畢業(yè)設計CA6140車床電氣控制線路設計.doc

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1、長春職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文（設計）系 別工程分院專 業(yè)機電一體化班 級100222姓 名孟玲利學 號02課 題CA6140車床電氣控制線路設計指導教師于穎目 錄【摘 要】（2）【關鍵詞】（2）1. CA6140車床的主要功能、結構及型號意義 （2）1.1 主要功能 （2）1.2 型號意義 （2）2. CA6140臥式車床的主要運動形式及控制要求 （2）2.1 主運動 （2）2.2 進給運動 （2）2.3 輔助運動 （3）3. 電氣控制線路設計 （3）3.1 主回路設計 （3）3.2 控制回路設計 （4）3.3 信號指示與照明電路 （5）4 電氣元件選擇 （5）5 繪制綜合電氣控制原理圖 （7）

2、6 設計小結（10）【參考文獻】 （10）CA6140車床電氣控制線路設計（長春職業(yè)技術學院 ）【摘 要】 機床電氣控制線路設計是高職機械專業(yè)學生學完大學的課程后進行的，學生已經掌握了機械制造、機械加工的一些基本技能，從事機床電氣控制線路的設計是對以前所學電氣知識的綜合回顧和復習，以后對各種機床控制電路都可觸類旁通，能自己動手設計和改進相應電路，也能排除相關電氣故障【關鍵詞】 CA6140 機床 控制線路1. CA6140車床的主要功能、結構及型號意義1.1 主要功能：CA6140車床是一種應用極為廣泛的金屬切削機床，能夠車削外圓、內圓、端面、螺紋、切斷及割槽等，并可以裝上鉆頭或鉸刀進行鉆孔和

3、鉸孔等。1.2型號意義：如圖1-1 圖1-1 CA6140車床型號意義2. CA6140臥式車床的主要運動形式及控制要求2.1主運動 運動形式：主軸通過卡盤或頂尖帶動工件的旋轉運動： 控制要求：（1）主軸電動機選用三相籠型異步電動機，不進行調速，主軸采用齒輪箱進行機械有級調速（2）車削螺紋時要求主軸有正反轉，一般由機械方法實現，主軸電動機只作單向旋轉 （3）主軸電動機的容量不大，可采用直接啟動2.2 進給運動運動形式：刀架帶動刀具的直線運動控制要求：進給運動也由主軸電動機拖動，主軸電動機的動力通過掛輪箱傳遞給進給箱來實現刀具的縱向和橫向進給。加工螺紋時，要求刀具移動和主軸轉動有固定的比例關系2

4、.3 輔助運動（1）運動形式：刀架的快速移動控制要求：由刀架快速移動電動機拖動，該電動機可直接啟動，也不需要正反轉和調速（2）運動形式：尾架的縱向移動控制要求：由手動操作控制（3）運動形式：工件的夾緊與放松控制要求：由手動操作控制（4）運動形式：加工過程的冷卻控制要求：冷卻泵電動機和主軸電動機要實現順序控制，冷卻泵電動機也不需要正反轉和調速 2.4 電動機型號：主軸電動機M1 Y132M-4-B3 380V 15.4A 7.5KW 1450r/min 冷卻泵電動M2 AOB-25 380V 0.32A 90W 3000 r/min 快速移動電動機M3 AOS5634 380V 0.25KW 1

5、360r/min3.電氣控制線路設計3.1主回路設計根據電氣傳動的要求，由接觸器KM1、KM2、KM3分別控制電動機M1、M2、M3，具體電路圖如圖3-1所示。圖3-1主控制電路設計在主電路中，M1為主軸電動機，拖動主軸的旋轉并通過傳動機構實現車刀的進給。主軸電動機M1的運轉和停止由接觸器KM1的三個常開主觸點的接通和斷開來控制，電動機M1只需作正轉，而主軸的正反轉是由摩擦離合器改變傳動鏈來實現的。電動機M1的容量小于10KW，所以采用直接啟動。M2為冷卻泵電動機，進行車削加工時，刀具的溫度高，需用冷卻液來進行冷卻。為此，車床備有一臺冷卻泵電動機拖動冷卻泵，噴出冷卻液，實現刀具的冷卻。冷卻泵電

