C650臥式車床電氣控制電路設(shè)計電氣自動化專業(yè).doc

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C650車床的電氣控制線路設(shè)計 姓名：王路豪 專業(yè)：自動化 班級：1130201 學號：201130020138 指導教師：傅志堅 2013年12月25日 目錄 （一）C650車床傳動分析 …………………………………………1 （1）車床的構(gòu)成 ……………………………………………………2 （二）C650車床電氣線路設(shè)計要求 ………………………………3 （1）主軸電動機電氣原理圖設(shè)計 …………………………………4 （2）冷卻泵電動機電氣原理圖設(shè)計 ………………………………5 （3）快移電動機電氣原理圖設(shè)計 …………………………………6 （4）照明電路及檢測電路電氣原理圖設(shè)計 ………………………8 （5）電氣原理圖的繪制……………………………………………9 （三）C650車床電氣控制線路的分析……………………………11 （1）主軸電路設(shè)計分析……………………………………………11 （2）冷卻泵和快移電動機控制線路分析…………………………12 （3）照明電路設(shè)計分析……………………………………………12 （四）電氣元件明細表 ……………………………………………13 （五）設(shè)計總節(jié)及后記 ……………………………………………15 （六）參考文獻 ……………………………………………………17 一 C650車床傳動分析 1.C650車床的構(gòu)成 主要組成部件有：主軸箱、進給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠和床身 。 其主要部件及功能如下： （1）主軸箱1 它固定在床身4的左端，內(nèi)部裝有主軸和變速、傳動機構(gòu)。主軸箱的功能是支承主軸，并將動力經(jīng)變速、傳動機構(gòu)傳給主軸，使主軸按規(guī)定的轉(zhuǎn)速帶動工件轉(zhuǎn)動。 （2）尾座5 它裝在床身4右端的尾座導軌上，并可沿此導軌縱向調(diào)整其位置。尾座的功能是安裝作定位支撐用的后頂尖，也可以安裝鉆頭、鉸刀等孔加工刀具進行孔加工。 （3）床身6 床身固定在左床腿和右床腿上。在床身上安裝著 車床的各個主要部件，使它們在工作時保持準確的相對位置。 （4）絲杠與光杠：用以聯(lián)接進給箱與溜板箱，并把進給箱的運動和動力傳給溜板箱，使溜板箱獲得縱向直線運動。絲杠是專門用來車削各種螺紋而設(shè)置的，在進行工件的其他表面車削時，只用光杠，不用絲杠。同學們要結(jié)合溜板箱的內(nèi)容區(qū)分光杠與絲杠的區(qū)別。 （5）床鞍和刀架9 它位于床身4中部，可沿床身導軌作縱向移動。刀架部件由幾層刀架組成，它的功用是裝夾刀具，使刀具作縱向、橫向或斜向進給運動。 （6）進給箱11 它固定在床身4的左前例。送給箱內(nèi)裝有進給運動的變速裝置，用于改變進給量。 　 二 C650車床電氣線路設(shè)計要求 從車削工藝出發(fā)，C650車床設(shè)計需要主電動機，冷卻泵電動機快移電動機三個電動機，對各電機的控制要求主要是： 1.主電機M1（30KW）：由它完成主軸主運動和溜板箱進給運動的驅(qū)動。電動機采用直接啟動的方式啟動，并且要連續(xù)運行，并帶有點動功能以便調(diào)整；能夠正反轉(zhuǎn)，以滿足加工螺紋的工藝要求；由于加工工件轉(zhuǎn)動慣性大，停車時要有反向制動控。此外，還要顯示電動機的工作電流以監(jiān)視切削狀況。 2.冷卻電機M2（0.125Kw）：用以加工時提供冷卻液，采用直接啟動、單相并行、連續(xù)工作方式。 3.主電動機和冷卻泵電動機應(yīng)具有必要的短路和過載保護。 4.快速移動電機M3（2.2kw）：拖動刀架快速移動，還可以根據(jù)使用需要隨時進行手動控制啟停。 5.要求有局部照明和必要的電氣保護與聯(lián)鎖。 1.主軸電動機電氣原理圖設(shè)計 1.