電氣控制工藝

1、揚州大學水利與能源動力工程學院本科生課程設計題 目： 電氣控制工藝實習 課 程： 電氣控制與可編程控制器 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 電氣 1101 學 號： 姓 名： 指導教師： 蔣步軍 完成日期： 2015.1.17 目錄1 銑床3 1.1 銑床簡介3 1.2 X62W型臥式普通銑床的主要結構和運動形式42 電氣控制線路分析5 2.1電路原理圖5 2.2 主電路分析6 2.3 控制線路分析73 器件型號及說明124 常見故障及分析處理145 心得體會166 參考文獻177 附錄171 銑床1.1 銑床簡介銑床是一種主要用于金屬切削的機床，于1818年由包括埃里·惠特尼

2、在內的數(shù)位美國機械工程師共同發(fā)明。以銑刀作為刀具加工工件表面這種方法叫做銑削。銑床用來切削平面，或者用特殊形狀的銑刀銑出成型表面、螺旋槽或齒輪的齒形等。銑削時，工件裝在工作臺上或分度頭等附件上，銑刀作旋轉的切削運動，輔以工作臺作進給運動。銑床是一種用途廣泛的機床，在銑床上可以加工平面（水平面、垂直面）、溝槽（鍵槽、T形槽、燕尾槽等）、分齒零件（齒輪、花鍵軸、鏈輪）、螺旋形表面（螺紋、螺旋槽）及各種曲面。此外，還可用于對回轉體表面、內孔加工及進行切斷工作等。銑床在工作時，工件裝在工作臺上或分度頭等附件上，銑刀旋轉為主運動，輔以工作臺或銑頭的進給運動，工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刃斷續(xù)切削

3、，因而銑床的生產率較高。簡單來說，銑床可以對工件進行銑削、鉆削和鏜孔加工的機床。它可以加工平面、溝槽，也可以加工各種曲面、齒輪等。銑床是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復雜的型面，效率較刨床高，在機械制造和修理部門得到廣泛應用。銑床的主運動為主軸帶動刀具的旋轉運動，它有順銑和逆銑兩種運動方式進給運動為工件相對銑刀的移動即工作臺的進給運動。進給運動有水平工作臺左右（縱向），前后（橫向）以及上下方向的運動以及圓形工作臺的旋轉運動。1.2 X62W型臥式普通銑床的主要結構和運動形式X62W型臥式普通銑床具有主軸轉速高、調速范圍寬、操作方便和工

4、作臺能循環(huán)加工等特點，其結構簡圖如圖1-1所示。該機床主要由床身、懸梁、倒桿支架、工作臺和升降臺等結構組成。倒桿支架上安裝有與主軸相連的刀桿、銑刀，以利于切削加工，順銑時刀具為一轉動方向，逆銑時為另一方向；床身前有垂直導軌，升降臺帶動工作臺可沿垂直導軌上下移動，完成垂直方向的進給；升降臺上的水平工作臺還可以在垂直于軸線方向上的移動（縱向移動，即左右移動）和平行于主軸方向移動（橫向移動，即前后移動）；回轉工作臺也可單向轉動。進給電動機經機械傳動鏈傳動，通過機械離合器在選定的進給方向驅動工作臺移動進給。根據銑刀的直徑、工件材料和加工精度不同，要求主軸通過變換齒輪實現(xiàn)變速。主軸電動機的正反轉用于改變

5、主軸的轉向滿足銑床順銑和逆銑的需要。工作臺上下、左右、前后的進給運動，由進給變速箱獲得不同的速度，再經不同的電氣控制線路傳遞給進給絲杠來實現(xiàn)。為使變速時齒輪更好地嚙合，減少齒輪端面的沖擊，要求電動機在變速時有短時的變速沖動。圖1-1 X62W型臥式普通銑床結構簡圖1-主軸變速手柄；2-主軸變速盤；3-主軸電動機；4-床身；5-主軸；6-懸梁；7-刀架支桿；8-工作臺；9-轉動部分；10-溜板；11-進給變速手柄及變速盤；12-升降臺；13-進給電動機；14-底盤2 電氣控制線路分析2.1電路原理圖圖2-1為X62W型臥式普通銑床的電氣控制線路原理圖。銑床共有三臺電動機拖動：M1為主軸電動機，由

6、接觸器KM2、KM3、控制啟動、制動電機，M2為進給電機，其正反轉由KM4、KM5控制，M3為冷卻泵電機，要求主軸電機M1啟動后，M3才能啟動。X62W型臥式銑床控制線路。它分別由主電路、控制電路、輔助電路及保護電路組成。圖2-1 X62W型臥式普通銑床電氣控制線路原理圖2.2 主電路分析1)主軸拖動電動機由實現(xiàn)啟、停運行控制，正轉接線與反轉接線是通過組合開關進行手動切換。的主觸點串聯(lián)兩相電阻R與時間繼電器KT配合實現(xiàn)的停車反接制動。2)工作臺拖動電動機由接觸器、的主觸點實現(xiàn)加工中的正、反向進給控制，并由接觸器KM6的主觸點控制快速進給電機M3，決定工作臺移動速度，接通為快速移動，斷開為慢速自

