CW6136A型臥式車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、三 江 學(xué) 院機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)題目 CW6136A型臥式車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械工程 學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（機(jī)電技術(shù)） 專業(yè)學(xué)生姓名 計(jì)凱 學(xué) 號(hào) 12011158005 起訖日期 6/166/20 指導(dǎo)教師姓名（簽名） 王 卓 君 目錄第一章 臥式車床簡(jiǎn)介及運(yùn)動(dòng)分析2一 、CW6163臥式車床的特點(diǎn)2二、 臥式車床各部分的名稱和用途2第二章 控制方案設(shè)計(jì)4一 、設(shè)備機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分說(shuō)明4二 、設(shè)備電氣控制要求4三 、電動(dòng)機(jī)的選擇4第三章 電氣控制線路設(shè)計(jì)6一 、主回路設(shè)計(jì)6二 、控制電路設(shè)計(jì)7第四章 電氣元件的選擇9一、熔斷器的選用9二、接觸器的選用9三、熱繼電器的選用10四、溫度

2、繼電器FC10五、電氣元件明細(xì)表10課程設(shè)計(jì)小結(jié)12參考文獻(xiàn)13第一章 臥式車床簡(jiǎn)介及運(yùn)動(dòng)分析一 、CW6163臥式車床的特點(diǎn)    1車床的床身、床腳、油盤等采用整體鑄造結(jié)構(gòu)，剛性高，抗震性好，符合高速切削機(jī)床的特點(diǎn)。   2 床頭箱采用三支承結(jié)構(gòu)，三支承均為圓錐滾子軸承，主軸調(diào)節(jié)方便，回轉(zhuǎn)精度高，精度保持性好。     3進(jìn)給箱設(shè)有公英制螺紋轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，螺紋種類的選擇轉(zhuǎn)換方便、可靠。    4 溜板箱內(nèi)設(shè)有錐形離合器安全裝置，可防止自動(dòng)走刀過(guò)載

3、后的機(jī)件損壞。    5車機(jī)床縱向設(shè)有四工位自動(dòng)進(jìn)給機(jī)械碰停裝置，可通過(guò)調(diào)節(jié)碰停桿上的凸輪縱向位置，設(shè)定工件加工所需長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)零件的縱向定尺寸加工。     尾座設(shè)有變速裝置，可滿足鉆孔、鉸孔的需要。    7 車機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理可靠，車頭箱、進(jìn)給箱、溜板箱均采用體內(nèi)飛濺潤(rùn)滑，并增設(shè)線泵、柱塞泵對(duì)特殊部位進(jìn)行自動(dòng)強(qiáng)制潤(rùn)滑。   二、 臥式車床各部分的名稱和用途    1變速箱 變速箱用來(lái)改變主

4、軸的轉(zhuǎn)速。主要由傳動(dòng)軸和變速齒輪組成。通過(guò)操縱變速箱和主軸箱外面的變速手柄棗改變齒輪或離合器的位置，可使主軸獲得12種不同的速度。主軸的反轉(zhuǎn)是通過(guò)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。     2主軸箱 主軸箱用來(lái)支承主軸，并使其作各種速度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；主軸是空心的，便于穿過(guò)長(zhǎng)的工件；在主軸的前端可以利用錐孔安裝頂尖，也可利用主軸前端圓錐面安裝卡盤和撥盤，以便裝夾工件。     3掛輪箱 掛輪箱用來(lái)搭配不同齒數(shù)的齒輪，以獲得不同的進(jìn)給量。主要用于車削不同種類的螺紋。     

5、4進(jìn)給箱 進(jìn)給箱用來(lái)改變進(jìn)給量。主軸經(jīng)掛輪箱傳入進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)移動(dòng)變速手柄來(lái)改變進(jìn)給箱中滑動(dòng)齒輪的嚙合位置，便可使光桿或絲桿獲得不同的轉(zhuǎn)速。     5溜板箱 溜板箱用來(lái)使光杠和絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)改變?yōu)榈都艿淖詣?dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。光杠用于一般的車削，絲杠只用于車螺紋。溜板箱中設(shè)有互鎖機(jī)構(gòu)，使兩者不能同時(shí)使用。   6刀架 刀架用來(lái)夾持車刀并使其作縱向、橫向或斜向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它由以下幾個(gè)部分組成：      1）床鞍。它與溜板箱連接，可沿床身導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)，其上面有橫向?qū)?/p>

