￠400臥式車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計

目

錄臥式車1用.1求3計4.4.4..5計5計.7用用.8.9結(jié)10獻(xiàn)11第一章式車床簡介及運(yùn)分析一、臥式車作用它是機(jī)床中應(yīng)用最為廣泛的一種可以用于切削各種工件的外圓內(nèi)孔端面及螺紋臥式車床屬于中型車床工的最大工件回轉(zhuǎn)直徑為1020mm，隨著工件材料和材質(zhì)的不同應(yīng)選擇合適的主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給速度目前中小型的車床多采用不變速的異步電動機(jī)拖動而靠齒輪箱來進(jìn)行有級變速為滿足生產(chǎn)加工需要主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可正轉(zhuǎn)也可以反轉(zhuǎn)這就要求可以改變主軸電動機(jī)的轉(zhuǎn)向或采用離合器來實現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動大多是通過主軸運(yùn)動分出一部分動力通過掛輪箱傳給進(jìn)給箱配合來實現(xiàn)刀具的進(jìn)給有的車床為了提高效率刀架的快速運(yùn)動由單獨(dú)一臺進(jìn)給電動機(jī)來拖動。車床一般都設(shè)有交流電動機(jī)拖動的冷卻泵，實現(xiàn)刀具切削時的冷卻。二、臥式床的結(jié)構(gòu)分圖1臥車床的結(jié)構(gòu)主要組成部件有：主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠和床身。主軸箱又稱床頭箱它的主要任務(wù)是將主電機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動經(jīng)過一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速時主軸箱分出部分動1力將運(yùn)動傳給進(jìn)給箱主軸箱中等主軸是車床的關(guān)鍵零件主軸在軸承上運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質(zhì)量一旦主軸的旋轉(zhuǎn)精度降低則機(jī)床的使用價值就會降低。進(jìn)給箱：又稱走刀箱，進(jìn)給箱中裝有進(jìn)給運(yùn)動的變速機(jī)構(gòu)，調(diào)整其變速機(jī)構(gòu)，可得到所需的進(jìn)給量或螺距，通過光杠或絲杠將運(yùn)動傳至刀架以進(jìn)行切削。絲杠與杠用以聯(lián)接進(jìn)給箱與溜板箱，并把進(jìn)給箱的運(yùn)動和動力傳給溜板箱使溜板箱獲得縱向直線運(yùn)動絲杠是專門用來車削各種螺紋而設(shè)置的在進(jìn)行工件的其他表面車削時只用光杠不用絲杠同學(xué)們要結(jié)合溜板箱的內(nèi)容區(qū)分光杠與絲杠的區(qū)別。溜板箱：是車床進(jìn)給運(yùn)動的操縱箱，內(nèi)裝有將光杠和絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變成刀架直線運(yùn)動的機(jī)構(gòu)通過光杠傳動實現(xiàn)刀架的縱向進(jìn)給運(yùn)動橫向進(jìn)給運(yùn)動和快速移動，通過絲杠帶動刀架作縱向直線運(yùn)動，以便車削螺紋。刀架：裝夾刀具的夾具。尾架：夾錐柄工具加工、輔助加工工件的裝置。如：鉆頭、頂尖等床身：床的主要部分。工作過程和其它類型的車床基本一致。為了加工出各種表面，車床刀具之間要保持必要的相對運(yùn)動。車床必須具備下列運(yùn)動。(1)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)車床通常以工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動作為主運(yùn)動，用n(r／表示。主運(yùn)動是實現(xiàn)切削最基本的運(yùn)動，其特點(diǎn)是速度高且消耗的動力較大。(2)刀具的移動這是車床的進(jìn)給運(yùn)動，常用貝mm／r)表示。進(jìn)給運(yùn)動方向可以是平行于工件的軸線或垂直于工件軸線也可以是與中心線成一定角度或做曲線運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動速度較低所消耗的動力也較少主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動是形成被加工表面形狀所必需的運(yùn)動，稱為機(jī)床的表面成形運(yùn)動。此外，機(jī)床上還有一些其他運(yùn)動，如切入運(yùn)動和分度運(yùn)動臥式車床上的切入運(yùn)動通常與進(jìn)給運(yùn)動的方向相垂直且由工人手動操縱刀架來實現(xiàn)。為了減輕工人的勞動強(qiáng)度和節(jié)省空行程，時間，CA6140車床還具有刀架縱向及橫向的快速移動。機(jī)床中除了成形運(yùn)動、切入運(yùn)動和分度運(yùn)動等直接影響加工表面和質(zhì)量的運(yùn)動外，還有輔助運(yùn)動(為成形運(yùn)動創(chuàng)造條件的運(yùn)動稱為輔助運(yùn)動)。2三、臥式車床對電力拖動及控制的要求C650車床進(jìn)行車削加工的主運(yùn)動是主軸通過卡盤或夾頭，帶動工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動它承受車削加工時的主要切削功率進(jìn)給運(yùn)動是溜板帶動刀架的縱向或橫向運(yùn)動。為保證螺紋加工的質(zhì)量求工件的旋轉(zhuǎn)速度與刀具的移動速度具有嚴(yán)格的比例關(guān)系。因此C650式車床溜板箱與主軸變速箱之間通過齒輪轉(zhuǎn)動來連接，用同一臺電動機(jī)來拖動車削加工時一般不要求反轉(zhuǎn)但在加工螺紋時為避免亂扣，加工完畢后，要求反轉(zhuǎn)退刀，所以C650床可以通過主電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)，當(dāng)主軸反轉(zhuǎn)時，刀架也跟著后退。C650臥式車床在車削加工時，刀具的溫度往往很高，因此，要配備一臺冷卻泵及電動機(jī)。由于C650車床的床身較長，為減少輔助工時，提高加工效率，專門設(shè)置了一臺3.2kW的電動機(jī)來拖動溜板箱快速移動，并采用點(diǎn)動控制。一般車床的調(diào)速范圍大，常用齒輪變速機(jī)構(gòu)來調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)倍以上。C650車床的主電動機(jī)采用普通籠型異步電動機(jī)，功率為。由于加工的工件比較大加工時其轉(zhuǎn)動慣量也比較大需停車時不易立即停止轉(zhuǎn)動，為提高工作效率，該機(jī)床采用了反接制動方法。包含的環(huán)節(jié)：車削加工近似于恒功率負(fù)載電動機(jī)通常選用籠型異步電動機(jī)，完成主軸主運(yùn)動和刀具進(jìn)給運(yùn)動的驅(qū)動。車削螺紋時，刀架移動與主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動之間必須保持準(zhǔn)確的比例關(guān)系，因此，車床主軸運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動只由一臺電動機(jī)拖動，刀架移動由主軸箱通過機(jī)械傳動鏈來實現(xiàn)。為了提高生產(chǎn)效率、減輕工人勞動強(qiáng)度，拖板的快速移動由電動機(jī)M3單獨(dú)拖動。根據(jù)使用需要，可隨時手動控制啟停。車削加工中為防止刀具和工件的溫度過高延長刀具使用壽命提高加工質(zhì)量，車床附有一臺單方向旋轉(zhuǎn)的冷卻泵電動M2，與主軸電動機(jī)實現(xiàn)順序啟停，也可單獨(dú)操作。必要的保護(hù)環(huán)節(jié)、連鎖環(huán)節(jié)、照明和信號電路。3第二章控方案設(shè)計一、課程設(shè)要求及任務(wù)設(shè)備機(jī)械運(yùn)動部分說明主運(yùn)動：機(jī)床主軸可正反轉(zhuǎn)；直接啟動；停車采用反接制動、定子回路串如電阻；主軸正轉(zhuǎn)可電動工作臺進(jìn)給運(yùn)動：進(jìn)給運(yùn)動由主電動機(jī)驅(qū)動，實現(xiàn)縱向、橫向兩個方向的進(jìn)給4）

