车床电气控制系统设计.docx

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1、机床卷控制技术课程设计汇报设计课题：一台一般卧式车床的电气控制系统设计姓名：学院：专业：班级：学号：日期指导教师:绪论车床是机械加工中最广泛B金属切削机床，它可以用于切削多种工件B外圆、内孔、端面、螺纹、螺杆及车削定型表面等。现代生产机械多采用机械、电气、液压、气动结合的控制技术。其中电气控制技术起联接中枢作用，应用最为广泛。电气控制系统是生产机械设备的重要构成部分，是保证J机械设备按生产工艺规定，完毕多种运动状态与协调工作，并保证机械设备安全可靠工作以及实现操作自动化。本设计0重要任务是根据车床0工作状况确定电气设计0技术条件、电力拖动形式B选择、电动机B选择及其他电器元件、电气控制原理图，

2、绘制机电设备B位置图和接线图，最终按规定写出设计汇报，绘出设计图样。第一章车床的运动形式1. 1主运动车床的I主运动是工件B旋转运动，它是由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转。电动机B动力通过主轴箱传给主轴，主轴一般只要单方向的旋转运动，只有在车螺纹时才需要用反转来退刀。2. 2进给运动车床的进给运动是溜板带动刀具作纵向或横向的直线移动，也就是使切削能持续进行下去的I运动。所谓纵向运动是指相对于操作者的!左右运动，横向运动是指相对于操作者B前后运动。车螺纹时规定主轴0旋转速度和进给的移动距离之间保持一定0比例，因此主运动和进给运动要由同一台电动机拖动，主轴箱和车床的溜板箱之间通过齿轮传动来联接，刀

3、架再由溜板箱带动，沿着床身导轨作直线走刀运动。第二章电力拖动的特点及控制规定3. 1电力拖动的特点（1）采用老式的继电器接触器控制系统。（2）传动方式采用多电动机拖动，即一台设备由多台电动机分别驱动各个工作机构。这种拖动方式不仅大大简化了生产机械的传动机构，并且控制灵活，为生产机械的自动化提供了有利的条件，现代化机电传动基本上均采用这种拖动形式。（3）机床主运动和进给运动由主轴电动机MI集中传动，主轴电动机选用三相笼式异步电动机，不进行电气调速，主轴采用齿轮箱进行机械有级调速，由车床主轴箱通过变速箱与主轴电动机0连接来完毕（为减小振动，主拖动电动机通过几条传动皮带将动力传递到主轴箱）；刀架时给

4、进运动方式有手动和自动两种，在进行螺纹加工时，工作的旋转与刀架时进给速度之间应有严格的比例关系，因此，车床刀架的纵向或横向两个方向进给运动是由主轴箱输出轴依次经挂轮箱、进给箱、光杠传入溜板箱而获得的。车削螺纹时规定主轴有正反转，主轴电动机只作单向旋转，主轴的正反转一般由机械措施实现，采用多片摩擦片离合器实现；主轴制动采用液压制动器；主轴电动机0启动、停止采用按钮操作；主轴电动机B容量不大，可采用直接启动。（4）冷却泵由电动机M2拖动，只需要单向旋转。车削加工时，由于刀具及弓箭温度过高，有时需要冷却，因而配有冷却泵电动机，冷却泵电动机与主轴电动机有连锁关系，即冷却泵电动机应在主轴电动机之后启动，

5、并在主轴电动机停车时，冷却泵电动机也应立即停车。（5）刀架迅速移动由单独的迅速电动机M3拖动，刀架移动和主轴转动有固定的比例关系，以便满足对螺纹的J加工需要。进给运动的纵向左右运动，横向前后运动以及迅速移动都集中由一种手柄操纵。（6）车床控制电路应具有必要的短路、过载、欠压和零压等保护环节，并有安全、可靠0局部照明和信号指示。1. 3辅助运动车床的辅助运动包括刀架的快进与快退，尾架的移动与工件的夹紧与松开等。2. 2电源形式主电路采用交流380V电源直接供电，对于比较复杂0控制线路，应采用控制电源变压器，将控制电压由交流380V或220V降至IlOV或48V、24V等，这是从安全角度考虑的。本

