JBT 15407-2025 螺旋压力机 能耗测定方法标准立项发展报告

螺旋压力机能耗测定方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SpiralPress-EnergyConsumptionMeasurementMethod摘要本报告围绕行业标准《螺旋压力机能耗测定方法》（JB/T15407-2025）的立项与制定过程，系统阐述了该标准的研究背景、核心技术内容及其对行业发展的深远影响。随着国家“双碳”战略的深入实施，锻压行业作为高能耗产业，其节能减排工作迫在眉睫。螺旋压力机作为锻造领域的核心设备，其能耗水平的科学评价与标准化测定成为行业转型升级的关键技术瓶颈。本标准旨在解决当前缺乏统一、准确的能耗测定方法的困境，通过规定明确的测试条件、测定流程、计算公式及数据处理方法，为制造商、用户及第三方检测机构提供了权威的技术依据。报告重点分析了标准的适用范围、术语定义、测试仪器要求、测定步骤及能效等级判定等核心条款，并详细介绍了主要起草单位——全国锻压机械标准化技术委员会（SAC/TC220）及其秘书处承担单位的组织架构与专业贡献。结论指出，该标准的发布实施将有效规范螺旋压力机能耗评价市场，推动高效节能产品的研发与应用，为锻造行业实现绿色低碳转型提供关键技术支撑。关键词：螺旋压力机；能耗测定；能效评价；行业标准；锻压机械；绿色制造；双碳目标Keywords:SpiralPress;EnergyConsumptionMeasurement;EnergyEfficiencyEvaluation;IndustryStandard;ForgingMachinery;GreenManufacturing;CarbonPeakandCarbonNeutralityGoals一、引言1.1标准制定背景与必要性随着全球气候变化加剧和资源环境约束趋紧，工业领域的节能减排已成为各国发展的核心议题。中国明确提出“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的“双碳”战略目标，对制造业提出了更高的绿色低碳发展要求。锻压行业，作为装备制造业的基础性产业，其生产过程中能耗巨大，特别是在锻造环节，螺旋压力机作为广泛应用的锻压设备，其能源消耗占比显著，是行业节能降碳的重点监控对象。然而，长期以来，国内外缺乏一套公认、统一、科学的螺旋压力机能耗测定方法标准。不同制造商、用户和检测机构在评价设备能耗时，往往依据各自经验或非标方法，导致数据无法横向比较，能效标识混乱，严重阻碍了高效节能设备的推广和市场的公平竞争。因此，制定《螺旋压力机能耗测定方法》行业标准具有紧迫的现实意义。该标准的立项旨在：1.构建统一评价体系：建立从测试准备、设备状态确认、负载工况设定到数据采集与处理的全链条标准化流程，消除评价乱象。2.引导技术创新：通过明确的能耗指标要求，倒逼制造商优化设计、改进工艺，开发低能耗、高效率的螺旋压力机产品。3.支撑绿色监管：为国家或行业主管部门开展能效监察、产品认证、节能产品推广等工作提供科学、权威的技术依据。4.促进国际贸易：与国际上通行的能效评价方法接轨，提升我国螺旋压力机产品的国际竞争力，减少贸易壁垒。1.2国内外标准现状分析在标准制定前，项目组对国际标准化组织（ISO）、先进工业国家（如德国、日本）的相关标准以及我国现有机械行业标准进行了系统调研。国际方面，ISO标准体系中缺乏针对螺旋压力机特定能耗测定的专门标准，仅有部分涉及锻压机械安全或性能试验的通用规范。欧美及日本等制造业强国，其企业标准或行业协会指南多以内部使用为主，未形成公开、可广泛采用的国际或国家标准。国内方面，虽然已发布有《锻压机械能耗试验方法》（如JB/T53571-1994等，部分已废止或修订）等综合性标准，但其测试工况、计算方法等不能完全适用螺旋压力机（尤其是电动螺旋压力机、离合器式螺旋压力机等不同传动形式）的复杂工作特性。特别是在现代伺服直驱、能量回收等新技术的应用下，原有标准无法准确反映实际能耗水平。此次修订或新制定的JB/T15407-2025标准，正是在上述调研基础上，结合我国螺旋压力机技术现状与未来发展趋势，对测试对象、工况设置（如空载、加载及典型工艺模拟）、测量参数（电功率、机械功、辅助系统能耗等）、计算与能效等级划分等进行了全面、系统的规范，填补了该细分领域标准空白。