GBT 30200-2023 橡胶塑料注射成型机能耗检测方法（正式版）

代替GB/T30200—2013橡胶塑料注射成型机能耗检测方法国家标准化管理委员会I本文件按照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》的规定起草。本文件代替GB/T30200—2013《橡胶塑料注射成型机能耗检测方法》,与GB/T30200—2013相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：——更改了范围的适用界限(见第1章，2013年版的第1章);——将术语“整机电能消耗”更改为“整机能耗”(见3.1,2013年版的3.1),删除了术语“平均功率消耗”(见2013年版的3.3),增加了“待机状态”和“待机功率”的术语和定义(见3.3和3.4);——更改了“检测范围”(见第4章，2013年版的4.2.11和4.2.12);——删除了读取和记录测量数据(见2013年版的4.3.4～4.3.6);——增加了测前准备相关内容(见5.4.3和5.4.5);——更改了橡胶注射成型机的试验参数(见表1,2013年版的表1);——更改了塑料注射成型机的试验参数(见表2,2013年版的表2);——增加了待机功率的测量方法(见5.5.7);——增加了与制品相关的能耗测定方法(见5.6和附录B);——更改了能耗等级和节能评价值(见附录C,2013年版的附录B)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国石油和化学工业联合会提出。本文件由全国橡胶塑料机械标准化技术委员会(SAC/TC71)归口。本文件起草单位：海天塑机集团有限公司、余姚华泰橡塑机械有限公司、广东伊之密精密注压科技有限公司、广东力劲塑机智造股份有限公司、泰瑞机器股份有限公司、东华机械有限公司、广东佳明机器有限公司、宁波海星机械制造有限公司、宁波海雄塑料机械有限公司、震雄机械(深圳)有限公司、宁波市海达塑料机械有限公司、宁波华美达机械制造有限公司、阿博格机械(平湖)有限公司、杭州大禹机械有限公司、富强鑫(宁波)机器制造有限公司、伯乐智能装备股份有限公司、宁波力劲塑机智造有限公司、德清申达机器制造有限公司、山东通佳智能装备有限公司、宁波斗士油压有限公司、浙江旭昌异装备科技有限公司、宁波力松注塑科技有限公司、北京橡胶工业研究设计院有限公司、大连塑料机械研究所、国家塑料机械产品质量监督检验中心。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：——2013年首次发布为GB/T30200—2013;——本次为第一次修订。1rk无功rk无功功率…橡胶塑料注射成型机能耗检测方法1范围本文件描述了橡胶塑料注射成型机能耗(比能耗和待机功率)的检测及评价方法。本文件适用于热板电加热的单螺杆柱塞式、单个注射单元的橡胶注射成型机及单个注射单元、单螺杆(或单螺杆柱塞式)、电加热机筒、可加工聚丙烯(PP)粒料的热塑性塑料注射成型机(以下简称“注射成型机”)的能耗检测。其他注射成型机可参照本文件执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T3102.5电学和磁学的量和单位GB/T25156—2020橡胶塑料注射成型机通用技术要求及检测方法GB/T36587橡胶塑料机械术语3术语和定义GB/T3102.5和GB/T36587界定的以及下列术语和定义适用于本文件。整机能耗totalelectricenergyconsumption按第5章的方法进行测定的有功功率所对应整机的能耗。注1:单位为千瓦时(kW·h)。注2:功率三角形见图1。有功功率/kW标引符号说明：φ——相位差角图1功率三角形注射成型机每单位注射质量的整机能耗。2注：单位为千瓦时每千克(kW·h/kg)。待机状态ready-to-operationmachine维持注射成型机主要驱动动作所需的所有单元(伺服驱动器、控制器或可能需要的辅助单元等)都处于开机且非工作的状态。注：机筒加热处于关闭状态。待机功率idlepower注射成型机处于待机状态时的有功功率。4检测范围4.1测试的整机能耗包括下列动作(或元件)产生的能耗：——橡胶注射成型机主要的驱动动作(开模/合模、锁模、塑化、注射、座台升降);——塑料注射成型机主要的驱动动作(开模/合模、抱闸/开闸、锁模/破模、顶出、塑化、注射);——控制器；——由制造商提供的内部维护装置，如电气元件冷却系统、润滑系统、液压油冷却系统；——橡胶注射成型机机筒加热(包括喷嘴和储料缸)、热板电加热；——塑料注射成型机机筒加热(包括喷嘴和前机筒)。