Z35型搖臂鉆床電氣控制電路設(shè)計

1、渤海石油職業(yè)學(xué)院電氣自動化技術(shù)專業(yè)課程論文z35型搖臂鉆床電氣控制電路設(shè)計學(xué)生姓名：閆亞濤專業(yè)班級：09 電氣自動化2班指導(dǎo)教師： _ 趙鳳新 _ 完稿日期2011-12-23 課程設(shè)計（論文）題目t: 如容o 口過運(yùn)屋、1mk12程設(shè)計論、o33o 、4文任o55務(wù)o 吉纟指導(dǎo)教師評語及成績?nèi)誻 月鳳年指成課程設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計目的工廠電氣控制設(shè)備課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)及基礎(chǔ)知識，解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力，同時還培養(yǎng)學(xué)生查閱圖書資料、手冊、各種工具書的能力，培養(yǎng)學(xué)生繪圖和書寫技術(shù)報告的能力。二、 設(shè)計班級2009 電氣三、 設(shè)計題目z35 搖臂鉆床的電氣控制線路四、 設(shè)計內(nèi)容及要求：

2、1、設(shè)計要求：z35搖臂鉆床有四臺籠型異步電動機(jī)拖動，主軸電動機(jī)m1的功率3kw搖臂升降電動機(jī)m2功率1.1kw 點(diǎn)動運(yùn)行，液壓泵電動機(jī)m3的功率0.6kw 冷卻泵電動機(jī)m4功率0.125kw控制電路采用十字開關(guān)操作，它能實(shí)現(xiàn)主軸起停和搖臂升降的聯(lián)鎖，它有五個位置，各位置工作情況如下表：手柄位置實(shí)物位置接通微動開關(guān)觸點(diǎn)工作情況中都不通停止左4 - sa1-1零壓保護(hù)右- ?sa1-2主軸運(yùn)動上sa1-3搖臂上升下sa1-4搖臂下降2、設(shè)計內(nèi)容：（1） 畫出主線路和控制線路（2） 有短路、過載和零壓保護(hù)（3） 有必要的照明電路（4） 并敘述搖臂上升的操作過程（5） 選擇電器元件，編制元件目錄清單

3、（6） 繪制電器元件的布置圖和安裝接線圖五、 課程設(shè)計報告要求：1、 封面：寫清題目、班級、姓名、指導(dǎo)教師。2、 目錄3、 正文：要求字跡工整，思路清晰4、 課程設(shè)計的體會5、 參考書目六、 考核辦法及成績總成績我擬控制系統(tǒng)效果成績+課程設(shè)計報告成績+答辯成績第 1 章 z35型搖臂鉆床的簡介. 11.1 z35型搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu). . 11.2 z35型搖臂鉆床的運(yùn)動形式. . 11.3 z35型搖臂鉆床電氣拖動特點(diǎn)及控制要求. . 11.4搖臂鉆床的日常保護(hù) . 2第 2 章 z35型搖臂鉆床的傳動方案. 32.1 z35型搖臂鉆床的調(diào)速. . 32.2 z35型搖臂鉆床的正反轉(zhuǎn). .

4、3第 3 章 z35型搖臂鉆床電氣控制線路. 43.1主電路設(shè)計 . 43.2控制電路設(shè)計 . 4第 4 章 z35型搖臂鉆床電器元件選擇. 6第 5 章電器元件布置圖7第 6 章課程設(shè)計總結(jié). 8參考文獻(xiàn) . 9第 1 章 z35型搖臂鉆床的簡介1.1 z35型搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺等部分組成。內(nèi)立1柱固定在底座的一端，在他的外面套有外立柱，外立柱可繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)360度搖臂的一端為套筒，它套裝在外立柱做上下移動由于絲桿與外立柱連成一體，而升降螺母固定在搖臂上，因此搖臂不能繞外立柱轉(zhuǎn)動，只能與外立柱一起繞內(nèi)立柱來回轉(zhuǎn)主軸箱是一個復(fù)合部件，由主