7、動進給。3)冷卻泵拖動電動機由接觸器控制，單向運轉。、均為直接啟動。2.3 控制線路分析1）控制電路電源控制電路電壓為127V，由控制變壓器供給。2）主軸電動機的控制主軸電動機啟動控制。主軸電動機空載時直接啟動。啟動前，由組合開關選定電動機的轉向，控制電路中選擇開關并選定主軸電動機為正常工作方式，即斷開，觸電閉合，然后通過按下啟動按鈕，接通主軸電動機啟動控制接觸器的線圈電路自鎖，其主觸點閉合，主軸電動機按給定方向啟動旋轉，按下停止按鈕，主軸電動機停轉。主軸電動機制動控制。為使主軸能迅速停住，采用時間繼電器定時，實現(xiàn)反接制動。制動時，按停止按鈕，使接觸器斷電，主觸點斷開，電動機慣性運轉；同時，接

8、觸器通電并自鎖，使電動機串電阻實現(xiàn)反接制動，并且此時時間繼電器線圈得電并開始定時，當電動機速度趨近于零時，時間繼電器定時完成，其延時斷開觸點斷開，接觸器斷電，自由停轉，反接制動結束。主軸變速時的沖動控制。主軸變速可在主軸不動時進行，也可在主軸旋轉時進行。變速時，拉出變速手柄使沖動開關短時動作，即分斷，閉合，使接觸器斷電,得電,反接制動，轉速迅速降低，以保證變速過程的順利進行。變速完成后，推回手柄，再次啟動電動機 ，主軸將在新的轉速下旋轉。3）進給電動機的控制進給電動機的控制電路分為兩部分：第一部分為順序控制部分，當主軸 工作臺縱向進給行程開關工作狀態(tài)觸點位置向左進給停止向右進給工作臺橫向及升降

9、進給行程開關工作狀態(tài)觸點位置向前、下進給停止向后、上進給圓形工作臺轉換開關狀態(tài)觸點圓形工作臺接通斷開表2-1 各開關位置及其動作說明電動機啟動后，其控制啟動接觸器的輔助動合觸電閉合，進給電動機控制接觸器與的線圈電路方能通電工作；第二部分為工作臺各進給運動之間的聯(lián)鎖控制部分，可實現(xiàn)水平工作臺與各運動之間的聯(lián)鎖，也可實現(xiàn)水平工作臺與圓工作臺之間的聯(lián)鎖；各進給方向開關位置及其動作狀態(tài)如表2-1所列。 水平工作臺縱向進給運動控制。工作臺縱向進給運動時十字手柄應放在“中間”位置，圓形工作臺轉換開關放在“斷開”位置，水平工作臺縱向進給由操作手柄與行程開關和組合控制?？v向操作手柄有左右兩個工作位和中間停止位

10、。手柄扳到工作位時，帶動機械離合器，接通縱向進給運動的機械傳動鏈，同時壓動行程開關。行程開關的動合觸點閉合使接觸器或線圈得電，其主觸點閉合，進給電動機正轉或反轉，驅動工作臺向右或向左移動進給，各個行程開關的動斷觸點在運動聯(lián)鎖控制電路部分構成聯(lián)鎖控制功能。工作臺縱向進給的控制過程如表2-1所列。電路由輔助動合觸點開始，工作電流經 線圈常閉觸點（右移），或者由線圈常閉觸點（左移）。手柄扳到中間位置時，縱向機械離合器脫開，行程開關與不受壓，因此進給電動機不轉動，工作臺停止移動。工作臺兩端安裝有限位撞塊，當工作臺運行到終點位時，撞塊裝機手柄，使其回到中間位置，實現(xiàn)工作臺終點停車。表2-2工作臺橫向與垂

11、直方向進給控制過程十字復合手柄扳在下方 十字復合手柄扳在上方 十字復合手柄扳在右方（前）十字復合手柄扳在左方（后）每個方向的移動都有兩種速度，上面介紹的六個方向的進給都是慢速自動進給移動。需要快速移動時，可在慢速移動中按下或，則得電吸合，快速電磁鐵通電，工作臺便按原移動方向快速移動，松開或，快速移動停止，工作臺將按原方向繼續(xù)慢速進給。水平工作臺進給運動的聯(lián)鎖控制。由于操作手柄在“工作”位置時，只存在一種運動選擇。因此銑床直線進給運動之間的聯(lián)鎖只要滿足兩個操作手柄之間的聯(lián)鎖即可實現(xiàn)。聯(lián)鎖控制電路如前章聯(lián)鎖電路所述，有兩條電路并聯(lián)組成，縱向手柄操控的行程開關 、 動斷觸點串聯(lián)在一條支路上，十字復式

