電氣傳動設(shè)計

1、 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書 學(xué)院 機械工程學(xué)院班級10機自姓名 設(shè) 計 起 止 日 期 2013.7.42013.7.12設(shè)計題目：專用孔組合機床液壓系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計任務(wù)（主要技術(shù)參數(shù)）： 設(shè)計臥式鉆床液壓系統(tǒng)，要求的工作循環(huán)是：快進1工進2工進快退原位停止卸荷。最大切削力5000N。運動部件總重10000N，快進、快退速度3.5m/min，一工進速度150mm/min，二工進速度60mm/min，快進行程L1=80mm，工進行程L2=30mm。靜摩擦系數(shù)為0.2，動摩擦系數(shù)為0.1。加、減速時間均為0.2秒。指導(dǎo)教師評語： 成績： 簽字： 年 月 日目錄摘要.1引言.21課程設(shè)計目的. 3 1

2、.1機床電氣傳動的特點及控制要求. 32電氣控制線路設(shè)計 . 4 2.1主電路設(shè)計.4 2.2控制電路設(shè)計.5 2.3綜合分析 .73選擇電氣元件 . 8 3.1電源引入開關(guān)Q . 8 3.2熱繼電器KR . 8 3.3接觸器KM1 . 8 3.4中間繼電器K1、K2、K3、K4 . 9 3.5熔斷器FU1、FU2、FU3、FU4 . 9 3.6控制變壓器 . 9 3.7時間繼電器 .94制定電氣元件明細表. 10總結(jié). 11參考文獻. 12摘要 本次課程設(shè)計的是液壓專用孔加工組合機床的液壓的系統(tǒng)的電氣設(shè)計。組合機床一般由通用零件（如動力頭、動力滑臺等）和部分專用部件（如主軸箱、夾具等組合而成

3、，具有加工能力強、自動化程度高、經(jīng)濟性好等優(yōu)點。其動力滑臺是組合機床上實現(xiàn)進給運動的一種通用部件，配上動力頭和主軸箱可以對工件完成鉆、擴、鉸、鏜、銑、攻螺紋孔等加工工序。 組合機床未來的發(fā)展將更多的采用調(diào)速電動機和滾珠絲杠等傳動，以簡化結(jié)構(gòu)、縮短生產(chǎn)節(jié)拍；采用數(shù)字控制系統(tǒng)和主軸箱、夾具自動更換系統(tǒng)，以提高工藝可調(diào)性；以及納入柔性制造系統(tǒng)等。對孔加工有了更精準的定位設(shè)計。目前，我過機械工業(yè)在認真消化，推廣從國外引進的先進液壓技術(shù)的同時，大力研制開發(fā)將其與電氣設(shè)計緊密結(jié)合，這樣使機電有效結(jié)合，提高了工作效率。 本此設(shè)計通過與自己所學(xué)知識相結(jié)合，尤其是繪制電氣控制原理圖、計算等問題等微小的細節(jié)方面。

4、在本次設(shè)計中最主要的是圖紙的繪制，這不僅可以清楚的將所設(shè)計的內(nèi)容完整的顯示出來，還能看出所學(xué)知識是否完整掌握。 本次電氣控制電路設(shè)計首先應(yīng)對機床電氣傳動的特電機控制要求進行分析，然后對電器控制線路進行分析，計算并選擇電器元件，最后畫出電氣控制原理圖。關(guān)鍵詞：液壓傳動； 控制電路； 電氣控制原理圖 引言 大功率半導(dǎo)體器件、大規(guī)模集成電路、計算機控制技術(shù)、檢測技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，推動力機床電氣控制技術(shù)的發(fā)展。主要表現(xiàn)為：在控制手法上，從手動操縱到自動控制；在控制功能上，從單功能發(fā)展到多功能；在操作上，從緊張、繁重發(fā)展到輕巧自如。在機床電氣控制方面，最初采用手動控制，如少數(shù)容量小，動作單一的機