電源開關(guān)的選用一般是三級電源開關(guān)QS ,為了電機可靠工作電機外殼應(yīng)有可靠的接地保護。當切削工件時會產(chǎn)生大量熱量就需要冷卻裝置，所以在主軸電機工作時接入冷卻泵電動機。 2.為了保護電動機不被短路燒毀和過載而燒壞就需要保護裝置故在主電動機電路中接入熔斷器FU1起短路保護作用.接入熱繼電器FR1起過載保護作用. 3.電動機剛啟動時電流較大為了監(jiān)測電流過大損壞電路就需要接入電流互感器TA，從電流表PA中可以觀察示數(shù)，從而可以很好的監(jiān)視電動機繞組工作時的電流變化。 4.點動控制線路比較簡單,不需要自鎖與互鎖,用一個常閉按鈕SB1,和一個常開按鈕SB2，與接觸器kM1，當KM1通電以后會使線圈帶電，而使主軸進給傳動電路中的常開觸頭KM1閉合，使電動機通電而轉(zhuǎn)動。 5.元器件的編排要從上向下編排易于繪制.有兩個或兩個以上的符號相同應(yīng)編號. 6.電路中的主軸電動機要實現(xiàn)連續(xù)工作就不能使用點動電路實現(xiàn)工作，故就要考慮使用自鎖或互鎖電路以及復合開關(guān)了。故在電路中接入KA觸頭以實現(xiàn)自鎖。 7.因為電動機工作不僅要正轉(zhuǎn)也需要反轉(zhuǎn)，就要使電路中的相序調(diào)換位置才能使電動機反轉(zhuǎn)故在KM1旁邊再接入KM2，以實現(xiàn)反轉(zhuǎn)，所以也需在主電動機控制線路中接入KM2的線圈，當線圈通電后就能使KM2觸頭閉合通電而工作。 8.因為電動機要實現(xiàn)反轉(zhuǎn)制動，但因為工件的慣性比較大，要使工件自然制動需要浪費很多時間，為了節(jié)省時間就需要使用電路來制動，就要在電路中接入速度繼電器。將電動機相序調(diào)換而反轉(zhuǎn)。因為設(shè)計正反轉(zhuǎn)與反向制動電路，要考慮電路保護工作，故在主軸電動機連接了電阻R，是反接制動電阻，具有限制啟動電流的作用。設(shè)計電路如圖1 圖1電動機主軸電氣原理圖設(shè)計 2.冷卻泵電動機電氣原理圖設(shè)計 1. 車床中控制冷卻液的電動機就是冷卻泵電動機，冷卻泵電動機隨主軸電動機一起工作，是長時間工作的電動機那么就要有要有自鎖電路，所以用常閉按鈕SB5,常開按鈕SB6和KM4線圈來實現(xiàn)，當線圈通電以后就會產(chǎn)生磁場來使常開觸頭KM2閉合從而使電動機通電工作。 2. 電路中也需接入熔斷器起到短路保護和繼電器起到過載保護來保護電路。并且電動機要接地保護。設(shè)計電路如圖2。 圖2 冷卻泵電動機電氣原理圖 3. 快移電動機電氣原理圖設(shè)計 1.快移電動機電氣原理圖設(shè)計較簡單，只需要一個開關(guān)來控制工件移動到當前要求位置后只需斷開即可。故只需一個開關(guān)SQ和線圈來控制，當按下SQ后線圈KM5通電吸引銜鐵使常開觸頭KM5閉合，使電動機通電而轉(zhuǎn)動。 2.為避免電機短路燒壞電機故在電路中接入熔斷器FU2，因為是快移電機不用考慮過載故電路中不需要繼電器保護。電路中如圖3。 圖3 快移電動機電氣原理圖 4.照明電路和保護電路的原理圖設(shè)計 1.輔助電路就是變壓器及照明電路，車床中為了方便工人工作需要照明系統(tǒng)故在電路中接入燈泡。電路中接入變壓器為輔助電路提供電源，考慮到工人工作安全，變壓器分為兩路，其中一路電壓127V，另一路36V，提供照明系統(tǒng)電源。設(shè)計如圖4 圖4 變壓器及照明電路電氣原理圖 2.雖然電流表PA接在電流互感器TA回路上，但主電動機M1啟動時對它的沖擊仍然很大。為此，在線路中設(shè)置了時間繼電器KT進行保護。當主電機正向或反向起動時，KT線圈通電，延遲時間傷未到時，TA就被KT延遲斷開常閉觸點短路，但電流步能流過電流表PA。延時幾秒后斷開常閉觸點斷開，電流能流過電流表PA才有電流指示。設(shè)計如圖5 圖5 檢測電路原理圖設(shè)計 5.C650車床原理圖的繪制 1.電氣原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分，主電路由組合開關(guān)，熔斷器，接觸器，熱繼電器和電動機組成。輔助電路包括控制電路，照明電路，信號電路和保護電路組成。 