6、動機M2由接觸器KM2的主觸點控制。M3為快速移動電動機，由接觸器KM3的主觸點控制。M2、M3的容量都很小，加裝熔斷器FU1作短路保護。熱繼電器FR1和FR2分別作M1和M2的過載保護，快速移動電動機M3是短時工作的，所以不需要過載保護。帶鑰匙的低壓短路器QF是電源總開關。 3.2 控制回路設計控制電路的供電電壓是127V，通過控制變壓器TC將380V的電壓降為127V得到?？刂谱儔浩鞯囊淮蝹扔蒄U1作短路保護，二次側由FU2、FU3、FU4分別作短路保護。如圖3-2所示。3.2.1電源開關的控制電源開關是帶有開關鎖SA2的低壓斷路器QF，當要合上電源開關時，首先用開關鑰匙將開關鎖SB右旋，

7、再扳動斷路器QF將其合上。若用開關鑰匙將開關鎖SB左旋，其觸點閉合，QF線圈通電，斷路器QF將自動跳開。若出現誤操作，又將QF合上，QF將在0.1s內再次自動跳閘。由于機床的電源開關采用了鑰匙開關，接通電源時要先用鑰匙打開開關鎖，再合斷路器，增加了安全性，同時在機床控制配電盤的壁龕門上裝有安全行程開關SQ2，當打開配電盤壁龕門時，行程開關的觸點SQ2閉合，QF的線圈通電，QF自動跳閘，切除機床的電源，以確保人身安全。3.2.2主軸電動機M1的控制SB1是紅色蘑菇型的停止按鈕，SB2是綠色的啟動按鈕。按一下啟動按鈕SB2，KM1線圈通電吸合并自鎖，KM1的主觸點閉合，主軸電動機M1啟動運轉。按一

8、下SB1，接觸器KM1斷電釋放，其主觸點和自鎖觸點都斷開，電動機M1斷電停止運行。3.2.3冷卻泵電動機的控制當主軸電動機啟動后，KM1的常開觸點閉合，這時若旋轉轉換開關SB4使其閉合，則KA1線圈通電，其主觸點閉合，冷卻泵電動機M2啟動，提供冷卻液。當主軸電動機M1停車時，KM常開觸頭斷開，冷卻泵電動機M2隨即停止。M1和M2之間存在聯(lián)鎖關系。3.2.4快速移動電動機M3的控制 快速移動電動機M3是由接觸器KA2進行的點動控制。按下按鈕SB3，接觸器KA2線圈通電，其主觸點閉合，電動機M3啟動，拖動刀架快速移動；松開SB3，M3停止。快速移動的方向通過裝在溜板箱上的十字手柄扳到所需要的方向來

9、控制。3.2.5 SQ1是機床床頭的掛輪架皮帶罩處的安全開關。當裝好皮帶罩時，SQ1（1-2）閉合，控制電路才有電，電動機M1、M2、M3才能啟動。當打開機床床頭的皮帶罩時，SQ1（1-2）斷開，使接觸器KM1，KM2、KM3斷電釋放，電動機全部停止轉動，以確保人身安全。 圖3-2 控制電路設計3.3信號指示與照明電路照明電路采用36V安全交流電壓，信號回路采用6V的交流電壓，均由控制變壓器二次側提供。FU4是照明電路的短路保護，照明燈EL的一端必須保護接地。FU3為指示燈的短路保護，合上電源開關QF，指示燈HL亮，表明控制電路有電。如圖3-2所示。4.電氣元件選擇4.1電源引入開關QQ主要作

10、為電源隔離開關用，并不是用它來直接起停電動機，可按電動機額定電流來選。根據該三臺電動機來看，選中小型組合機床常用三極組合開關，型號DZ5-20，電流20A。4.2 熱繼電器FR1、FR2主電動機M1額定電流15.4A,KH1應選用JR16-20/3D型熱繼電器，熱元件電流為20A整定電流調節(jié)范圍較大，工作時將額定電流調到15.4A.M2的工作電流只有0.32A，故選用JR2-1型熱繼電器，熱元件整定電流調節(jié)范圍較小，工作時調整在0.32A。4.3 熔斷器FU、FU1、FU2、FU3、FU4FU對整機進行短路保護的熔斷器，選用RL1型熔斷器，配用40A的熔斷體。FU1、FU2、FU3、FU4均選