12、手柄控制的行程開關、 動斷觸點串聯(lián)在另一條支路上，扳動任何一個操作手柄，只能切斷其中一條支路，另一條支路仍能正常通電，使接觸器或 的線圈不失電，若同時扳動兩個操作手柄，則兩條支路均被切斷，接觸器或斷電，工作臺立即停止移動，從而防止機床運動干涉造成設備故障。 圓形工作臺控制。為了擴大機床的加工能力，可在工作臺上安裝圓形工作臺。在使用圓形工作臺時，工作臺縱向及十字操作手柄都應置于中間位置。在機床開動前，先將圓形工作臺轉換開關扳到“接通”位置，此時 閉合、 和 斷開。電流的路徑為 線圈 常閉觸點。電動機 正轉并帶動圓形工作臺單向運轉，其旋轉速度也可通過變速手輪進行調節(jié)。由于圓形工作臺的控制電路中串聯(lián)

13、了 的常閉觸點，所以在扳動工作臺的任一方向的進給操作手柄時，都將使圓形工作臺停止轉動，這就起到圓形工作臺轉動與工作臺三個方向運動的聯(lián)鎖保護。4）冷卻泵電動機 的控制由轉換開關和控制器 來控制冷卻泵電動機 的啟動和停止。5）輔助電路及保護環(huán)節(jié)分析機床的局部照明由變壓器T供給36V安全電壓，轉移開關 控制照明燈。 、 、 為連續(xù)工作制，由 、 、 熱繼電器的常閉觸點串在控制電路中實現(xiàn)過載保護。當主軸電動機 過載時， 動作后便切除整個控制電路的電源；冷卻泵電動機 過載時， 動作后便切除 、 的控制電源；進給電動機 過載時，動作后便切除自身控制電源。 由 、 、實現(xiàn)主電路的短路保護，、實現(xiàn)控制電路短路

14、保護，作為照明電路的短路保護。表2-3 工作臺縱向進給控制過程縱向手柄扳在右位縱向手柄扳在左位水平工作臺橫向和升降進給運動控制。水平工作臺橫向或升降進給運動時，手柄放在中間位置，圓形工作臺轉換開關放在“斷開”位置。工作臺進給運動的選擇和聯(lián)鎖時通過十字復式手柄開關、組合實現(xiàn)的。操作手柄有上、下、前、后四個工作位置和一個不工作位置。扳動手柄到選定運動方向的工作位，即可接通該運動方向的機械傳動鏈，同時壓動行程開關或，行程開關的動合觸點閉合，使控制進給電動機轉動的接觸器或的線圈得電，電動機轉動，工作臺在相應的方向上移動。行程開關的動斷觸點如縱向開關一樣，在聯(lián)鎖電路中，構成運動的聯(lián)鎖控制。工作臺橫向與垂

15、直方向進給控制過程如表4.5所列。控制電路由接觸器的輔助動合觸點開始，工作電流經 線圈 的常閉觸點（向下或向前），或者由 經 線圈到 的常閉觸點（向上或向后）。十字復式手柄扳到中間位置時，橫向與垂直方向的機械離合器脫開，行程開關與 均不受壓，因此進給電動機停轉，工作臺停止移動。固定在床身上的擋塊在工作臺移動到極限位置時，撞擊十字手柄，使其回到中間位置，切斷電路，使工作臺在進給終點停車。3 器件型號及說明器件名稱電氣符號器件型號器件數(shù)量三相異步電動機MY801-44時間繼電器KTJS7-2A1交流接觸器KMCJ20-166行程開關SQLX19-0016控制按鈕SBLA4系列1變壓器TC380:1

16、27:361斷路器QSDZ47LE-321組合開關SAAZ 10-10P/32組合開關SAHZ 10-10/21組合開關SAHZ 10-10/11熔斷器FURL 8B-637H3熔斷器FURL 98-32A3熱過載繼電器FRNR 4-254燈EL36V1端子排若干導線若干器件說明：1、三相異步電動機：三相異步電動機轉子的轉速低于旋轉磁場的轉速，轉子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，并與磁場相互作用產生電磁轉矩，實現(xiàn)能量變換。2、時間繼電器：時間繼電器是接通電源后延時一段時間后才動作的繼電器，主要作用是用于電器設備的延時控制或順序控制之用。3、交流接觸器：接觸器主要用于頻繁接通或分