4.2测试的整机能耗不包括下列动作(或元件)产生的能耗：——喷嘴接触力的保持；——注射部件的整移；——与注射成型机辅机插座相连接的辅助设备，如传送装置、热流道、加料机等；——与注射成型机相连的取料和加料设备；——外部流体供应，如冷却水、压缩空气、液压油等。5检测方法5.1检测器具5.1.1电功率分析仪/电能质量分析仪：精度不低于2%。5.1.2称重衡器：准确度等级不低于Ⅲ级。5.2测试用料5.2.1橡胶注射成型机的测试用料应为以天然橡胶为基料的混炼胶，配方及性能见附录A,环境温度应低于30℃。5.2.2塑料注射成型机的测试用料应为聚丙烯(PP)粒料，无干燥、无预热，熔体流动速率为20g/10min(230℃/2.16kg)～25g/10min(230℃/2.16kg),环境温度应低于30℃。5.3熔体质量熔体不应有塑化不均匀、降解或焦烧的现象。35.4测前准备5.4.1安装可调节开口大小的试验喷嘴，如图2或图3所示。选取合适的锁定装置(如液压喷嘴等)以确保达到既定的预塑量要求。标引序号说明：1——调节螺栓；2—-试验喷嘴。图2I型试验喷嘴(未显示闭合装置)标引序号说明：1——调节螺栓；2——试验喷嘴。图3Ⅱ型试验喷嘴(未显示闭合装置)5.4.2安装符合GB/T25156—2020中表10规定的试验块。5.4.3机筒可安装隔热装置。5.4.4塑料注射成型机机筒温度设定为215℃~225℃;橡胶注射成型机机筒温度设定为65℃,热板温度设定为150℃。5.4.5被测量的注射成型机应基于样本上所列的标准机型，并按下列原则选取：——如果列出了多个注射单元，则选取中间(较大)注射单元；——如果列出了多个螺杆规格，则选取中间(较大)螺杆规格；——如果列出了多个驱动配置，则选取每个动作轴上明确规定的驱动配置；——如果列出了两个注射单元或螺杆规格，则选取较大的注射单元或螺杆规格。5.5检测5.5.1注射成型机经调试后处于稳定的状态，在15min内，机筒、热板的测量点温度变化值应在45.5.2液压注射成型机工作油温应不超过55℃。5.5.3橡胶注射成型机按表1规定的试验参数设定。表1橡胶注射成型机试验参数区域参数试验工况I试验工况Ⅱ锁模部分额定最大值额定最大值开模行程“/mmSS开/合模速度/(mm/s)额定最大值额定最大值加/减速度/(mm/s²)额定最大值额定最大值注射部分螺杆旋转线速度/(mm/s)≥500,达不到的机型设为额定最大值额定最大值注射压力/MPa注射速率/(cm³/s)不小于最大速率的50%——注射容量/cm³塑化容量塑化容量注射时间/s计量行程⁴/mm保压压力/MPa不小于注射压力的50%不小于注射压力的50%保压时间/s55硫化时间[/s熔体背压/MPa5.0±1.05.0±1.0注1:试验循环(工况)型式可能包括在同一时间发生的不同动作。注2:所有压力都是熔体压力，能通过油缸的工作压力换算得到。锁模力小于1000kN,S=150mm;锁模力大于10000kN,S=1000mm;锁模力大于或等于1000kN,且小于或等于10000kN,S=150(mm)+850(mm)×[额定锁模力(kN)-1000(kN)]/9000(kN)。’螺杆旋转线速度(mm/s)=πd(mm)×螺杆转速(r/s),d为螺杆直径。宜采用图2、图3中所示的试验喷嘴进行注射。当注射压力达到要求的情况下，可调整喷嘴压力降使注射速度或注射容量分别达到上述要求。D为注射柱塞直径。采用限位装置或自锁喷嘴。保压终止到开模前的时间；硫化时可暂停主驱动器的电机。5.5.4塑料注射成型机按表2规定的试验参数设定。普通塑料注射成型机采用表2的试验工况工设定。高速塑料注射成型机，如果平均注射速度能达到250mm/s,则可采用试验工况Ⅱ设定。5表2塑料注射成型机试验参数区域参数试验工况I试验工况Ⅱ锁模部分锁模力/kN额定最大值额定最大值开模行程"/mmSS开/合模速度/(mm/s)额定最大值额定最大值加/减速度/(mm/s²)额定最大值额定最大值顶出/mm行程：≥最大行程的50%,零负载，最大速度行程：≥最大行程的50%,零负载，最大速度注射部分螺杆旋转线速度b,d/(mm/s)≥500,达不到的机型设为额定最大值额定最大值注射压力/MPa注射速度/(mm/s)不大于额定最大值的50%注射容量/cm³塑化容量塑化容量注射时间/s计量行程/mm保压压力/MPa不小于注射压力的50%不小于注射压力的50%保压时间/s冷却时间¹(/s熔体背压/MPa5.0士1.05.0±1.0射退/mm注1:试验循环(工况)型式可能包括在同一时间发生的不同动作。注2:所有压力都是熔体压力，能通过油缸的工作压力换算得到。