二、标准主要内容与技术解析2.1标准范围与规范性引用文件本标准《螺旋压力机能耗测定方法》（JB/T15407-2025）适用于各类螺旋压力机，主要包括但不限于：-电动螺旋压力机（含开关磁阻、伺服等驱动形式）-离合器式螺旋压力机-液压螺旋压力机（尽管液压驱动，但主体为螺旋传动机构）-复合式螺旋压力机标准明确了其测试结果可用于：产品出厂检验、用户验收、能效等级评定及合同双方争议仲裁。在规范性引用文件方面，标准引用了GB/T2589《综合能耗计算通则》、GB/T3485《评价企业合理用电技术导则》等国家基础能效标准，以及相关电气安全和测量仪器标准（如JJG关于电测仪器、电能表的检定规程），确保了测定方法的法理基础和计量溯源性。2.2术语与定义标准对核心术语进行了严格定义，主要包括：-螺旋压力机能耗：指在规定的测试周期内，完成特定工作循环所消耗的电能（单位为kWh或J），包括主电机、控制系统、润滑冷却系统、辅助装置等的总能耗。-空载能耗：设备正常运转但未进行任何成形加工时（飞轮无负载冲击）所消耗的稳定工况下的功率或电量。-负载能耗：在实施特定锻造工艺（如镦粗、挤压）的典型工作循环中，将工件变形所需能量考虑在内后测得的总能耗。-工作循环：一个完整的锻造操作，包括：滑块快速下行、工件接触、加压变形、保压/延时、回程、卸料及等待等阶段。-单位能耗：通常指每件合格锻件或每单位质量锻件（如kg）所消耗的能量，是评价设备能效水平的关键指标。2.3测试条件与设备要求本节是标准的核心技术内容，规定了测试的标准化前提，以保证结果的可重复性和可比性。1.设备状态：被测螺旋压力机必须经过机械、电气、液压（如适用）等系统全面调试，达到制造厂规定技术性能指标，各运动副润滑充分，无异常振动和温升。2.环境条件：规定了测试现场的环境温度（如5°C~40°C）、湿度范围、电源电压波动（不超过额定电压±5%）等，减少外部因素干扰。3.测试仪器：-电能质量分析仪/功率计：精度等级不低于0.5级，具备真有效值（TrueRMS）测量能力，能同时记录电压、电流、有功功率、无功功率及功率因数。-电能表：精度不低于±1.0%，用于计量总电能消耗。-力传感器：用于测定成形力（如需要计算机械效率或变形能）。-位移传感器：记录滑块行程、速度，辅助分析工作循环。-数据采集系统：具有足够采样频率（≥10kHz），同步记录所有关键信号。2.4测定方法与步骤标准详细规定了两种典型的测定路径：-路径一：综合能效测定法1.空载测试：连续运行不少于1小时，记录稳态时的平均功率（P_no_load）及总无功消耗。2.加载测试：选择一种代表性锻件（如标准镦粗试棒，材料为45钢，尺寸由标准附件规定），在压力机额定压力90%~100%的载荷下，连续生产不少于50个工件。3.数据采集：记录从第一件工件开始到最后一件结束的总电耗（W_total）、总工作时间（T_total）、生产的合格工件数量（N）、每个工件的电耗（W_avg=W_total/N）。4.计算单位产品能耗（通常为kWh/件）及综合效率。-路径二：分系统能耗测定法1.分别测量主电机输入电能（W_main）、控制系统（W_ctrl）、润滑冷却（W_lube）、辅助系统（如液压站、吹屑装置等，W_aux）的各自能耗。2.通过对各项能耗的分解，识别主要耗能环节。例如，对于离合器式螺旋压力机，主电机在空载时能耗构成一个相对于频繁冲击过程比例较低，但若电机选型不当或皮带传动效率低，仍会有显著影响。而电动/伺服螺旋压力机，通过能量回馈系统应单独测量回收能量的比例。标准还规定了典型工作循环的定义：标准要求测试至少包含10个连续且稳定的工作循环，取其平均值作为最终结果。对于不同吨位、不同传动类型的螺旋压力机，标准提供了推荐的测试负载重量与成形速度，以兼顾可比性与实际生产代表性。2.5数据处理及能耗等级划分数据处理是确保结果科学性的最后环节。标准规定了：1.数据筛选与无效剔除：对因飞轮打滑、模具错位、断电等异常工况导致的异常数据点，需剔除并记录原因。2.基准效能计算：根据空载损耗、机械效率、电气效率等，给出理论极限基准，用以衡量实际测试结果的偏离程度。3.能效等级划分：基于大量国内外主流机型的历史数据与专家测评，标准首次提出了螺旋压力机的能效等级划分表。通常分为1级（高效节能）、2级（良好）、3级（合格）三个等级。等级划分依据单位产品能耗或综合能量利用率（通常用%表示，即成形工件所需理论变形能量与实际输入总电能的比值）。