6、軌。   2）中滑板?？裳卮舶吧系膶?dǎo)軌作橫向移動(dòng)。   3）轉(zhuǎn)盤。它與中滑板用螺釘緊固，松開螺釘便可在水平面內(nèi)扳轉(zhuǎn)任意角度。    4） 小滑板。它可沿轉(zhuǎn)盤上面的導(dǎo)軌作短距離移動(dòng)；當(dāng)將轉(zhuǎn)盤偏轉(zhuǎn)若干角度后，可使小滑板作斜向進(jìn)給，以便車錐面。     5） 方刀架 它固定在小滑板上，可同時(shí)裝夾四把車刀；松開鎖緊手柄，即可轉(zhuǎn)動(dòng)方刀架，把所需要的車刀更換到工作位置上。      7 尾座 尾座用

7、于安裝后頂尖以支持工件，或安裝鉆頭、鉸刀等刀具進(jìn)行孔加工。它主要由套筒、尾座體、底座等幾部分組成。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，可調(diào)整套筒伸縮一定距離，并且尾座還可沿床身導(dǎo)軌推移至所需位置，以適應(yīng)不同工件加工的要求。     8 床身床身固定在床腿上，床身是車床的基本支承件，床身的功用是支承各主要部件并使它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置。     9絲杠 絲杠能帶動(dòng)大拖板作縱向移動(dòng)，用來(lái)車削螺紋。絲杠是車床中主要精密件之一，一般不用絲杠自動(dòng)進(jìn)給，以便長(zhǎng)期保持絲杠的精度。     

8、;10光杠 光杠用于機(jī)動(dòng)進(jìn)給時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)。通過(guò)光杠可把進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)傳遞給溜板箱，使刀架作縱向或橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。  11操縱桿 操縱桿是車床的控制機(jī)構(gòu)，在操縱桿左端和拖板箱右側(cè)各裝有一個(gè)手柄，操作工人可以很方便地操縱手柄以控制車床主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停車。第二章 控制方案設(shè)計(jì)一 、設(shè)備機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分說(shuō)明CW6136A型臥式車床的運(yùn)動(dòng)形式主要由主軸電動(dòng)機(jī)M1經(jīng)過(guò)一系列的變速機(jī)構(gòu)以后，帶動(dòng)車床主軸做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)能前后、左右橫向及縱向進(jìn)給。 二 、設(shè)備電氣控制要求1） M1有正反轉(zhuǎn)功能2） M1為雙速電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)3） M2為單向運(yùn)轉(zhuǎn)（雙向運(yùn)轉(zhuǎn)），不采

9、用制動(dòng)措施（反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)、可直接啟動(dòng)（星-三角降壓、串電阻降壓、自耦變壓器降壓）4） 機(jī)床要有照明燈，照明電路電壓為24V5） 機(jī)床具有操作指示，指示燈電路電壓為6V6） M1溫度不能超過(guò)95度7） 整個(gè)機(jī)床要有短路保護(hù)、M1要有過(guò)載保護(hù) 三 、電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選用原則：（1）根據(jù)負(fù)載的啟動(dòng)特性及運(yùn)行特性，選出最適合于這些特性的電動(dòng)機(jī)，滿足生產(chǎn)機(jī)械工作過(guò)程中的各種要求。（2）選擇具有與使用場(chǎng)所的環(huán)境相適應(yīng)的防護(hù)方式及冷卻方式的電動(dòng)機(jī)，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)能適合電動(dòng)機(jī)所處 的環(huán)境條件。（3）計(jì)算和確定合適的電動(dòng)機(jī)容量。通常設(shè)計(jì)制造的電動(dòng)機(jī)，在75%-100%額定負(fù)載時(shí)，效率最高。因此&