5、床（小型臺鉆、砂輪機等），使用手動控制電器直接控制。后來由于切削工具、機床結(jié)構(gòu)的改進，切削功率的增大，機床運動的增多，手動控制已不能滿足要求。于是出現(xiàn)了以繼電器接觸器為主的控制裝置和系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)對機床的各種運動的控制，如起停、反轉(zhuǎn)、改變速度等的控制。它們的控制方法簡單直接、工作穩(wěn)定可靠、成本低，使機床自動化水平邁進了一大步。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，機床對精度、生產(chǎn)效率要求越來越高。繼電接觸器系統(tǒng)的斷續(xù)控制方式不能連續(xù)、準確地反應(yīng)信號，很難達到精度要求。后來接連出現(xiàn)了可連續(xù)控制的控制器件。如電動機放大器、電子管及半導(dǎo)體放大器件，這樣相應(yīng)的出現(xiàn)了連續(xù)控制的自動控制方式及控制系統(tǒng)，如電動機放大

6、控制系統(tǒng)、晶閘管控制系統(tǒng)等。本設(shè)計將液壓系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)孔加工組合機床自動連續(xù)控制，有效的提高了生產(chǎn)效率和準確度。實現(xiàn)了機電一體化。 1. 課程設(shè)計目的 課程設(shè)計的目的和任務(wù)在于使學(xué)生掌握機械設(shè)備電器控制的基礎(chǔ)知識、基本原理和基本方法，以培養(yǎng)學(xué)生對電氣控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計的基本能力。加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解，驗證理論和鞏固、擴大所學(xué)的基本理論知識。 11 機床電氣傳動的特點及控制要求 設(shè)計一臺專用孔加工組合機床工作進給液壓系統(tǒng)和電氣控制線路。此系統(tǒng)控制電路應(yīng)完成：快進一工進二工進快退原位停止卸荷的工作循環(huán)，其液壓系統(tǒng)原理圖如下所示： 表一 電磁鐵動作順序圖 YA1YA2YA3YA4Y

7、A5YA6指令快進 SB1一工進 ST3二工進 ST4快退 ST5原位停止卸荷 SB3 根據(jù)要求選擇電動機M 的型號為Y90L-6 1.1KW 380V 3.2A910r/min.機床電氣控制原理主要是通過改變電磁鐵YA1、YA2、YA3、YA4、YA5、YA6的通電狀態(tài)，從而改變液壓油的進出方向，實現(xiàn)液壓缸的不同工作狀態(tài)。其液壓缸的動作循環(huán)主要是擋鐵壓住行程開關(guān)，改變中間繼電器的通電順序，以改變電磁鐵的狀態(tài)，是液壓系統(tǒng)實現(xiàn)工作自動循環(huán)。通過使用時間繼電器解決液壓系統(tǒng)的原位停止卸荷的問題，這樣有效地實現(xiàn)這一工作過程。2.電氣控制線路設(shè)計2.1主電路設(shè)計根據(jù)電氣傳動的要求，由接觸器KM控制電動機

8、。機床三相電源引入開關(guān)Q引入，電動機采用過載保護，有熱繼電器KR實現(xiàn)，其短路保護由熔斷器FU1實現(xiàn)，如圖所示： 2.2控制電路設(shè)計液壓系統(tǒng)的快速進給本設(shè)計電磁鐵采用直流電源24V,液壓泵電動機啟動后，把轉(zhuǎn)換開關(guān)S放在 “1”的位置，按動按鈕SB1，中間繼電器K1得電，并自鎖。其動合觸點使YA1得電，三位四通電磁換向閥左移。同時，YA4得電,二位三通換向閥右移，實現(xiàn)快速進給。液壓系統(tǒng)系統(tǒng)的工作進給一工進：壓下行程開關(guān)ST3，中間繼電器K2通電，K2動合觸電閉合，YA3通電，三位二同電磁換向閥斷路，K2動斷觸點斷開，YA4斷電，由于K1動合觸點閉合，YA1通電，此時三位四通電磁換向閥左移，通過調(diào)速