二、設(shè)備電控制要求1）主電機(jī)M1：三相異步電動機(jī)（能正反轉(zhuǎn)、反接制動、正向點(diǎn)動）2）快移電動機(jī)：三相異步電動機(jī)（單向運(yùn)轉(zhuǎn)）冷卻泵電動機(jī)：三相異步電動機(jī)直接由轉(zhuǎn)換開關(guān)控制（控制按鈕控制、可實現(xiàn)兩地控制）主軸機(jī)械變速、要求監(jiān)視主電動機(jī)工作電流照明電壓24V，控制電壓110V要有必要的指示燈三、電動機(jī)選擇（根據(jù)率、轉(zhuǎn)速等求選擇）本設(shè)計中根據(jù)臥式車床的相關(guān)參數(shù)及工作要求，選用主電機(jī)及冷卻泵電動機(jī)，快移電動機(jī)如下：主電機(jī)：P=35.5D

P=8.66kw主電機(jī)M1：Y160M-411kW380V22.6A1460r/min;冷卻泵電機(jī)M2：JCB-220.15kW380V2790r/min;快移電動機(jī)M3：Y160M1-211kw380V2930r/min4第三章電控制線路設(shè)一、主電路計圖二主電路圖電路說明和解釋：刀開關(guān)QS按下，KM1接通，主電機(jī)M1開始啟動，當(dāng)接通時，M1正常運(yùn)行；若KM1斷開，接通時，反轉(zhuǎn)；當(dāng)、KM5接通時，冷卻泵電動機(jī)M2Y型啟動，KM6接通，KM5斷開時，冷卻泵電動機(jī)M2正常運(yùn)行；當(dāng)KM7接通時，快移電動機(jī)M3工作，此工作為點(diǎn)動。5二、控制電設(shè)計圖三控制電路圖電路說明和解釋：當(dāng)SB4按下時，KM1接通，此按鈕為點(diǎn)動；當(dāng)SB2按下時，KM3接通，接通，KM1接通，此時KM1可以保持接通，KS2閉合，當(dāng)按下SB1時，線圈斷電，此時的常閉觸點(diǎn)閉合，開始工作，由于電機(jī)還處于正轉(zhuǎn)，所以此狀態(tài)稱為反接制動；當(dāng)按下時，KM3接通，KA接通，KM1接通，此時KM1反轉(zhuǎn)，保持接通KS1閉合，當(dāng)按下時，由于線KA斷電，所KA的常閉觸點(diǎn)閉合KM1開始工作此狀態(tài)也為反接制動SB6按下時KM4接通KM5同時接通，M2Y型啟動，過一段時間，通電延時點(diǎn)開動點(diǎn)斷開，則KM5斷開，KM6接通，M2正常運(yùn)行；接通，此按鈕也為點(diǎn)動；按下SB1，所有電路斷開。6rNNrNrNrNNrNrNN第四章電元件的選擇一、熔斷器選用熔斷器在電路中主要作短路保護(hù)和嚴(yán)重過載保護(hù)用于保護(hù)線路熔斷器的熔體串接于被保護(hù)的電路中，當(dāng)通過它的電流小于規(guī)定值時，其熔體相當(dāng)于一根導(dǎo)線，起電氣連接作用；當(dāng)通過它的電流超過規(guī)定值（電路發(fā)生嚴(yán)重過載或短路時）一定時間后，其熔體自動熔斷并切斷電路，從而起到保護(hù)作用。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。I=(1.5~2.5)II=56.5A熔斷器FU1、：RT12型熔斷器代號A3熔斷器穩(wěn)定電流63A熔體額定電流63AFU4：I=1.075ARL1-15型2A熔體FU0：I=（1.5~2.5）I+∑I=79.53ART12型熔斷器代號A3熔斷器穩(wěn)定電流100A熔體額定電流80A熱繼電器FR二、接觸器選用交流接觸器是一種頻繁應(yīng)用于工業(yè)電氣控制并用按鈕或其他方式來控制其通斷的自動切換電器。在功能上除了能自動切換外，還具有刀開關(guān)類手動開關(guān)所不能實現(xiàn)的遠(yuǎn)距離操作功能和失壓（或欠壓）保護(hù)功能。其生產(chǎn)方便，價格低廉，應(yīng)用十分廣泛。