10、#160;應(yīng)使設(shè)備需求的容量與被選電動(dòng)機(jī)的容量差值最小，使電動(dòng)機(jī)的功率被充分利用。（4）選擇可靠性高、便于維護(hù)的電動(dòng)機(jī)。（5）考慮到互換性，盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)。（6）為使整個(gè)系統(tǒng)高效率運(yùn)行，要綜合考慮電機(jī)的極數(shù)及電壓等級(jí)。本設(shè)計(jì)中根據(jù)CW6136A臥式車床的相關(guān)參數(shù)及工作要求P=35.5*（0.36）1.54=7.36kw電機(jī)選擇表型 號(hào)額定功率 額定電流 轉(zhuǎn)速 效率 功率因數(shù) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)電流最大轉(zhuǎn)矩噪聲振動(dòng)速度 重量額定轉(zhuǎn)矩額定電流額定轉(zhuǎn)矩1級(jí)2級(jí)kWAr/min%COS倍倍倍dB(A)mm/skg同步轉(zhuǎn)速 1500r/min 4 級(jí)Y80M1-40.551.5139073.00.762.

11、46.02.356671.817Y80M2-40.752139074.50.762.36.02.356671.817Y90S-41.12.7140078.00.782.36.52.361671.825Y90L-41.53.7140079.00.792.36.52.362671.826Y100L1-42.25143081.00.822.27.02.365701.834Y100L2-436.8143082.50.812.27.02.365701.835Y112M-448.8144084.50.822.27.02.368741.847Y132S-45.511.6144085.50.842.27.02

12、.370781.868Y132M-47.515.4144087.00.852.27.02.371781.879Y160M-41122.6146088.00.842.27.02.375821.8122Y160L-41530.3146088.50.852.27.02.377821.8142Y180M-418.535.9147091.00.862.07.02.277821.8174Y180L-42242.5147091.50.862.07.02.277821.8192Y200L-43056.8147092.20.872.07.02.279841.8253Y225S-43770.4148091.80.

13、871.97.02.279841.8294Y225M-44584.2148092.30.881.97.02.279841.8327Y250M-455103148092.60.882.07.02.281862.8381Y280S-475140148092.70.881.97.02.285902.8535Y280M-490164148093.50.891.97.02.285902.8634Y315S-4110201148093.50.891.86.82.293982.8912Y315M-4132240148094.00.891.86.82.2961012.81048Y315L1-416028914

14、8094.50.891.86.82.2961012.81105Y315L2-4200361148094.50.891.86.82.2961012.81260Y355M1-4220407148894.40.871.46.82.21064.51690Y355M3-4250461148894.70.871.46.82.21084.51800Y355L2-4280515148894.90.871.46.82.21084.51945Y355L3-4315578148895.20.871.46.92.21084.51985本設(shè)計(jì)中根據(jù)CW6136A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(dòng)機(jī)如下

15、： 主電機(jī)M1：Y160M-4  11kW   380V  30A  1460r/min; 冷卻泵電機(jī)M2：JCB-22 0.15kW 380V 0.43A 2790r/min;第三章 電氣控制線路設(shè)計(jì)一 、主回路設(shè)計(jì)主電路中共有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)。其中主軸電動(dòng)機(jī)M1是一臺(tái)雙速電動(dòng)機(jī)，為普通車床的主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，它帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)及工作進(jìn)給。控制主軸電動(dòng)機(jī)的四種運(yùn)行狀態(tài)，即低速正轉(zhuǎn)、低速反轉(zhuǎn)、高速正轉(zhuǎn)、高速反轉(zhuǎn)。   機(jī)床的三相電源由電源引入開關(guān)QS