11、用RL1型熔斷器，分別配用4A,2A,1A,1A的熔斷體。 4.4 接觸器KM1,KM2及KM3 接觸器KM1根據主電動機的額定電流等于15.4A，控制回路電源電壓127V，需主觸點3對，動合輔助觸頭2對，根據以上情況，選用CJ0-10A型交流接觸器，電磁線圈電壓為127VKM2,KM3也采用同樣型號的交流接觸器。4.5 控制變壓器TC控制變壓器TC最大負載是KM1,KM2，KM3及指示燈同時工作時，根據總功率計算公式，選用BK-200型控制變壓器，380/127、36、6V4.5 制定電氣元件明細表電氣元件明細表要注明各元器件的型號、規(guī)格及數量等，如表2-1所示。表2-1 CA6140車床電

12、氣元件表符號元件名稱型號規(guī)格件數作用M1主軸電動機Y132M-4-B37.5KW 1450r/min1工件的旋轉和刀具的進給M2冷卻泵電動機AOB-2590W 3000 r/min1供給冷卻液M3快移電動機AOS56340.25KW1360r/min1刀架的快速移動KM1交流接觸器CJ0-10A127V10A1控制主軸電動機M1KM2交流接觸器CJ0-10A127V10A1控制冷卻泵電動機M2KM3交流接觸器CJ0-10A127V10A1快速移動電動機M3QF低壓斷路器DZ5-20380V 20A1電源總開關SB1按鈕LA2型500V 5A1主軸停止SB2按鈕LA2型500V 5A1主軸啟動S

13、B3按鈕LA2型500V 5A1快速移動電動機M3點動SA鑰匙式電源開關1開關鎖SA1轉換開關HZ2-10/310A，三極1控制冷卻泵電動機SA2轉換開關HZ2-10/310A，三極1控制照明燈SQ1行程開關LX3-11K1打開皮帶罩時被壓下SQ2行程開關LX5-11K1電氣箱打開時閉合FR1熱繼電器JR16-20/3D15.4A1M1過載保護FR2熱繼電器JR2-10.32A1M2過載保護TC變壓器BK-200380/127、36、6V1控制與照明用變壓器FU熔斷器RL140A1全電路的短路保護FU1熔斷器RL14A1M2、 M3的短路保護FU2熔斷器RL12A1控制回路的短路保護FU3熔斷

14、器RL11A1指示燈回路短路保護FU4熔斷器RL11A1照明回路的短路保護EL照明燈K-1，螺口40W36V1機床局部照明HL指示燈DX1-0白色，配6V0.15A燈泡1電源指示燈5繪制綜合電氣控制原理圖依據國家電氣制圖規(guī)范，按設計要求，繪制詳細的電氣控制原理圖，如圖5-1說明如下：表5-1接觸器觸頭在電路圖中位置的標記欄目 左欄中欄右欄觸頭類型主觸頭所處的圖區(qū)號輔助常開觸頭所處的圖區(qū)號輔助常閉觸頭所處的圖區(qū)號舉例 KM28 X210 X2表示3對主觸頭均在圖區(qū)2表示一對輔助常開觸頭在圖區(qū)8，另一對常開觸頭在圖區(qū)10表示2對輔助常閉觸頭未用表5-2繼電器觸頭在電路圖中位置的標記欄目左欄右欄觸頭

15、類型常開觸頭所處的圖區(qū)號常閉觸頭所處的圖區(qū)號舉例KA24 4 4 表示3對常開觸頭均在圖區(qū)4表示常閉觸頭未用圖5-1 CA6140車床整機電氣控制原理圖 6設計小節(jié)對于這次設計，剛開始得時候由于沒有經驗，動手的時候手忙腳亂，不知從何入手。我通過查閱大量有關資料，與同學交流經驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次課程設計的最大收獲和財富，使我終身受益。 【參考文獻】1 機床電氣控制技術 楊林建 北京理工大學出版社 2008 2 機床電氣控制技術 齊占慶 王振臣 機械工業(yè)出版社 20083 電工電子技術 趙景波 人民郵電出版社 20084 電工電子技術 葉永春 樊輝娜 人民郵電出版社 20085 電機與變壓器 編寫組 中國勞動社會保障出版社 200810