2.電氣原理圖中的所有電器元件應(yīng)采用國家標準中統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號表示。當同一電器元件的不同部件分散在不同位置時，為了表示是同一元件，要在電器元件的不同部件標注統(tǒng)一的文字符號。 3.主電路安排在圖面左側(cè)，輔助電路安排在圖面右側(cè)。無論主電路還是輔助電路，均按功能布置，盡可能按從上到下，從左到右排列。 4.同一電氣元件的不同部件分散在不同位置時，為了表示是同一元件，要在元件的不同部件出標注統(tǒng)一的文字符號。電氣原理圖如圖6所示。 圖6 C650臥式車床電氣原理圖 三 C650車床電氣原理圖分析 1．C650車床主軸電動機設(shè)計分析 QS為行程開關(guān)。熔斷器FU1為主電動機M1的短路保護，熱繼電器FR1為其過載保護。限流電阻R在主軸點動時，限制起動電流，在停車反接制動時又限制過大的反向制動電流。電流表PA用來監(jiān)視主電動機M1的繞組電流，由于M1功率很大，故PA接入電流互感器TA回路。當主電動機啟動時，電流表PA被短接，機床工作時，可調(diào)整切削用量，使電流表PA的電流接近主電動機M1額定電流的對應(yīng)值。KM1、KM2為正反轉(zhuǎn)接觸器，KM3用于短接電阻R接觸器。KM4為接通冷卻泵電動機M2的接觸器，熱繼電器FR2為M2的過載保護。KM5接通快速電動機M3的接觸器，由于M3點動短時運轉(zhuǎn)，故不設(shè)置熱繼電器。主電機切削消耗功率大，但起動電流小，全壓起動。 1.主軸電動機的點動控制分析：當按下點動按鈕SB2不松手→接觸器KM1線圈通電→主軸電動機M1進行降壓起動和低速運轉(zhuǎn)（限流電阻R串入電路中）。當松開SB2→KM1線圈立即斷電→主軸電動機M1停轉(zhuǎn)。正向起動按鈕SB3→KM3線圈通電→常開輔助觸點KM3閉合→KA線圈通電→KA常開觸點閉合→KM線圈自鎖保持通電，同時KA線圈也保持通電。 2.正反轉(zhuǎn)及反接制動控制線路分析：正向起動按鈕SB3→KM3線圈通電→常開輔助觸點KM3閉合→KA線圈通電→KA常開觸點閉合→KM3線圈自鎖保持通電，同時KA線圈也保持通電。SB3未松開時，由于KA的另一常開觸點閉合→KM1線圈通電→KM1的輔助常開觸點也閉合（自鎖）→主電動機M1全壓正向起動運行。松開SB3后，由于KA的二個常開觸點閉合，形成自鎖通路。KM3線圈通電時，通電延時時間繼電器KT通電，使電流表避免受起動電流的沖擊。 SB4為反向起動按鈕，反向起動過程同正向時類似。 3.C650車床采用反接制動方式分析：用速度繼電器KS進行檢測和控制。如圖（3）所示：SB1常閉觸點→KA常閉觸點→KS正向常開觸點KS1→KM1常閉觸點→KM2線圈→FR1常閉觸點。主電動機M1就被串電阻反接制動，正向轉(zhuǎn)速很快降下來，當降到很低時，KS的正向常開觸點KSl斷開復位，從而切斷了上述電流通路。 2.冷卻泵和快移電動機設(shè)計分析 冷卻泵：按下SB6-----線圈KM4帶電-------觸點KM4閉合，實現(xiàn)了自鎖可松開SB6------電動機通電工作 快速移動電路：按下開關(guān)SQ-------線圈KM5通電------觸點KM5閉合-------電動機通電工作 3. 照明電路分析： TC為控制變壓器，二次側(cè)有二路，一路為127V，提供給控制電路；另一路為36V（安全電壓），提供給照明電路。置燈開關(guān)SA于通狀態(tài)時，照明燈EL點亮；置SA為斷狀態(tài)時，EL就熄滅。 四 電氣設(shè)備及電器元件明細表 根據(jù)電氣原理圖的設(shè)要求總結(jié)出設(shè)計電路系統(tǒng)所需的元件與各元件的數(shù)量和用途及代號。