16、引入。主電機(jī)M1具有過(guò)載保護(hù)，由熱繼電器FR來(lái)實(shí)現(xiàn)，它的短路保護(hù)可以由機(jī)床的前一級(jí)配電箱中的熔斷器充任。熔斷器FU2冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的過(guò)載保護(hù)裝置，主電機(jī)M1與冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2共同設(shè)有短路保護(hù)熔斷器FU。在主軸電動(dòng)機(jī)M1內(nèi)設(shè)有溫度繼電器FC，以便當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)頻繁或電流增大、電動(dòng)機(jī)溫度升高時(shí)及時(shí)切斷電源，起到保護(hù)主軸電動(dòng)機(jī)M1的作用電路說(shuō)明和解釋當(dāng)接觸器KM1和KML閉合時(shí)，主軸電動(dòng)機(jī)M1處于低速正轉(zhuǎn)運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)接觸器KM2和KML閉合時(shí)，主軸電動(dòng)機(jī)M1處于低速反轉(zhuǎn)狀態(tài)；當(dāng)接觸器KM1和KMH、KM閉合時(shí)，主軸電動(dòng)機(jī)M1處于高速正轉(zhuǎn)狀態(tài)；當(dāng)接觸器KM2和 KMH、KM閉合時(shí)，主軸電動(dòng)機(jī)M1處于高

17、速反轉(zhuǎn)狀態(tài)。用接觸器KM1控制電動(dòng)機(jī)M1的正轉(zhuǎn)，用接觸器KM2控制電動(dòng)機(jī)M1的反轉(zhuǎn)，KML控制主電動(dòng)機(jī)的低速運(yùn)動(dòng)，KM和KMH控制主電動(dòng)機(jī)的高速運(yùn)動(dòng)。二 、控制電路設(shè)計(jì)考慮到操作方便，主電動(dòng)機(jī)M1可在床頭操作板上和刀架托板上分別設(shè)起停和停止按鈕SB2、SB3、SB1進(jìn)行操縱，主電動(dòng)機(jī)的高低速轉(zhuǎn)動(dòng)由SB5、SB4按鈕開關(guān)來(lái)選擇控制。冷卻泵電動(dòng)機(jī)由SB7、SB6進(jìn)行起停操作，裝在車床床頭的操作板上?？刂齐娐分?，SB6為緊急停止按鈕。 根據(jù)電氣傳動(dòng)的要求，由接觸器KM1、 KM2、KM、KMH、KML控制電動(dòng)機(jī)M1四種運(yùn)行狀態(tài)，即低速正轉(zhuǎn)、低速反 轉(zhuǎn)、高速正轉(zhuǎn)、高速反轉(zhuǎn),冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2主

18、要由接觸器KM3來(lái)控制。電路說(shuō)明和解釋主電動(dòng)機(jī)M1的動(dòng)作情況： （1）低速正轉(zhuǎn)  當(dāng)按SB2下按鈕，KM1線圈得電，KM1主觸點(diǎn)閉合，然后按下SB4按鈕，KML線圈得電，KML主觸點(diǎn)閉合，低速正轉(zhuǎn)起動(dòng)。（2）高速正轉(zhuǎn)     當(dāng)按下SB2按鈕，KM1線圈得電，KM1主觸點(diǎn)閉合，然后按下SB5按鈕，KMH線圈得電，KMH線圈得電，KM線圈得電，KMH主觸點(diǎn)閉合，同時(shí)KM主觸點(diǎn)閉合，高速正轉(zhuǎn)起動(dòng)。（3）低速反轉(zhuǎn)   當(dāng)按下SB3 按鈕，KM2線圈得電，KM2主觸點(diǎn)閉合，然后按下SB4按鈕，KML線圈得電，KML主觸點(diǎn)閉合，低速反

19、轉(zhuǎn)起動(dòng)。（4）高速反轉(zhuǎn)     當(dāng)按下SB3按鈕，KM2線圈得電，KM2主觸點(diǎn)閉合，然后按下SB5按鈕，KMH線圈得電，KM線圈得電，KMH主觸點(diǎn)閉合，同時(shí)KM主觸點(diǎn)閉合，高速反轉(zhuǎn)起動(dòng)。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的動(dòng)作情況：按下SB7按鈕，KM3線圈得電，KM3主觸電閉合，同時(shí)形成自鎖，電機(jī)啟動(dòng)。第四章 電氣元件的選擇一、熔斷器的選用熔斷器FU1、FU2  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(jí)和熔體的額定電流。     FU1是對(duì)M1、M2兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)的熔斷器。熔體的電流為： &