5、傳動電動機(jī)、主軸和主軸傳動機(jī)構(gòu)、進(jìn)給和變速機(jī)構(gòu)、機(jī)床的操作機(jī)構(gòu)等部分組成主軸箱安裝在搖臂的水平導(dǎo)軌上，可以通過手輪操作使其在水平導(dǎo)軌上沿?fù)u臂移動。1.2 z35型搖臂鉆床的運(yùn)動形式當(dāng)進(jìn)行加工時，由特殊的加緊裝置將主軸箱緊固在搖臂導(dǎo)軌上，而外立柱緊固在內(nèi)立柱上搖臂緊固在外立柱上，然后進(jìn)行鉆削加工一邊進(jìn)行縱向進(jìn)給，其運(yùn)動形式為：（1）搖臂鉆床的主運(yùn)動為主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；（2）入給運(yùn)動為主軸的縱向入給；（3）輔助運(yùn)動有：搖臂沿外立柱垂直移動，主軸箱沿?fù)u臂長度方向的移動，搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。1.3 z35型搖臂鉆床電氣拖動特點(diǎn)及控制要求（1）搖臂鉆床運(yùn)動部件較多，為了簡化傳動裝置采用多臺

6、電動機(jī)拖動例如z35型搖 臂鉆床采用4臺電動機(jī)拖動。他們分別是主軸電動機(jī)，搖臂升降電動機(jī)，液壓泵電動機(jī)和冷卻泵電動機(jī)，這些電動機(jī)都采用直接啟動方式。（2）為了適應(yīng)多種形式的加工要求，搖臂鉆床主軸的旋轉(zhuǎn)及入給運(yùn)動有較大的調(diào)速范圍，一般情況下多由機(jī)械變速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸變速機(jī)構(gòu)與進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)均裝在主軸箱內(nèi)。（3）搖臂鉆床的主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動均為主軸的運(yùn)動，為此這兩項運(yùn)動有一臺主軸電動機(jī)拖動，分別經(jīng)主軸傳動機(jī)構(gòu)，進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給。（4）在加工螺紋時，要求主軸能正反轉(zhuǎn)搖臂鉆床主軸正反轉(zhuǎn)一般采用機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)因此主軸電動機(jī)僅需要單向旋轉(zhuǎn)。（5）搖臂升降電動機(jī)要求能正反向旋轉(zhuǎn)。（6） 內(nèi)外主軸的夾

7、緊與放松、主軸與搖臂的夾緊與放松可用機(jī)械操作、電氣-機(jī)械裝置，電氣-液壓或電氣-液壓-機(jī)械等控制方法實(shí)現(xiàn)若采用液壓裝置則備有液壓泵電機(jī)。1.4搖臂鉆床的日常保護(hù)1. 清洗鉆床時，注意要內(nèi)外清洗，要顧及到每一個死角。對于工作臺面上的毛刺要也認(rèn)真清洗；22. 對于各個部件的靈活性也可不間斷的檢查，以免在運(yùn)行是發(fā)生故障；3. 在檢查主軸進(jìn)刀箱時，要記得檢查油質(zhì)，保證油量的供給；4. 檢查電源、門蓋等基本部位是否有松動問題；5. 時刻檢查各電器控制開關(guān)的靈活程度；6. 注意液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行，是否有漏洞現(xiàn)象發(fā)生。這些都是一般最基本的搖臂鉆床檢查與保養(yǎng)的小常識，但卻需要大家多多注意這些小細(xì)節(jié)。第 2 章