交流接觸器由電磁機(jī)構(gòu)，觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、釋放彈簧機(jī)構(gòu)、輔助觸點(diǎn)及基座等部分組成。其原理是當(dāng)接觸器的電磁線圈通入交流電時，會產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場使裝在線圈中心的靜銜鐵吸動動銜鐵，當(dāng)兩組銜鐵合攏時，安裝在動銜鐵上的動觸點(diǎn)也隨之與靜觸點(diǎn)閉合，使電氣線路接通。當(dāng)斷開電磁線圈中的電流時，磁場消失，接觸器在彈簧的作用下恢復(fù)到斷開的狀態(tài)。選擇接觸器主要考慮一下技術(shù)數(shù)據(jù)：電源種類：交流、直流。主觸點(diǎn)額定電壓、額定電流。輔助觸點(diǎn)的種類、數(shù)量及觸點(diǎn)額定電流。電磁線圈的電源種類，頻率和額定電壓。額定操作頻率，即允許的沒小時接通的最多次數(shù)。接觸器KM1、、KM3、KM4、KM5、KM6，根據(jù)主電動機(jī)M1的額定電流I,控制回路電源110VKM1需要主觸點(diǎn)3對；需要主觸點(diǎn)3對；eKM3需要主觸點(diǎn)3對；需要主觸點(diǎn)3對；需要主觸點(diǎn)3對；需要7RTRT主觸點(diǎn)對；KM7需要主觸點(diǎn)3對根據(jù)上述情況，選用接觸器，電磁線圈電壓為220V，額定電流為40A三、熱繼電的選用熱繼電器是利用電流熱效應(yīng)原理來工作的保護(hù)電器有與電動機(jī)容許過載特性相近的反時限保護(hù)特性。主要用于電動機(jī)的過載保護(hù)、斷相及電流不平衡運(yùn)行保護(hù)。也常與接觸器配合成電池啟動器。三相異步電動機(jī)在實際運(yùn)行中，常會遇到因電氣或機(jī)械原因等引起的過電流(過載和斷相)現(xiàn)象果過電流不嚴(yán)重，持續(xù)時間短，繞組不超過允許溫升，這種過電流是允許；如果過電流情況嚴(yán)重，持續(xù)時間較長，則會加快電動機(jī)絕緣老化，甚至?xí)龤щ妱訖C(jī)，因此，在電動機(jī)回路中應(yīng)設(shè)置熱繼電器保護(hù)。選型原則：應(yīng)根據(jù)被保護(hù)對象的使用條件、工作環(huán)境、啟動情況、負(fù)載性質(zhì)，電動機(jī)的形式以及電動機(jī)允許的過載能力等加以考慮一般原則是使熱繼電器的安秒特性位于電動機(jī)的過載特性之下，并盡可能地接近，以充分發(fā)揮電動機(jī)的過載能力，同時使電動機(jī)在短時過載和啟動瞬間[6)Ie]受影響。通常熱繼電器選取的額定電流應(yīng)為大于或等于電動機(jī)額定電流。整定電流一般為電動機(jī)額定電流的1.05～1.1倍。熱繼電元件的額定電流I應(yīng)接近或者略大于電動機(jī)的額定電流Ied，即：I1.05)I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%時繼電器應(yīng)當(dāng)在20min內(nèi)動作。選用時整定電流應(yīng)與電動機(jī)額定電流一致。主電動機(jī)M1額定電流22.6A,熱繼電FR應(yīng)選用JR0-40型的，熱元件的電流整定電流調(diào)節(jié)范圍16~40A,作時將額定電流調(diào)節(jié)為冷卻泵電動機(jī)額定電流0.43A,繼電FR應(yīng)選用JR0-40型的，熱元件的電流為0.64,整定電流調(diào)節(jié)范圍工作時將額定電流調(diào)節(jié)為0.43A。快移電動機(jī)額定電流21.8A,繼電FR應(yīng)選用JR0-40型的，熱元件的電流為40A,整定電流調(diào)節(jié)范圍16~40A,工作時將額定電流調(diào)節(jié)為8NNNNNNNN四、電氣元明細(xì)表表4電元件明細(xì)表序號1