6、设计由控制变压器将交流380V变换成UOV、24V、和6V分别供应控制回路、照明回路和信号回路。第三章电动机及其他电气元件的选择3. 1电动机的选择4. 1.1主轴电动机当主运动和进给运动采用同一电动机时，只计算主运动电动机功率即可。多数机床负载状况比较复杂，切削用量变化很大，尤其是通用机床负载种类更多,不易精确地确定其负载状况。因此一般采用调查记录类比或采用分析与计算相结合0措施来确定电动机B功率。（1）调查记录类比法目前我国机床设计制造部门，往往采用这种措施来选择电动机容量。这种措施就是对机床主拖动电动机进行实测、分析，找出了电动机容量与机床重要数据的关系，根据这种关系作为选择电动机容量0

7、根据。卧式车床主电动机0功率：P=36.5D,54式中：P主拖动电机功率（&W）；D工件最大直径（阳）。（2）分折计算法可根据机床总体设计中对机械传动功率的规定，确定机床拖动用电动机功率。即懂得机械传动0功率，可计算出所需电动机功率：P=2冏2式中：P电动机功率；Pl机械传动轴上的功率；l生产机械效率；2电动机与生产机械之间的传动效率。P=-=刃2式中：为机床总效率，一般主运动为回转运动的机床取0.7-0.85；主运动为往复运动0机床取0.60.7（构造简朴B取大值，复杂0取小值）。根据实际状况，最终确定电动机区J容量为IIKW。3.1.2冷却泵电动机冷却泵电动机的容量比较小，一般选用90W即

8、可。3.L3迅速移动电动机迅速移动电动机所需要的功率，一般由经验数据来选择，选择为250W。32电动机转速和构造型式的选择3.2.1转速的选择电动机功率确实定是选择电动机B关键，但也要对转速、使用电压等级及构造形式等项目进行选择。异步电动机由于它构造简朴结实、维修以便、造价低廉,因此在机床中使用得最为广泛。电动机的转速愈低则体积愈大，价格也愈高，功率因数和效率也就低，因此电动机0转速要根据机械0规定和传动装置0详细状况加以选定。异步电动机0同步转速有3000人讥、1500rmin.1000rmin.750rnin.600的加等几种，这是由于电动机的磁极对数B不同样而决定0。电动机转子转速由于存

9、在着转差率，一般比同步转速约低2%5%。一般状况下，可选用同步转速为1500rmin的电动机，由于这个转速下的电动机适应性较强，并且功率因数和效率也高。若电动机的转速与该机械的转速不一致，可选用转速稍高的电动机通过机械变速装置使其一致。根据以上内容选择主轴电动机Ml转速为1450rmin;冷却泵电动机M2转速为3000rmin;迅速移动电动机M3转速为1360rmin.3.2.2构造型式&选择一般地说，金属切削机床都采用通用系列B一般电动机。y系列三相异步电动机是机床上常用的三相异步电动机。y系列电动机是封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，是全国统一设计的新的基本系列，它是我国取代J02系列的更新

10、换代产品。安装尺寸和功率等级完全符合/EC原则和。/N42673原则。本系列采用8级绝缘，外壳防护等级为/P44,冷却方式为/CO./4/。因此，主轴电动机选择Y160M-4型电动机；冷却泵电动机采用专门的AoB-25系列油泵电机，由封闭自冷的三星异步电动机和单级离心泵组合而成，重要是给一般机床和其他设备输送循环冷却液（冷却液为肥皂水，苏打水，轻矿物油和其他无腐蚀性的液体），该系列泵效率高，体积小，重量轻，运行平稳，安全可靠。刀架迅速移动电动机选择通用BAOS5634型电动机。因此电动机的选择如下：主轴电动机Ml：型号Y160M-4；容量IlKW；转速1450rmin0作用：工件的旋转和刀具时

