CW6136A型臥式車床電氣控制線路設(shè)計

1、上海第二工業(yè)大學實訓名稱：機床電氣捽制綜合實驗學 院：機由工程學院班 級：10機工A1姓 名：學 號：指導老師： 何一成2013年7月8日-7月13日CW6136A型臥式車床電氣控制線路設(shè)計CW6136A型臥式誠創(chuàng)主要由2臺電動機組成，即：主軸電動機 M1和冷卻 電動機M2。設(shè)計任務如下：1設(shè)計要求：整個機床電路具有短路保護，M1具有過載保護，M2具有短路保護；M1具有正、反轉(zhuǎn)控制功能；M1為雙速電機，可實現(xiàn)反接制動；M2為單向運轉(zhuǎn)，通過Y/A啟動；主電路與控制電路之間具有控制變壓器 TC;機床具有照明燈，照明電路電壓為 24V;機床具有操作指示燈，指示燈電路電壓為 6V;M1的溫度不得超過9

2、5C；思考題：控制M1的接觸器分別出現(xiàn)問題，會造成什么故障？M1不能運轉(zhuǎn)，分析故障原因。一、分析題目要求，擬定控制方案4(1)主回路設(shè)計4(2)控制回路設(shè)計4(3)信號指示與照明電路 7(4)控制電路電源 8二、分析設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)、運動形式及控制要求 8三、選擇電機及相關(guān)元器件9(1)電源引入開關(guān)Q9(2)熱繼電器FR9(3)熔斷器9(4)接觸器的選擇10(5)溫度繼電器FC11(6)速度繼電器 KS11(7)控制變壓器 TC11(8)按鈕選擇11四、手繪主電路及控制電路(見附錄) 11五、用CAD繪制電路圖(見附錄)12六、列出電氣元件的明細表12七、繪制元器件布局圖13八、分析、編寫設(shè)備工

3、作原理 13九、完成思考題16十、個人小結(jié)17十一、附錄 18十二、參考資料19機床電氣控制實踐報告一、分析題目要求，擬定控制方案CW6136A型普通車床功率大，轉(zhuǎn)速高，剛性好，適合于高速切削和強力切 削。因主電機采用了雙速電動機，故調(diào)速性能好，調(diào)速范圍更廣。CW6136A型普通車床電路。機床電氣控制板安裝在機床前面左側(cè)，帶鎖的 電源總開關(guān)QS裝在機床后面。開動機床前，先用鑰匙開啟鎖頭，再按下綠色的 按鈕，此時電源接通，白色電源信號燈亮，機床即可啟動。(1)主回路的設(shè)計主電路中共有兩臺電動機。其中主軸電動機M1是一臺雙速電動機，為普通 車床的主拖動電動機，它帶動主軸旋轉(zhuǎn)及工作進給。控制主軸電動

4、機的四種運行 狀態(tài)，即低速正轉(zhuǎn)、低速反轉(zhuǎn)、高速正轉(zhuǎn)、高速反轉(zhuǎn)。機床的三相電源由電源引入開關(guān) QS引入。主電機M1具有過載保護，由熱 繼電器FR來實現(xiàn)，它的短路保護可以由機床的前一級配電箱中的熔斷器充任。熔斷器FU 2冷卻泵電動機M2的過載保護裝置，主電機 M1與冷卻泵電動機M2共同設(shè)有短路保護一一熔斷器 FU。在主軸電動機M1內(nèi)設(shè)有溫度繼電器ST,以 便當電動機啟動頻繁或電流增大、 電動機溫度升高時及時切斷電源，起到保護主 軸電動機M1的作用。(2)控制電路的設(shè)計考慮到操作方便，主電動機M1可在床頭操作板上和刀架托板上分別設(shè)起停 和停止按鈕SB0、SB2、S0進行操縱，主電動機的高低速轉(zhuǎn)動由

5、SB3、SB按鈕開關(guān)來選擇控制。冷卻泵電動機由SB、SB6進行起停操作，裝在車床床頭的操作板 上?？刂齐娐分校琒Bo為緊急停止按鈕。 根據(jù)電氣傳動的要求，由接觸器 KM KM2、KM l、KM h、KM控制電動機M1四種運行狀態(tài)，即低速正轉(zhuǎn)、低速反轉(zhuǎn)、高速正轉(zhuǎn)、高速反轉(zhuǎn)，冷卻泵電動機 M2主要由接觸器KM3、KM 4、KM 5來 控制，如圖1所示。TCPE圖1當接觸器KM1和KM L閉合時，主軸電動機 M1處于低速正轉(zhuǎn)運行狀態(tài)；當 接觸器KM 2和KM L閉合時，主軸電動機M1處于低速反轉(zhuǎn)狀態(tài)；當接觸器 KM 1 和KM、KMh閉合時，主軸電動機 M1處于高速正轉(zhuǎn)狀態(tài)；當接觸器 KM2和 KM