20、#160;Ir>=(23*7+0.43)/2.5=64.6A 可以選用RL1-100型熔斷器，配用80A的熔體。 2FU可以選用RL1-15型熔斷器，配用2A的熔體。二、接觸器的選用接觸器用于帶負(fù)載主電路的自動(dòng)接通或切斷。分直流、交流兩類，機(jī)床中應(yīng)用最多的是交流接觸器。  選擇接觸器主要考慮一下技術(shù)數(shù)據(jù)： 1）電源種類：交流、直流。 2）主觸點(diǎn)額定電壓、額定電流。 3）輔助觸點(diǎn)的種類、數(shù)量及觸點(diǎn)額定電流。 4）電磁線圈的電源種類，頻率和額定電壓。  5）額定操作頻率，即允許的沒小時(shí)接通的最多次數(shù)。 主觸點(diǎn)額定電流，一般

21、根據(jù)電動(dòng)機(jī)容量Pd計(jì)算觸點(diǎn)電流Ic，即 Ic>=1000Pd/KUd式中，K經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，一般取11.4；  Pd電動(dòng)機(jī)功率（kW）；  Ud電動(dòng)機(jī)額定線電壓（V）；   Ic接觸器主觸點(diǎn)電流（A）；    主電機(jī)：      接觸器KM1、KM2、KM、KML、KMH，根據(jù)主電動(dòng)機(jī)M1的額定電流Ie=,控制回路電源220V，KM1需要主觸點(diǎn)3對(duì)，動(dòng)合觸點(diǎn)4對(duì)，動(dòng)斷觸點(diǎn)1對(duì)；KM2需要主觸點(diǎn)3對(duì)，動(dòng)合觸點(diǎn)3對(duì)，動(dòng)斷觸點(diǎn)1對(duì)；KML需要

22、要主觸點(diǎn)3對(duì)，動(dòng)合觸點(diǎn)1對(duì)，動(dòng)斷觸點(diǎn)1對(duì)；KMH需要主觸點(diǎn)3對(duì)，動(dòng)合觸點(diǎn)2對(duì)，動(dòng)斷觸點(diǎn)1對(duì)；KM需要主觸點(diǎn)3對(duì)。根據(jù)上述情況，選用CJ0-40型接觸器，電磁線圈電壓為220V。 冷卻泵：  由于M2電動(dòng)機(jī)的額定電流較小，接觸器KM3可選用CJ0-40交流接觸器，線圈電壓220V,觸點(diǎn)電流5A，KM3需要主觸點(diǎn)3對(duì)，動(dòng)合觸點(diǎn)1對(duì)。三、熱繼電器的選用熱繼電器用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)。熱繼電器的選擇主要是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流來(lái)確定其型號(hào)和規(guī)格。熱繼電元件的額定電流Irt應(yīng)接近或者略大于電動(dòng)機(jī)的額定電流Ied，即：       

23、;  Irt=（0.951.05）Ied           熱繼電器的整定電流值是指熱元件通過(guò)的電流超過(guò)此值的20%時(shí)，熱繼電器應(yīng)當(dāng)在20min內(nèi)動(dòng)作。選用時(shí)整定電流應(yīng)與電動(dòng)機(jī)額定電流一致。主電動(dòng)機(jī)M1額定電流30A,熱繼電器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2540A,工作時(shí)將額定電流調(diào)節(jié)為30A。四、溫度繼電器FC      根據(jù)設(shè)計(jì)要求中M1電機(jī)溫度不超過(guò)95度，綜合各方面考慮，可選用JUC-1M

24、 型溫度繼電器。五、電氣元件明細(xì)表符號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量三相異步電動(dòng)機(jī)Y160M-411KW 380V1460r/min1冷卻泵電動(dòng)機(jī)JCB-220.125kW 380V 2790r/min1KM1 KM2 KM3 KMH KML KM交流接觸器CJ0-40額定電流40A220V6熔斷器RL1-100380V 100A 熔體80A1熔斷器RL1-15380V 15A熔體2A1TC控制變壓器BK100100V.A 380V/220V-24V-6V1SB1 SB6按鈕LA19-11紅色 5A2按鈕LA19-11綠色 5A5指示燈信號(hào)燈ZSD-06V 綠色1 白色12照明燈JZ24-40電壓24V額定功率40W1FR熱