9、閥調(diào)整流速，完成一工進。二工進：壓下行程開關(guān)ST4，中間繼電器K4通電，中間繼電器動合觸電閉合，并自鎖，YA5通電，是二位三通電磁換向閥左移，流經(jīng)調(diào)速閥，實現(xiàn)二工進。液壓缸的快速退回 壓下行程開關(guān)ST5，中間繼電器K3通電，中間繼電器動合觸點閉合，并自鎖，YA2通電，此時三位四通換向閥右移，同時，YA5、YA1、YA3 、YA4斷電，這是經(jīng)過二位二通電磁換向閥，直至完成快速退回。原位停止卸荷快退后，動力頭退回到ST1的位置，壓下ST1，按下SB3,時間繼電器KT通電并自鎖，YA6通電，這是先導(dǎo)式溢流閥開啟，二位二通換向閥右移，流回油箱，完成卸荷。當(dāng)，延時斷開動合觸點斷開，YA6斷電，當(dāng)動力頭向

10、前繼續(xù)前進，松開ST1時KT斷電，延時斷開動合觸點斷開。這是完成一個工作循環(huán)。綜合分析考慮到動力頭的點動調(diào)整，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)2實現(xiàn)。同時工作控制電路中應(yīng)設(shè)有指示燈HL和工作照明燈。本設(shè)計中信號指示燈有7個，分別指示主電機啟停，電源接通，液壓缸的快速進給，液壓系統(tǒng)系統(tǒng)的工作進給，液壓缸的快速退回，原位停止卸荷。同時為了保證液壓缸完成一次工作循環(huán)，保證下一次循環(huán)快速開始，按下SB1重復(fù)上述過程。終上所述，畫出電氣原理圖及液壓系統(tǒng)電磁鐵動作順序表。其工作原理如下：按下控制按鈕SB1,中間繼電器K1的得電自鎖。由磁鐵YA1、YA4通電。此時液壓缸實現(xiàn)快速進給，同時指示燈HL3亮。當(dāng)壓到行程開關(guān)ST3時，

11、中間繼電器K2帶電自鎖，觸點閉合。此時液壓缸進行第一次工作進給，指示燈HL3和HL4同時亮。當(dāng)擋鐵壓到行程開關(guān)ST4時，K4通電并自鎖，YA5通電，此時液壓缸進行第二次工作進給，同時指示燈HL3、HL4、HL5亮。當(dāng)擋鐵壓到行程開關(guān)ST5時，此時線圈YA2帶電，指示燈HL6亮。當(dāng)動力頭退回到ST1的位置，壓下ST1，按下SB3,時間繼電器KT通電并自鎖，YA6通電，完成原位停止卸荷，同時指示燈HL7亮。按下SB1重復(fù)上述工作循環(huán)。3.選擇電氣元件3.1電源引入開關(guān)QQ主要作為電源隔離開關(guān)用，可按電動機的額定電流來選，本設(shè)計中電動機的額定電流為3.2A,故選用Q的型號為HZ10-6/3,額定電流

12、為6A，三級組合開關(guān)。3.2熱繼電器KR 根據(jù)公式，因為電動機的額定電流為3.2A,所以選熱繼電器選用JR201011R，額定電流為45A.3.3接觸器KM1根據(jù)公式IC=2.4A,故可選交流接觸器CJ105,配用5A的熔斷體。3.4中間繼電器K1、K2、K3、K4本設(shè)計中中間繼電器電壓采用24V，其中K1用到三處動合觸電，K2用到四處動合觸點，K3用到三處動合觸點、一處動斷觸點，K4用到兩處動合觸點、一處動斷觸點，K5用到兩處動合觸電、一處動斷觸點。故繼電器K1、K2、K3、K4、K5同時選用JZ8-44型號，額定電流為5A。3.5熔斷器FU1、FU2、FU3、FU4根據(jù)公式=8.96A，故

13、FU1、FU2選型號為RM10-15，額定電流15A,熔體10A。根據(jù)上述公式選出FU3的型號為RL1-200，熔體為150A。FU4型號選為RL1-100，熔體為100A.3.6控制變壓器 根據(jù)公式PTKTPXC=1.2×( 4×7.56.5)A=43.8 ,PT0.6PXC+1.5PST式中PXC為控制電路最大負載時工作的電器所需的總功率，PST為同時啟動的電器總吸持功率，則PT0.6×（4×7.56.5）1.5×6.5=31.7VA。所以PT應(yīng)大于43.8VA，考慮到照明燈,指示燈等其他電路容量,可選用 BK-100VA型號的變壓器,電壓