8、 z35型搖臂鉆床的傳動方案2.1 z35型搖臂鉆床的調(diào)速鉆床可以進(jìn)行多種形式的加工，如：鉆孔，鏜孔，鉸孔及攻螺紋。因此要求鉆床的主軸運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動有較寬的調(diào)速范圍。z35型搖臂鉆床的主軸的調(diào)速范圍為50：1, 正 轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速為40 r/min，最高為2000 r/min，進(jìn)給范圍為0.05?1.60 r/min 。它的調(diào)速是通過三相交流異步電動機(jī)和變速箱來實(shí)現(xiàn)的。也有的是采用多速異步電動機(jī)拖動，這樣可以簡化變速機(jī)構(gòu)。鉆床的種類很多，有臺鉆，立鉆，臥鉆，專門化鉆床和搖臂鉆床。臺鉆和立鉆的電氣電路比較簡單，其他型式的鉆床在控制系統(tǒng)上也大同小異。搖臂鉆床除了主軸的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動外，還有搖臂的上升，

9、下降及立柱的夾緊和放松。搖臂的上升，下降由一臺交流異步電動機(jī)拖動，主軸箱，立柱的夾緊和放松由另一臺交流電動機(jī)拖動。通過電動機(jī)拖動一臺齒輪泵，供給夾緊裝置所需要的壓力油。而搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱的左右移動通常采用手動。此外還有一臺冷卻泵電動機(jī)對加工的刀具進(jìn)行冷卻。2.2 z35型搖臂鉆床的正反轉(zhuǎn)搖臂鉆床適合于在大，中型零件上進(jìn)行鉆孔，擴(kuò)孔，鉸孔及攻螺紋等工作，在具有工藝裝備的條件下還可以進(jìn)行鏜孔。搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動由一臺交流異步電動機(jī)拖動，主軸的正反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動是通過機(jī)械轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的。故主電動機(jī)只有一個旋轉(zhuǎn)方向。搖臂鉆床主軸正反轉(zhuǎn)一般采用機(jī)械方法來實(shí)現(xiàn)，這樣主軸電動機(jī)只需單方向旋轉(zhuǎn)。搖臂的

10、升降由升降電動機(jī)拖動，要求電動機(jī)能正，反轉(zhuǎn)。3第 3 章 z35型搖臂鉆床電氣控制線路3.1主電路設(shè)計主電路設(shè)計（2?7區(qū)），三相電源l1l2l3由電源開關(guān)qs控制，熔斷器fu1實(shí)現(xiàn)對全電路的短路保護(hù)（1區(qū)）。從2區(qū)開始就是主電路。主電路有4臺電動機(jī)。1）m4（2區(qū)）是冷卻泵電動機(jī)，帶動冷卻泵供給工件冷卻液。由于m4容量較小，因此不需要過載保護(hù)，由轉(zhuǎn)換開關(guān)qs2直接控制。m4直接起動，單向旋轉(zhuǎn)。2）m1（3區(qū)）是主軸電動機(jī)，帶動主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和垂直運(yùn)動，是主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動電動機(jī)。它由km1的主觸點(diǎn)控制，其控制線圈在13區(qū)。熱繼電器fr1做過載保護(hù)，其常閉觸點(diǎn)在13區(qū)。m1直接起動，單向旋轉(zhuǎn)。主

11、軸的正反轉(zhuǎn)由液壓系統(tǒng)和正反轉(zhuǎn)摩擦離合器來實(shí)現(xiàn)，空檔，制動及變速也由液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。3）m2（4?5區(qū)）是搖臂升降電動機(jī)，帶動搖臂沿立柱的上下移動。它由km2 km3的 主觸點(diǎn)控制正反轉(zhuǎn)，其控制線圈分別在15, 16區(qū)。電動機(jī)m2是短時運(yùn)行，因此不需要過載保護(hù)。4）m3（6?7區(qū)）是液壓泵電動機(jī)，帶動液壓泵送出壓力油以實(shí)現(xiàn)搖臂的松開，夾緊和主軸箱的松開，夾緊控制。它由km4,km5勺主觸點(diǎn)控制其正反轉(zhuǎn)，控制線圈分別在17, 18區(qū)。熱繼電器fr2作過載保護(hù)。其常閉觸點(diǎn)在17區(qū)。熔斷器fu2作搖臂升降電動機(jī)m2,液壓電動機(jī)m3和控制電路的短路保護(hù)。4圖 3-1 主電路圖3.2控制電路設(shè)計控制電路的