6、、KM h閉合時，主軸電動機M1處于高速反轉(zhuǎn)狀態(tài)。用接觸器KMi控制電動 機M1的正轉(zhuǎn)，用接觸器KM 2控制電動機M1的反轉(zhuǎn)，KM l控制主電動機的低 速運動，KM和KM h控制主電動機的高速運動。主電機正反轉(zhuǎn)控制電路：如圖2所示。口號sr7y10to圖2高低速的選擇控制電路：KHlSE4 5 WL 弋 kmHSE5LJ LU LJXMLKM KHH I10 12X|X L2 10圖3冷卻泵電動機的控制電路:d 口OKM3 KM4 KTKM51317 ML51513 15 13（3）信號指示與照明電路可設(shè)電源指示HL2（綠色），在電源接通后立即發(fā)光顯示，表示機床已經(jīng)處于供電狀態(tài)。設(shè)指示燈HLi

7、（紅色）表示主電機是否運動，這兩個指示燈可以由接觸器KM 1、KM 2的動合和動斷輔助觸電進行切換通電顯示，如圖 5所示。設(shè)置照明燈EL安全照明（照明燈的電路電壓為 24V）。圖5(4)控制電路電源考慮安全可靠及滿足照明指示燈的要求， 采用變壓器供電，控制電路220V, 照明電路24V,指示燈電壓6V。二、分析設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)、運動形式及控制要求(1)主要結(jié)構(gòu)CW6136A主型臥式車床主要由主電動機 M1、冷卻泵電動機M2、快速進給 電動機。(2)運動形式CW6136A主型臥式車床的運動形式主要由主軸電動機經(jīng)過一系列的變速機構(gòu)以后，帶動車床的主軸做回轉(zhuǎn)運動和進給運動； 刀架的進給運動有橫向前后運

8、 動和縱向縱向左右運動；(3)控制要求機床的主運動和進給運動由電動機 M1集中傳動，主軸運動的正反轉(zhuǎn)是靠 兩組離合器完成。主軸制動采用反接制動來控制主軸的停止。冷卻泵由M2電動機來拖動。進給運動的縱向左右運動和橫向前后運動，以及快速移動，都集中于一個手柄操作。刀架的快速移動由單獨的快速電動機來完成。三、選擇電機及相關(guān)元器件本設(shè)計中根據(jù)CW6136A臥式車床的相關(guān)參數(shù)及工作要求， 選用主電機及冷 卻泵電動機如下：主電機 M1 : Y160M-4 11kW 380V 30A 1460r/min;冷卻泵電機 M2: JCB-22 0.15kW 380V 0.43A 2790r/min;(1)電源引入

9、開關(guān)QQ的作用作為電源隔離開關(guān)用，并不是用它來直接起停電動機，可按照電動 機額定電流來選擇，顯然根據(jù)兩臺電動機來選擇。中小型常用組合開關(guān)，選用 HZ10-60/3型，額定電流為60A,三極組合開關(guān)。(2)熱繼電器FR熱繼電器用于電動機的過載保護。熱繼電器的選擇主要是根據(jù)電動機的額定 電流來確定其型號和規(guī)格。熱繼電元件的額定電流 Irt應接近或者略大于電動機 的額定電流led,即：Irt (0.951.05)晨熱繼電器的整定電流值是指熱元件通過的電流超過此值的 20%時，熱繼電 器應當在20min內(nèi)動作。選用時整定電流應與電動機額定電流一致。 主電動機 M1額定電流30A,熱繼電器FR應選用JR

10、0-40型的，熱元件的電流為40A,整定 電流調(diào)節(jié)范圍2540A,工作時將額定電流調(diào)節(jié)為30A。(3)熔斷器 FU 1、FU 2選擇熔斷器，主要是選擇熔斷器的種類、額定電流、熔斷器的額定電流等級 和熔體的額定電流。FUi是對M1、M2兩臺電動機進行保護的熔斷器。熔體的電流為：23 7 0.43 A64.6 A9FU2可以選用RL1-15型熔斷可以選用RL1-100型熔斷器，配用80A的熔體。器，配用2A的熔體。（4）接觸器的選擇接觸器用于帶負載主電路的自動接通或切斷。分直流、交流兩類，機床中 應用最多的是交流接觸器。選擇接觸器主要考慮一下技術(shù)數(shù)據(jù)：1）電源種類：交流、直流。2）主觸點額定電壓、

