесса обработки детали и оптимизация процесса управления оборудованием.
5.3.3 При испытаниях оборудования на производительность ηэ.ц удобнее определять, измеряя не Wэ.ф, а Wихх – расход электроэнергии оборудованием на холостом ходу при имитации обработки тех же деталей:
ηэ.ц = 1 - Wихх / Wп,
где Wп – полный расход электроэнергии оборудованием за цикл обработки деталей – представителей при испытаниях, кВт.ч.
5.3.4 Коэффициент использования оборудования по электроэнергии (цикловой) Кwц :
Кwц = Wo / Wо.н. ,
где Wo – фактический расход электроэнергии оборудованием при обработке заданных деталей, кВт.ч.;
Wо.н. = номинальный расход электроэнергии, кВт.ч.,
Wо.н. = ∑ Ро.н х Тц ,
где ∑ Ро.н - суммарная номинальная мощность установленных на оборудовании электродвигателей, кВт.ч.,
Тц - время цикла обработки.
5.3.5 Коэффициент использования оборудования по мощности (цикловой) КРц:
КРц = 
о / ∑ Ро.н,
где о - средняя (взвешенная по времени цикла) потребляемая мощность, кВт.
Дополнительные показатели Кwц и Крц позволяют оценить загрузку электродвигателей оборудования и уровень использования их потенциальных возможностей, определяемых полной загрузкой двигателей в течение всего цикла обработки.
6 Методика определения значений показателей энергоэффективности.
6.1 Определение значений показателей на стадии проектирования.
6.1.1 Для определения любого из рекомендуемых показателей энергоэффективности (экономичности энергопотребления) определяют расход электроэнергии оборудованием W путем расчета вручную (неавтоматизированного) или автоматизированного (с помощью ЭВМ).
С учетом п.п. 4.1-4.3 расход электроэнергии определяется суммой электроэнергии в приводах, системах, устройствах оборудования при его работе:
Wo = Wгп + ∑ Wпп + ∑ Wвсп + Wуп + Wос (кВт.ч.),
Где индексы гп, пп, всп показывают, что расходы электроэнергии относятся к главному приводу, приводам подач и вспомогательным приводам длительного и кратковременного действия, индекс уп – к системам, устройствам управления и автоматики, ос – к освещению.
6.1.2 Структура распределения энергии в приводе, системе и устройстве характеризуется формулой
Wп,с,у = Wэф + ∑ΔW (кВт.ч.)
где Wэф. - расход электроэнергии на полезную работу, кВт.ч.;
∑ΔW – суммарный расход электроэнергии на потери в механической, гидравлической и электрической частях привода (системы, устройства), кВт.ч.
6.1.3 Расчет расхода электроэнергии выполняется на основе информации о циклах обработки деталей – представителей, заранее выбранных для технико–экономического обоснования и испытаний оборудования на производительность и других видов испытаний, а также на основе анализа собственных циклов работы каждого привода и других потребителей электроэнергии оборудования при обработке этих деталей.
Для расчета расхода необходимы чертеж обрабатываемой детали, операционная технология, данные об инструментах, конструкции, кинематике и технической характеристике оборудования, характеристики электрооборудования, известные на стадии проектирования.
Расчет расхода может быть уточненным или упрощенным.
6.1.4 При уточненном расчете затраты электроэнергии в главном приводе и приводах подач определяются как сумма расходов на каждом из технологических переходов за цикл обработки детали – представителя с учетом режима обработки на данном переходе и потерь энергии в механической и электрической частях привода при соответствующих частотах вращения элементов механизма и электродвигателя.
6.1.5 При упрощенном расчете определение расхода проводят по приближенным формулам, основанным на статистических и экспериментальных данных и осреднении результатов.
6.1.6 Разработка методики определения расчетных значений выбранных показателей энергоэффективности при проектировании конкретной модели металло- или деревообрабатывающего оборудования (с учетом ГП) должна предусматриваться в контрактах или дооворах га поставку оборудования.
6.1.7 Методика и формулы для расчета расхода электроэнергии в приводах металлообрабатывающих станков приведены в [1].
Примеры уточненного расчета расхода электроэнергии в главном приводе и приводах подач сверлильно-фрезерно-расточного модуля при обработке детали «Кронштейн» даны в Приложении 4 [1],[3], а пример упрощенного расчета для тех же условий – в Приложении 2 методических рекомендаций [3].
6.2 Определение экспериментальных значений показателей при испытаниях.
6.2.1 Экспериментальные (фактические) значения показателей энергетической эффективности металлообрабатывающего и деревообрабатывающего оборудования определяются при испытаниях этого оборудования (приемочных, на производительность, сертификационных) при обработке заданных деталей – представителей.