12、設(shè)計（13?19控制電區(qū)），控制電路由控制變壓器tc（8區(qū)）將380v交流 電源降為127乂1）主軸電動機(jī)m1的控制電路（13區(qū)）。主軸電動機(jī)m1的控制電路是典型的電動機(jī)單向連續(xù)控制電路。sb1,sb2分別為砂輪電動機(jī)m1的停止和啟動按鈕。2）搖臂升降的控制電路（14?19區(qū)）。搖臂升降由搖臂升降電動機(jī)m2作動力，按鈕sb3,sb4分別為搖臂上升，下降的點(diǎn)動按鈕，和km3,km2&成接觸器按鈕雙重連鎖的正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動控制電路（15?16區(qū)）。由于搖臂的升降控制須與夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)緊密配合：搖臂升降前，先把搖臂松開，再由m2驅(qū)動升降；搖臂升降到位后，再重新夾緊。由此可見，搖臂升降的電氣控制是

13、與松緊機(jī)構(gòu)液壓- 機(jī)械系統(tǒng)（m3與丫“的控制配合進(jìn)行的?，F(xiàn)以搖臂上升為例，來分析控制的全過程：搖臂的下降由sb4控制km3使m2反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，工作過程與搖臂上升相似。搖臂松開由行程開關(guān)sq2控制，搖臂夾緊由行程開關(guān)sq3控制。如果夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，搖臂不能夾緊；或者因sq3的位置安裝不當(dāng)，在搖臂已夾緊后sq3仍不 能動作，那么sq3的常閉觸點(diǎn)長時間不能斷開，會使液壓泵電動機(jī)m3處于長期過載狀態(tài)。因此，m3采用熱繼電器fr2作過載保護(hù)。3）主軸箱和立柱松緊的控制（17?18區(qū)）。主軸箱和立柱的松緊控制是同時進(jìn)行的。sb5和sb6分別為松開和夾緊控制按鈕，和km4,km5&成接觸器連

14、鎖的正反轉(zhuǎn)電動控制5電路。其工作過程如下：由于sb5,sb6的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在yv線圈支路中，因此在按下sb5,sb6使m3點(diǎn)動正反轉(zhuǎn)的過程中，電磁閥yv線圈不吸合，液壓泵送出壓力油，進(jìn)入主軸箱和立柱的松開, 夾緊油箱，推動松緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸箱的松開和夾緊。3輔助電路設(shè)計（8?12區(qū)）4輔助電路包括信號燈電路（9?11區(qū)）和照明電路（12區(qū)）。第 4 章 z35型搖臂鉆床電器元件選擇z35型搖臂鉆創(chuàng)電器元件中關(guān)于熱繼電器fr1的選擇型號為jr16-20/3d，用此型號的繼電器做過載保護(hù)，因為其；熱元件為11a,調(diào)節(jié)范圍6.8-11a適合搖臂鉆創(chuàng)的控制線路系統(tǒng)最大電流及其過載保護(hù)電路的范圍。fr2選

15、擇原因同上。對于km1交流接觸器的選擇型號為cj10-20原因為其規(guī)格整體電流為20a，線圈電壓最大為127v控制整體線路電動機(jī)m1，實(shí)現(xiàn)m1正反轉(zhuǎn)。對于km2/km3及km4/km5的選擇型號為cj10-20 型。因其性能穩(wěn)定，線路電流為10a，電壓為127v，其主要負(fù)責(zé)圖3-2中m2電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)及搖臂的上升和下降，其最5信號燈的工作電壓6v由控制變壓器tc提供。6照明燈的工作電壓36v仍有控制變壓器tc提供。按下照明燈開關(guān)sa鉆床照明指x 4u i$1u-is：s*x?x3ix.$x117典el的一端接地。熔斷器fu3作照明電路的短路保護(hù)。1示燈el亮。為保證安全 , . 陽戀圖 3-2