17、斷交、直流電路，具有控制容量大，可遠距離操作，配合繼電器可以實現(xiàn)定時操作，聯(lián)鎖控制，各種定量控制和失壓及欠壓保護，廣泛應用于自動控制電路，其主要控制對象是電動機，也可用于控制其它電力負載，如電熱器、照明、電焊機、電容器組等。4、行程開關：一種由物體的位移來決定電路通斷的開關?？梢园惭b在相對靜止的物體(如固定架、門框等，簡稱靜物)上或者運動的物體（如行車、門等，簡稱動物）上。當動物接近靜物時，開關的連桿驅動開關的接點引起閉合的接點分斷或者斷開的接點閉合。由開關接點開、合狀態(tài)的改變去控制電路和機構的動作。5、控制機按鈕：是用來切斷和接通控制電路的低壓開關電器。按鈕開關的觸頭的額定電流為5A。所以，

18、操作按鈕開關所控制的電路屬于小電流電路。有斷開按鈕，按下斷開按鈕時，常閉觸頭打開串聯(lián)接觸器開路，斷開負載，釋放斷開按鈕后，負載通過接觸器重新工作。6、變壓器：利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵心（磁芯）。在電器設備和無線電路中，常用作升降電壓、匹配阻抗，安全隔離等。7、斷路器：使用時必須接好電源端的零線和相線，保護器才能正常工作；保護器負載的零線只能作為工作零線，不能作為保護零線。8、交流接觸器：安裝前應檢查線圈額定控制電流和控制容量與選用的要求是否相符合，接觸器的滅弧罩未安裝之前，不得投入運行。9、組合開關：適用于交流50HZ，電壓至380V及以下，直流

19、電壓220V及以下，作手動不頻繁接通或分斷電路，換接電源或負載，可承載電流一般較大。10、熔斷器：一種安裝在電路中，保證電路安全運行的電器元件。熔斷器其實就是一種短路保護器，廣泛用于配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，主要進行短路保護或嚴重過載保護。11、熱過載繼電器：當它接人主電路內，流過與電動機相同電流，當電動機過載時，熱元件被加熱到動作溫度，使熱繼電器動作。熱繼電器的動作時間與過載電流的大小按反時限關系變化而作為電動機過載保護的熱繼電器，必須保證電動機的正常起動和運行不受影響，并能最大限度的發(fā)揮電動機的承載能力，因此熱繼電器的動作特性曲線應位于電動機的允許發(fā)熱特性曲線的下方，且又接近于它。4 常見故障及

20、分析處理表4-1 常見故障分析表故障現(xiàn)象可能原因處理方法變速無沖動過程行程開關SQ7或SQ6損壞變速機構的頂銷未碰上行程開關更換行程開關重新裝配使變速手柄拉至極限位置時剛好壓住行程開關主軸停車時無制動作用速度繼電器損壞速度繼電器與電動機軸連接螺釘松動或彈性連接件打滑速度繼電器觸頭調節(jié)過緊更換速度繼電器調整及緊固螺釘調整至300轉/分以上觸頭可靠閉合工作臺各個方向均不能給進未啟動主軸電動機M1接觸器KM1常開觸頭閉合不良電動機M2接線松脫先啟動M1調整或更換觸頭緊固好電動機接線工作臺一個方向不能給進相應的行程開關損壞或接觸不良操縱手柄傳動機構磨損，不能壓合相應的行程開關行程開關SQ6損壞更換行程

21、開關檢修及調整傳動機構行程SQ6損壞將使工作臺不能向左或向右進給，更換行程開關主軸停車后短時反轉速度繼電器調整不當適當調緊動觸頭彈簧，使觸頭適時分斷工作臺不能快速給進牽引電磁鐵動鐵心卡死離合器摩擦片間隙調整不當電磁鐵線圈燒毀調整電磁鐵吸力，不能過大重新調整電磁鐵機構重繞線圈或更換5 心得體會為期一個星期的電氣控制工藝實習很快就結束了，在這次工藝實習中我學習到了很多東西，動手能力也提高了很多，同時也增進了和老師同學間的溝通和交流。實習剛開始的時候，蔣老師向我們介紹了這次實習的主要內容，這次是連接X62W型臥式普通銑床的的主電路和控制電路。通過老師的講解和將課本中的電氣連接圖進行了一些修改和繪制，我更加深刻地掌握了這種型號機床的工作原理和工作過程?；税胩斓臅r間將銑床的原理電路圖和接線圖畫了出來，接下來就是開始動手接線了。雖然條件有限，沒有真正的銑床給我們實習，但還好工具齊全，能真正的鍛煉我們的動手能力。接線之前感覺挺簡單的，不用多久就能完成，但真正動手的時候才發(fā)現(xiàn)原來實際上沒想象中那么容易。還好接線之前蔣老師耐心地給我們介紹了各種器件的結構和原