锁模力小于1000kN,S=150mm;锁模力大于10000kN,S=1000mm;1000kN≤锁模力≤10000kN,S=150(mm)+850(mm)×[额定锁模力(kN)-1000(kN)]/9000(kN)。”螺杆旋转线速度(mm/s)=πd(mm)×螺杆转速(r/s)。宜采用图2,图3中所示的试验喷嘴进行注射。当注射压力达到要求的情况下，可调整喷嘴压力降使注射速度或注射容量分别达到上述要求。d为螺杆直径或柱塞直径(螺杆柱塞式塑料注射成型机)。采用限位装置或自锁喷嘴。从保压终止到开模前的时间。5.5.5测量整机能耗和注射质量，整机能耗单位为千瓦时(kW·h),注射质量单位为千克(kg),应符合：——橡胶注射成型机应在半自动模式注射的状态下测试，测试时间应大于10min,且注射次数应不少于5次；当额定注射容量大于或等于4000cm³时，注射次数应不少于3次；——塑料注射成型机应在全自动模式连续注射的状态下测试，测试时间应大于10min,且连续注射次数应不少于5次；当螺杆直径大于或等于80mm时，连续注射次数应不少于3次。对于蓄能器驱动的注射成型机宜包括一个蓄能周期的能耗。5.5.6计算比能耗，即整机能耗与注射质量之比，单位为千瓦时每千克(kW·h/kg)。65.5.7待机状态下的待机功率测量，测量时应确保其有一个稳定的数据信号，即数字信号变化在±1%内，单位为千瓦(kW)。5.6与制品相关的能耗测定方法与制品相关的能耗测定方法应符合附录B的规定。6评价方法塑料注射成型机的能耗等级和节能评价应符合附录C的规定。7数值表述能耗表述应包括试验工况、比能耗、能耗等级以及待机状态下的待机功率，且：——合模力小于4000kN的注射成型机的待机功率小于或等于1kW,或大于或等于4000kN的注射成型机的待机功率小于或等于3kW,则该等级应加“+”号； 如果开模行程不符合表1、表2的要求，则应给出实际行程值。示例：GB/T30200—××××(试验工况I):比能耗0.37kW·h/kg;能耗等级1+;待机状态下的待机功率0.9kW。7(资料性)橡胶测试用料配方及性能A.1配方天然橡胶(1号)100炭黑N55022.5炭黑N77430碳酸钙30环烷油25氧化锌5硬脂酸2防老剂RD0.5防老剂4010NA1硫磺1.5促进剂DM0.7促进剂TMTD0.075合计220.25注：配方中的原材料的用量均为原材料的份数。A.2性能橡胶测试用料为45mm×5mm的条状料，硬度为(57±3)HA,拉伸强度大于或等于16MPa,扯断伸长率大于或等于360%,密度为1.16g/cm³。8(规范性)与制品相关的能耗测定方法B.1测定区块注射成型机生产某一特定制品或特定生产过程的能耗测定方法。可分别记录以下5个区块的——区块1:注射成型机(主要动作驱动)以及控制器；——区块2:模具相关装置；—-区块3:机筒加热；——区块4:外围设备，循环动作(例如：取放装置)(选配);——区块5:外围设备，可变动作(例如：干燥机、温控器)(选配)。B.2.1应包括下列动作或元件产生的能耗：——橡胶注射成型机主要的驱动动作(开模/合模、锁模、塑化、注射、座台升降);——塑料注射成型机主要的驱动动作(开模/合模、抱闸/开闸、锁模/破模、顶出、塑化、注射);——喷嘴动作；——控制器；——由制造商提供的内部维护装置，如电气元件冷却系统、润滑系统、液压油冷却系统；——橡胶注射成型机机筒加热(包括喷嘴和储料缸)、热板电加热；——塑料注射成型机机筒加热(包括喷嘴和机筒法兰)以及机筒冷却(若有)。B.2.2也可包括下列动作或元件产生的能耗：——外围设备的能耗(区块5),如输送机、热流道、计量装置；——模具相关装置、型芯动作(若有)以及模具加热；——机械手(区块4)。B.3检测方法B.3.1.1电功率分析仪/电能质量分析仪：精度不低于2%。B.3.2产品质量制品质量应符合客户要求。B.3.3检测B.3.3.1注射成型机经调试后处于稳定的工作状态，全自动运行模式下方可测量，即：——在15min内，机筒、热板的测量点温度变化值应在±3℃内；——液压注射成型机工作油温不超过55℃。9B.3.3.2测量整机能耗和注射质量，整机能耗单位为千瓦时(kW·h),注射质量单位为千克(kg)。对于蓄能器驱动的注射成型机宜包括一个蓄能周期的能耗。B.3.3.4待机状态下的待机功率测量，测量时应确保其有一个稳定的数据信号，即数字信号变化在±1%内，单位为千瓦(kW)。B.4技术文件编制技术文件应包括下列内容。——注射成型机参数：●注射成型机特性，包括装机驱动功率/加热功率、每个注射成型机轴的驱动、螺杆直径和型——工艺参数：和其他); ●测量时间/循环次数、比能耗、平均功率(分成几个区