16、 z35 型搖臂鉆床控制原理圖ifkkm1 rm km56大電流和電壓包含了z35搖臂鉆床在支路中電壓電流在m2電動機(jī)和搖臂鉆創(chuàng)上升下降的工作最大范圍。對于m3液壓泵電動機(jī)的選擇條件比較通用，不做詳細(xì)解釋，其余電器元件選擇原因及注解詳詢參考文獻(xiàn)機(jī)械原理教程及機(jī)械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書等文獻(xiàn)，下表為整體控制線路電器元件的選擇表，如下：表 4.1 電器元器件選擇符號名稱型號規(guī)格數(shù)量用途m1主軸電動機(jī)y100i2 43kw 6.8a 1420r/mi n1主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動動力m2搖臂升降電動機(jī)y90l-41.5kw 3.7a 1400r/mi n1搖臂升降動力m3液壓泵電動機(jī)y802-40.75kw 2

17、.1a 1390r/mi n1驅(qū)動液壓泵m4冷卻泵電動機(jī)aob-2590w 2800r/mi n1驅(qū)動冷卻液泵fr1熱繼電器jr16-20/3d熱元件整定電流6.8a1m1的過載保護(hù)fr2熱繼電器jr16-20/3d熱元件整定電流2.1a1m3的過載保護(hù)km1交流接觸器cj10-2020a線圈電壓127v1控制m1km2/ km3交流接觸器cj10-1010a線圈電壓127v1控制m2正/反轉(zhuǎn)（搖臂上升/7下降）km4/ km5交流接觸器cj10-1010a線圈電壓127v1控制主軸箱和立柱松開/拉 緊kt時間繼電器js7-4a線圈電壓127v3搖臂升降夾緊延時第 5 章 電器元件的布置圖qs

18、1| fu1lifu2km1明1km：| |km4km5km6fr1 kt1kt2ka廠1.xt8第 6 章課程設(shè)計總結(jié)課程設(shè)計終于在我的不懈努力下完成了，皇天不負(fù)有心人，每一分耕耘換來每一分收獲！在實(shí)踐中獲取理論知識中的不足，彌補(bǔ)動手能力上的缺憾！我覺得每一次的課程設(shè)計對我自己來說非常有意義，非常實(shí)在。它給我的大學(xué)生活添上了精彩的一筆。讓我更貼近實(shí)踐工作的生活，讓我增長了更多的專業(yè)知識，讓我認(rèn)識到自己的長處與不足。搖臂鉆床電氣拖動特點(diǎn)及控制要求搖臂鉆床運(yùn)動部件較多，為了簡化傳動裝置，采用多臺電動機(jī)拖動。例如z35型搖臂鉆床采用4臺電動機(jī)拖動，它們分別是主軸電動機(jī)，搖臂升降電動機(jī)，液壓泵電動機(jī)和冷卻泵電動機(jī)，這些電動機(jī)都采用直接啟動方式。一年后我們就業(yè)的時候，就業(yè)單位不會像老師一樣點(diǎn)點(diǎn)滴滴細(xì)致入微的把要做的歐諾工作告訴我們，更多的是需要我們自己去觀察和學(xué)習(xí)。不具備這種能力就難以勝任未來的挑戰(zhàn)。隨著科學(xué)的迅猛發(fā)展，新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，會有很多領(lǐng)域是我們未曾接觸過的，只有敢于嘗試才能有所突破，有所創(chuàng)新。兩周的課程設(shè)計給我們帶來的不全是我們所接觸的那些操作技能，更多的則需要我們每個人在課程設(shè)計結(jié)束后根自己的情況去感悟，去思考，勤時自勉，有所收獲，使這次課程設(shè)計達(dá)到了它真正的目的