14、等級380V 36V24V12 V ,可滿足輔助電路的各種電壓的需要。3.7時間繼電器 根據(jù)時間繼電器的電壓及停頓時間不太短，選型號為JSJ-5，停頓300s，直流容量110v，是電子式時間繼電器。 4.制定電氣元件明細表根據(jù)機床電氣控制原理圖，及其相應(yīng)的參數(shù)選出電器元件，如下表所示： 符號 名稱 型號 規(guī)格 數(shù)量 M異步電動機 Y90L-61.1KW 380V 3.2A 1 KM1交流接觸器 CJ1055A 線圈電壓380V 1 FU1熔斷器RM10-15380V 熔體10A 1 FU2熔斷器RM10-1515A 熔體10A 1 FU3熔斷器RL1-200200A 熔體150A 1 FU4熔

15、斷器RL1-100100A 熔體100A 1 KR熱繼電器JR201011R額定電流3.2A 1 K1 K2 K3 K4中間繼電器 JZ8-4424V 額定電流5A 4 Q組合開關(guān) HZ10-6/33級 380V 6A 1HL1 HL2 HL3 HL4 HL5 HL6HL7指示燈 ZSD-0 6.3V 7SB1 SB2 SB3控制開關(guān)HUL2-11DC-13 綠 2 SB4 SB5控制開關(guān) LA20-11D 紅 3ST1 ST3 ST4 ST5 行程開關(guān) LX19-232 4TC變壓器BK-100VA 100VA380v-36V-24V-12V 1 S 手動開關(guān) 1KT時間繼電器 JSJ-5

16、1 表二 專用鉆床電器元件明細表 總結(jié)本次設(shè)計所作的主要工作是組合機床的總體設(shè)計。在設(shè)計過程中，主要進行了資料收集、零件工藝分析確定加工方案、組合機床總體設(shè)計、論文撰寫等工作。在設(shè)計的過程中，遇到了不少困難。但在老師和各位同學(xué)的積極幫助下，許多問題都得以順利解決。通過這次設(shè)計使自己的對知識掌握更加牢固。對液壓系統(tǒng)的電氣設(shè)計過程和工作 情況有了一定的了解。熟悉了電氣控制線路通過擋鐵壓住限位開關(guān)，來改變中間繼電器的通電狀態(tài)，從而改變電磁鐵通電狀態(tài)，最后實現(xiàn)液壓缸的快速進給、工作進給、快速退回、原位停止卸荷循環(huán)動作機床電氣的選擇主要是根據(jù)電器產(chǎn)品目錄上的各項技術(shù)指標來進行，這樣具有可靠性。通過本次設(shè)

17、計使自己在書本上所學(xué)到的知識在實踐中的到靈活運用，本組合機床類型為專用孔加工組合機床，能夠較好的保證其位置精度。主軸箱、滑臺側(cè)底座、中間底座等均為標準件，可反復(fù)多次利用。另外，對液壓系統(tǒng)有更加深入的分析，掌握其運動行為、運動關(guān)系，以及電氣控制線路期間的選用，加深了對機電一體化的了解。隨著科技發(fā)展，機床對加工精度、生產(chǎn)效率提出來更高的要求。這樣就出現(xiàn)了機電一體化技術(shù)，數(shù)控技術(shù)，柔性制造技術(shù)，這些新行的技術(shù)有效的推進了我國工業(yè)的發(fā)展，作為當(dāng)代大學(xué)生，應(yīng)更加努力學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識，提高自我專業(yè)技能。 參考文獻1 武可庚編著. 機械設(shè)備控制技術(shù). 高等教育出版社,2002 ；2 范永勝，王珉編著.電氣控制與PLC應(yīng)用.  中國電力出版社,2001； 3 方承遠編著. 工廠電氣控制技術(shù). 機械工業(yè)出版社,2003 ；4 許廖編著. 工廠電氣控制設(shè)備. 機械工業(yè)出版社,2006 ；5 王炳實編著. 機床電氣控制技術(shù). 機械工業(yè)出版社,2004；6 王兆義編著