11、进给冷却泵电动机M2：型号AOB-25；容量90W；转速3000r/min。作用：输送冷却液用刀架迅速移动电动机M3：型号AOS5634；容量0.25KW；转速13607min0作用：溜板迅速移动用3.3.1热继电器运用电流B热效原理来工作B保护电器重要用作：三相异步电动机的过载保护由按钮、接触器、热继电器等构成的异步电动机直接起动控制电路fr热继电器的图形和文字符号3.3.2交流接触器KM用来频繁的接通和分断交直流主回路和大容量控制电路。重要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并有欠（零）电压保护功能。交流接触器图形符号和文字符号3.3.3熔断器作用：运用金属的熔化来切断电路，以保护电器，短

12、路保护。构造：熔体（保险丝）和熔座（安装熔体）形状：片状、丝状、和笼状型号：常用的熔断器有瓷插式RClA系列、封闭管式及螺旋式RLl系列等多种。FU熔断器图形符号和文字符号3.3.4按钮按钮，是一种常用的控制电器元件，常用来接通或断开，控制电路（其中电流很小），从而抵达控制电动机或其他电气设备运行目0B一种开关。常开触头3.3.5行程开关行程开关，位置开关（又称限位开关）的一种，是一种常用B小电流主令电器。在电气控制系统中，位置开关的作用是实现次序控制、定位控制和位置状态的检测。用于控制机械设备的行程及限位保护。SQ位置开关的图形符号及文字符号3.3.6信号灯HLo型号：DXl-O规格：白色，

13、配6V0.15A灯泡作用：电源指示灯由于变压后的电源为6V,因此选用DXl-O型的信号灯。3.3.7机床照明灯EL。型号：K-I,螺口规格：40W36V作用：机床局部照明由于在通过电源变压后变为36V的电源电压，因此用36V日勺K-I型的照明灯。3.3.8断路器QF。由于QF保护主电路因此用：AM2-4020A型的J熔断器。3.3.9控制变压器TC。控制变压器和一般变压器原理没有区别.只是用途不同样.控制变压器:用途广泛,可做升压,亦可做降压用表电动机及电器元件明细表符号名称符号名称M1主电动机SB1总停按钮M2冷却泵电动机SB2主电动机正向点动按钮M3迅速移动电动机SB3主电动机正转按钮KM

14、1主电动机正转接触器SB4主电动机反转按钮KM2主电动机反转接触器SB5冷却泵电动机停转按钮KM短接限流电阻接触器SB6冷却泵电动机起动按钮KM4冷却泵电动机起动接触器TC控制变压器KM3快移电动机起动接触器F(1-5)熔断器KA中间继电器FR1主电动机过载保护热继电器KT通电延时时间继电器FR2冷却泵电动机保护热继电器SQ快移电动机点动行程开关R限流电阻SA开关EL照明灯KS速度继电器TA电流互感器A电流表QS隔离开关第四章电气控制原理图的设计如图1所示，在主电路中，一共有三台电动机。Ml为主轴电动机，带动主轴旋转和刀架作进给运动；M2为冷却泵电动机，用来输送切削液；M3为刀架迅速移动电动机

15、。4.1.1主电动机正反转KMl与KM2分别为交流接触器KMI与KM20主触头。根据电气控制基本知识分析可知，KMl主触头闭合、KM2主触头断开时，三相交流电源将分别接入电动机0ULVI、Wl三相绕组中，Ml主电动机将正转。反之，当KMl主触头断开、KM2主触头闭合时，三相交流电源将分别接入Ml主电动机日勺W1、VI、Ul三相绕组中，与正转时相比，Ul与WI进行了换接，导致主电动机反转。4.L2主电动机全压与减压状态当KM主触头断开时，三相交流电源电流将流经限流电阻R而进入电动机绕组，电动机绕组电压将减小。假如KM3主触头闭合，则电源电流不经限流电阻而直接接入电动机绕组中，主电动机处在全压运转状态。4,1.3绕组电流监控电流表A在电动机Ml主电路中起绕组电流监视作用，通过TA线圈空套在绕组一相的接线