例如：一台高效伺服直驱螺旋压力机，其综合能量利用率可能达到45%以上；而传统离合器式螺旋压力机由于机械摩擦、电气损耗、空载耗能高，其综合能量利用率可能在20%~35%之间。具体划分阈值在标准正文中以表格形式列出，供制造商明示其产品能效等级。三、标准起草单位与主要贡献3.1全国锻压机械标准化技术委员会（SAC/TC220）简介本标准的主要技术归口单位为国家标准化管理委员会（SAC）下属的全国锻压机械标准化技术委员会（SAC/TC220）。该标委会是专门负责锻压机械领域国家标准、行业标准制修订及宣贯、复审等工作的专业组织。其成员组成涵盖了国内顶尖的锻压设备制造企业、科研院所（如济南铸造锻压机械研究所有限公司、北京机电研究所等）、高等院校（如哈尔滨工业大学、燕山大学等）以及权威检测机构（如国家铸造锻压机械质量监督检验中心）。3.2标委会在标准制定中的核心作用在《螺旋压力机能耗测定方法》的立项与制定过程中，SAC/TC220发挥了至关重要的作用：1.战略规划与立项论证：标委会秘书处（常设在济南铸造锻压机械研究所有限公司）敏锐把握行业绿色低碳发展的大趋势，经过对企业、用户和检测机构广泛调研，识别出螺旋压力机能耗测定标准缺失是制约锻造行业能效提升和产品高价值化的关键短板。标委会组织领域内资深专家，就标准的必要性、可行性、预期效益进行深入论证，并最终向工业和信息化部成功申请立项。2.组织起草与协调：标委会负责成立了由起草工作组，由来自骨干企业（如青岛即墨锻造机械厂、江苏太平洋精锻科技股份有限公司、二重（德阳）重型装备有限公司等）的技术负责人、高校教授、研究院专家共同组成。标委会定期组织工作组会议，协调各利益相关方的意见，解决在测试工况选取、热态损失处理、能量回收算法等技术难点上的分歧。例如，对于伺服直驱电机能量回馈环节是否计入净能耗，工作组经过多轮讨论，最终确定以“电机输入端实际净电能（扣除回收部分）”为标准，与国际主流评价体系一致。3.技术把关与验证：标委会组织成员单位提供多种型号的压力机进行联合试验验证。在济南铸造锻压机械研究所有限公司的测试平台上，对一台10MN电动螺旋压力机、一台630T离合器式螺旋压力机进行了完整的能耗测定，验证了标准草案中测试方案的可行性和数据的可重复性。同时，广泛征集了国内外20余家制造商的测试数据，建立了能效等级划分的数据库，确保了等级界限设定的科学性。4.国内外协调与编制：标委会秘书处积极与ISO/TC39/SC10（机床-机器安全，锻压设备部分）保持沟通，确保本标准的技术内容与国际发展趋势保持一致。在标准编制过程中，严格遵守GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》，保证了标准文本的规范性、严谨性和可操作性。四、结论与展望4.1标准发布的重要意义《螺旋压力机能耗测定方法》（JB/T15407-2025）的发布，是锻造行业标准化工作的一项重要里程碑。其意义体现在：1.填补空白，提升效率：结束了螺旋压力机领域能耗测定无统一标准的历史，为行业提供了评估产品能效的“度量衡”。这将激励制造企业从电机选型、传动效率优化、能量回收系统集成等方面开展精细化研发，推动行业整体能效水平提升20%~30%。2.规范市场，保护优企：有了可量化、可验证的能耗测定方法，用户和第三方机构能够准确地辨别高效与低效产品。这有助于遏制低价劣质、能效虚标的竞争，形成“优品优价”的市场环境，保护致力于技术创新的优质企业。3.支持政策，服务“双碳”：为国家和地方工业部门的能效“领跑者”制度、节能产品政府采购目录、企业绿色制造认证提供了关键技术支撑。标准的实施可直接服务于锻造行业的碳核算与控排工作，为国家“双碳”目标在机械制造细分领域的落地提供可操作的路径。4.2未来发展与挑战尽管标准已发布，但其后续的宣贯、实施及深化仍需持续努力：1.标准宣贯与培训：需组织开展面向制造商、用户、检测机构的系统培训，确保标准被正确理解和使用。特别是对于复杂的能量回馈系统测定及数据处理，需要专业技术人员进行操作指导。2.国际标准化推进：建议在现有标准基础上，积极向ISO/TC39和ISO/TC244（工业能源管理委员会）提出提案，推动形成国际标准草案。这不仅能提升我国螺旋压力机产业的国际话语权，也有利于国产高端锻压设备“走出去”。3.动态修订与扩展：随着新材料、新工艺（如温锻、热精锻）、新型驱动技术（如磁悬浮、混合动力）在螺旋压力机上的应用，以及能效关联法规要求的提高，