11、額定電流。3）輔助觸點的種類、數(shù)量及觸點額定電流。4）電磁線圈的電源種類，頻率和額定電壓。5）額定操作頻率，即允許的沒小時接通的最多次數(shù)。主觸點額定電流，一般根據(jù)電動機容量 Pd計算觸點電流Ic,即I Pd 103cKUd式中，K一經(jīng)驗常數(shù)，一般取11.4;Pd電動機功率（kW）;Ud 電動機額定線電壓（V）；Ic一接觸器主觸點電流（A）;Uea一線路額定電壓，接觸器觸點額定電壓 UC > Ueao 主電機：接觸器KM1、KM2、KM、KML、KMH ,根據(jù)主電動機 M1的額定電流Ie 23A,控制回路電源220V, KM1需要主觸點3對，動合觸點3對，動斷觸點1對；KM2 需要主觸點3

12、對，動合觸點3對，動斷觸點1對；KML需要要主觸點3對，動 合觸點1對，動斷觸點1對；KMH需要主觸點3對，動合觸點1對，動斷觸點 1對；KM需要主觸點3對。根據(jù)上述情況，選用CJ0-40型接觸器，電磁線圈電 壓為220V。冷卻泵：由于M2電動機的額定電流較小，接觸器 KM3、KM4、KM5可選用CJ0-40 交流接觸器，線圈電壓220V,觸點電流5A, KM3需要主觸點3對，動合觸點1 對；KM4需要主觸點3對，動斷觸點1對；KM5需要主觸點3對，動合觸點1對，動斷觸點1對。由于采用Y/ 啟動，選用時間繼電器控制。其觸點數(shù)量 分別為：動合觸點1對，動斷觸點1對，型號為CJ0-40。(5)溫度

13、繼電器FC根據(jù)設(shè)計要求中M1電機溫度不超過95度，綜合各方面考慮，可選用JUC-1M 型溫度繼電器。(6)速度繼電器KS速度繼電器的選擇主要考慮電動機的轉(zhuǎn)速，由于電動機M1的轉(zhuǎn)速1460r/min, 所以可選;f¥型號為JY1。其在持續(xù)工作中可靠地工作在 3000r/min以下，在電器 軸轉(zhuǎn)速為150r/min左右時，即能動作。100r/min分以下觸點恢復正常位置。(7)控制變壓器TC變壓器的最大負載是電動機 M1、M2和照明燈同時工作，根據(jù)式子可得：PTKtPsc1.2(12 233)VA 68.4VA根據(jù)式子可得：PT0.6Pxc1.5 PST0.6 (12 2 33)1.5

14、12VA 52.2VA可知變壓器的容量為 68.4V考慮到照明燈等其它電路的容量，可以選用 BK-100型變壓器或BK-150型變壓器，電壓等級 380V/220V-24V-6V ,可以滿足 輔助回路中各種電壓的需求。(8)按鈕(SBoSB6)選擇按鈕選擇LA19-11系列應用于控制電路，電流大小 5A左右，電壓220V。啟動按鈕SB2、SB3、SB4、S&、SB6綠色停止按鈕SB0、SB紅色所以選擇：LA19-11 220V7個四、手繪主電路及控制電路(見附錄)五、用CAD繪制電路圖（見附錄）六、列出電氣元件的明細表符號名稱型號規(guī)格數(shù)量M1三相異步電 動機Y160M-411KW380

15、V1460r/min1m2冷卻泵電動 機JCB-220.125kW 380V 2790r/min1Qo、Qi、Q2組合開關(guān)HZ10-60/33 極 380V 60A3KM1、KM2、KM3、KM4KM 5、KM、KMKMh 5LH交流接觸器CJ0-40額定電流40A220V8FUi熔斷器RL1-100380V 100A 熔體80A1fu2熔斷器RL1-15380V 15A 熔體2A1TC控制變壓器BK100100V.A380V/220V-24V-6V1SBo、SBi按鈕LA19-11紅色 5A2SB2、SE3、SB4SB5、SB6按鈕LA19-11綠色 5A5HL1、HL2燈信號 燈ZSD-0