電器元件主電動機(jī)

型號Y160M-4

參數(shù)11kW380V22.6A

個數(shù)11460r/min2

冷卻泵電動機(jī)

JCB-22

0.15kW380V0.43A

12790r/min3

快移電動機(jī)

Y160M1-2

11kw380V21.8A

12930r/min

熔斷器FU1、熔斷器FU4熔斷器FU0接觸器主電機(jī)熱繼電

RT12-A3RL1-15RT12-A3CZO-400/20JR0-40

I=63A63A熔體2A熔體I=100A；80A熔體U=110VI=40A熱元件的電流為40A

21171器9

冷卻泵熱繼電

JR0-40

熱元件的電流為0.64A

1器10

快移點(diǎn)擊熱繼

JR0-40

熱元件的電流為40A

1電器9課程設(shè)計結(jié)一周的課程設(shè)計結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計中不僅檢驗了我所學(xué)習(xí)的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情如何去做一件事情又如何完成一件事情在設(shè)計過程中，與同學(xué)分工設(shè)計，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)習(xí)了合作，學(xué)會了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也學(xué)會了做人與處世。課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練著是我們邁向社會從事職業(yè)工作前一個必不少的過程里之行始于足下過這次課程設(shè)計我深深體會到這句千古名言的真正含義我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計學(xué)會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)．通過這次設(shè)計本人在多方面都有所提高通過這次設(shè)計綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實際知識進(jìn)行一次設(shè)計工作的實際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨(dú)設(shè)計的能力以及綜合運(yùn)用知識的能力，體會了學(xué)以致用突出自己勞動成果的