如下表 電氣元件明細表 代號 名 稱 數(shù)量 用 途 M1 主軸電動機 1 主傳動用 M2 冷卻泵電動機 1 送冷卻液用 M3 快速進給電動機 1 溜板快速 移動 FR1 熱繼電器 1 M1的過載 保護 FR2 熱繼電器 1 M2的過載 保護 FR3 熱繼電器 1 M3的過載 保護 KM1 交流接觸器 1 控制M1正轉(zhuǎn) KM2 交流接觸器 1 控制M1反轉(zhuǎn) KM3 交流接觸器 1 短接電阻R KM4 交流接觸器 1 控制M2 KM5 交流接觸器 1 控制M3 KA 中間繼電器 1 輔助控制M1 KT 時間繼電器 1 控制PA保護 TA 交流互感器 1 控制PA保護 R 制動電阻 3 限制制動 電流 A 電流表 1 TC 控制變壓器 1 QF 斷路器 1 斷路保護 QF1 斷路器 1 斷路保護 QF2 斷路器 1 斷路保護 QF3 斷路器 1 斷路保護 EL 機床照明燈 1 工作照明 SB1 按鈕 1 停止 SB2 按鈕 1 啟動M1 SB3 按鈕 1 制動M1 SB4 按鈕 1 啟動M2 SB5 按鈕 1 停止M2 SB6 按鈕 1 啟動M3 KS 速度繼電器 1 主電路導線 若干 控制電路導線 若干 走線槽 若干 端子盤 1 五、設(shè)計總結(jié) 感謝傅志堅老師不厭其煩的細心指點。在設(shè)計過程中,遇到一些困難問題時，傅老師都會耐心地給我們指導，再自己慢慢理解，從框架的完善，到設(shè)計內(nèi)容的擴充，錯誤之處的糾正，傅老師都給了我們莫大的幫助。 經(jīng)過這段時間的努力，終于完成了我對C650普通車床的設(shè)計，不僅使自己增長了知識也使我明白一些道理。開始做設(shè)計不僅運用了我在大學所學的東西，而且還運用了我們從未接觸過的東西。學習時都認真的學習和很好的掌握了。我的設(shè)計雖然用到的都是一些簡單的知識，但我明白了無論做什么事都不能粗心，否則什么也干不成。 我發(fā)現(xiàn)了許多問題，至少說完成一個設(shè)計，不單單用到一門課程，它體現(xiàn)的是組織協(xié)調(diào)能力。說實在的剛開始我也不知道該從哪下手，可后來在老師和同學的幫助下我終于跨出了第一步，使得最終完成了本次設(shè)計。因此一個人無論什么時候都要對自己有信心，做人是這樣的，做事也應(yīng)該是這樣。很多事就是這樣，只要我們?nèi)ピ囍隽?，才有可能成功? 從這次畢業(yè)設(shè)計中，我才意識到，在以后的生活中，無論學習什么都要理論聯(lián)系實際，把我們所學的理論知識用到實際當中。 通過對c650普通車床的改造，本次設(shè)計的目的主要是培養(yǎng)我們運用所學理論知識和專業(yè)知識來分析和解決電氣控制技術(shù)中出現(xiàn)的一系列問題。首先感謝我的老師在我學習中給予的關(guān)心和幫助，老師不僅以那嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、縝密的思維能力、嫻熟的操作技巧深刻地影響著我，更以他們那博大的胸懷潛移默化地影響著我如何學會去寬容別人，笑著面對生活。讓我感到學習中不斷積累了豐富的學識，更在如何做人上讓我學到了許多，我將隨身攜帶它們，勇敢的踏上新的人生之路。讓我深刻的認識到：無論生活多么艱辛，唯有讀書才能充實我們的大腦，才會使我抵達成功的彼岸。 從接受課題到現(xiàn)在完成設(shè)計論文，得到了老師的精心指導和熱情幫助，尤其是在課題設(shè)計前期和設(shè)計過程中，老師給我們提出了許多寶貴意見，這才使我們得以順利的完成設(shè)計工作，在短暫的設(shè)計期間，我們學到了許多，這將使我們終身受益。 致謝 感謝這課程設(shè)計期間與我一起經(jīng)歷風風雨雨的全班同學，有王路豪，成院林，林少波，胡樂義，王文，龔鵬輝，張立鶴同學，也感謝傅志堅老師的細心教導，才有今天的我。再次真誠的感謝你們。 六 參考文獻 1、C650臥式車床電氣控制電路分析資料1份。 2、趙明主編. 工廠電氣控制設(shè)備. 北京：機械工業(yè)出版社，1985 3、方承遠主編. 工廠電氣自動控制. 北京：機械工業(yè)出版社，1992 4、吳幸鳴主編. 電機及拖動基礎(chǔ). 北京：機械工業(yè)出版社，1999 5、趙家禮主編. 電氣圖形符號新標準. 中國電機標準，1995 6、陳曉華主編. 電氣圖形符號新標準. 中國電機標準，1995 7、鄭鳳翼、楊洪升主編. 怎么看電氣控制電路圖 8、王炳實主編. 機床電氣控制技術(shù) 9、方承運,王炳勛主編. 電氣控制原理與設(shè)計