16、6V綠色1白色12EL照明燈JZ24-40電壓24V額定功率40W1KT時間繼電器7PR1040220V動斷、動合各11FR熱繼電器JR0-40額定電流40A,整定電流30A111KS速度繼電器JY1380V 2A1003600r/min1FC溫度繼電器JUC-1M95度1七、繪制元器件布局圖FRlllllllllllllllllllllllll八、分析、編寫設(shè)備工作原理主電動機M1的動作情況：(1)低速正轉(zhuǎn)當按SB2下按鈕，KM1線圈得電，KM1主觸點閉合，然后按下 SB4按 鈕，KML線圈得電，KML主觸點閉合，低速正轉(zhuǎn)起動。SB2( ) KMi線圈()SB4( )KML線圈()KM i(

17、7)()自鎖KMi(5)()操作指示燈HL2亮KM i(8)()互鎖KM id。)KM i±()沼/、 rmi低速正轉(zhuǎn)KML±()KML(io)()(2)高速正轉(zhuǎn)當按下SB2按鈕,KM1線圈得電，KM1主觸點閉合，然后按下SB5按鈕,KMH線圈得電，KM線圈得電, 正轉(zhuǎn)起動。KMH主觸點閉合，同時KM主觸點閉合，高速SE2()KM i線圈()SE5()KMH線圈()KM線圈()KM i(7)()自鎖KMi(5)()操作指示燈HL2亮KM i(8)()互鎖KM 1(1。)KMi£ )1Mm M1高速正轉(zhuǎn)KMH£ )KMH(12)()KMH(io)()(3)

18、低速反轉(zhuǎn)當按下SB3按鈕,KM2線圈得電，KM2主觸點閉合，然后按下SB4按鈕，KML線圈得電，KML主觸點閉合，低速反轉(zhuǎn)起動SR( )KM 2線圈()SB4( )KML線圈()KM 2(9)()自鎖KM 2(6)()操作指示燈HL2亮KM2) 互鎖KM 2(1。)儂2主()卜 M1低速反轉(zhuǎn)KML±()KML(io)()KML(i2)()KML(12)()(4)高速反轉(zhuǎn)當按下SB3按鈕，KM2線圈得電，KM2主觸點閉合，然后按下SB5按鈕,KMH線圈得電，KM線圈得電,KMH主觸點閉合，同時KM主觸點閉合，高速15反轉(zhuǎn)起動0SE3()KM2線圈()SR()KMH線圈()KM線圈()K

19、M 2(9)()自鎖KM 2(6)()操作指示燈HL2亮KM 2(7)()互鎖KM 2d。)KM 2主()二，KMH£ )KMH(12)()KMH(10)()M1高速反轉(zhuǎn)冷卻泵M2的動作情況:(1)當按下SB6按鈕，KM3線圈得電，KM4線圈得電，KT線圈得電，KM3 主觸點閉合，KM4主觸點閉合，Ts后，KT動合觸點閉合，KM5線圈得電，KM5 主觸點閉合、自鎖一一Y/ 降壓啟動。KM3戔圈SBKM搬圈KT戔圈()KM3(13自鎖,一KM3 主)1m-、Y Y型啟動KM")r 型啟動阿(15 -互鎖KT5KM5主一L jKM4(15KM5戔圈KM515自鎖KT13KM4K

20、M4 主)-4KT.-)九、完成思考題(1)控制M1的接觸器分別出現(xiàn)問題，會造成什么故障？答：若接觸器KM1出現(xiàn)故障，電動機M1正轉(zhuǎn)將不能啟動；若接觸器KM2出現(xiàn)故障，電動機M1反轉(zhuǎn)將不能啟動；若接觸器KML出現(xiàn)故障，電動機M1低速運轉(zhuǎn)將不能運行；若接觸器KMH出現(xiàn)故障，電動機M1高速運轉(zhuǎn)將不能運行；若接觸器KM出現(xiàn)故障，電動機M1高速運轉(zhuǎn)將不能運行；因為電動機M1的高速運轉(zhuǎn)要靠KM與KMH觸點同時閉合來實現(xiàn)。(2) M1不能運轉(zhuǎn)，分析故障原因。答：導致M1不能運轉(zhuǎn)可能有以下幾種情況：組合開關(guān)QS沒有閉合。主電動機M1的主觸點KM1、KM2均出現(xiàn)了故障。熱繼電器壞掉。KML、KMH或KM主觸點均出現(xiàn)了故障。熔斷器FU1沒有安裝，或被熔斷。導線接觸不良或接線有誤。17十、個人小結(jié)通過對本門課程的學習，讓我對用電氣控制電路和電氣控制在現(xiàn)實生活中 的重要作用有了很深的了解。課堂上老師講解的知識在我們實訓中得到了鞏固和 提高，通過這次的課程