CA6140臥式車床電氣控制課程設(shè)計

《課程設(shè)計》論文課程名稱《機電傳動與控制》課程設(shè)計項目名稱CA6140臥式車床電氣控制班級姓名指導(dǎo)2011年下半年目錄CA6140臥式車床的主要功能，結(jié)構(gòu)，電力拖動與電氣控制要求.2TOC\o"1-5"\h\z1.1主要功能21.2主要結(jié)構(gòu)21.3電力拖動與電氣控制要求2CA6140臥式車床的主要運動形式及控制要求32.1主運動32.2進給運動32.3輔助運動4CA6140臥式車床系統(tǒng)的控制原理圖及電氣元件目錄明細(xì)表....43.1系統(tǒng)控制原理圖53.2電氣元件目錄明細(xì)表6四?.CA6140臥式車床系統(tǒng)的控制原理分析74.1主電路分析74.11主軸電動機的控制74.12冷去泵電動機的控制74.13快速電動機的控制84.14信號指示與照明電路8CA6140臥式車床系統(tǒng)操作方法及工作過程分析9保護環(huán)節(jié)及故障分析，說明10參考文獻(xiàn)13第1頁CA6140臥式車床的主要功能，結(jié)構(gòu)，電力拖動與電氣控制要求1.1主要功能：CA6140臥式車床是一種應(yīng)用及其廣泛的金屬切削機床，能夠車削外圓，內(nèi)圓斷面，螺紋，切斷及割槽等，并可以裝上鉆頭或鉸刀進行鉆孔和鉸孔等1.2主要結(jié)構(gòu)：CA6140臥式車床主要由床身，主軸箱，掛輪箱，溜板箱，刀架，尾座，光桿和絲桿等部分組成1.3電力拖動與電氣控制要求：根據(jù)車床的加工工藝要求，電力拖動及控制應(yīng)滿足以下要求：為保證主運動與進給運動的嚴(yán)格比例關(guān)系，兩者采用一臺電動機拖動，而且從經(jīng)濟性，可靠性出發(fā)，主拖動電動機選用籠型異步電動機為滿足調(diào)速的要求，采用機械調(diào)速。主拖動電動機與主軸之間用齒輪箱連接。有的車床采用機電聯(lián)合調(diào)速，即然采用多速籠型異步電動機與變速箱結(jié)合進行調(diào)速。對于重型或超重型車床，為實現(xiàn)無級變速，主軸往往采用直流電動機拖動為車削螺紋，主軸要求正反轉(zhuǎn)。有的車床采用機械方法實現(xiàn)。有的小型車床采用主電動機正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)主拖動電動機一般直接啟動。當(dāng)電動機容量較大時，常采用Y形降壓啟動車削加工時，刀具與工件都可能產(chǎn)生高溫，應(yīng)設(shè)一臺冷卻泵。冷卻第2頁泵電動機只需要單向旋轉(zhuǎn)，單冷卻泵電動機贏在主拖動啟動后啟動；當(dāng)主拖動電動機停止時，冷卻泵電動機應(yīng)自動停止為了提高生產(chǎn)效率，減少工人勞動強度，車刀刀架的快速移動由一臺電動機單獨拖動。有些小型車床應(yīng)采用手動應(yīng)有必要的保護環(huán)節(jié)及信號電路需要安全電壓供電的局部照明電路CA6140臥式車床的主要運動形式及控制要求2.1主運動：運動形式：主軸通過卡盤或頂尖帶動工件的旋轉(zhuǎn)運動控制要求：主軸電動機選用三相籠型異步電動機，不進行調(diào)速，主軸采用齒輪箱進級調(diào)速車削螺紋時要求主軸有正反轉(zhuǎn)，一般由機械方法實現(xiàn)，主軸電動機只做單向旋轉(zhuǎn)主軸電動機的容量不大，可采用直接啟動2.2進給運動：運動形式：刀架帶動刀具的直線運動控制要求：進給運動也由主軸電動機拖動，主軸電動機的動力通過掛輪箱傳遞給進給箱來實現(xiàn)刀具的縱向和橫向進給。加工螺紋時，要求刀具移動和主軸轉(zhuǎn)動有固定關(guān)系第3頁2.3輔助運動：運動形式：刀架的快速移動控制要求：由刀架快速移動電動機拖動，改電動機可直接拖動，也不需要正反轉(zhuǎn)和調(diào)速運動形式：尾架的縱向移動控制要求：由手動操作控制運動形式：工件的夾緊與放松控制要求：由手動操作控制運動形式：加工過程的冷卻控制要求：冷卻泵電動機和主軸電動機要實現(xiàn)順序控制，冷卻泵電動機也不需要正反轉(zhuǎn)和調(diào)速2.4電動機型號主軸電動機MlY132M-4-B3380V15.4A7.5KW1450r/min冷卻泵電動機M2AOB-25380V0.32A90W3000r/min快速移動電動機M3AOS5634380V0.25W1360r/minCA6140臥式車床系統(tǒng)的控制原理圖及電氣元件目錄明細(xì)表3.1系統(tǒng)控制原理圖第5頁3-13.2電氣元件目錄明細(xì)表第6頁見圖3-2第4頁CA6140臥式車床系統(tǒng)的控制原理分析4.1主電路分析：主電路共有三臺電動機，M1為主軸電動機，帶動主軸旋轉(zhuǎn)和刀架進給運動：M2為冷卻泵電動機，M3為刀架快速移動電動機。三相交流電源經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)QS1引入機床。主軸電動機M1由接觸器KM1控制啟動，熱繼電器FR1為主軸電動機M1的過載保護。冷卻電動機M2由接觸器KM2控制啟動，熱繼電器FR2為主軸電動機M2的過載保護.刀架快速移動電動機KM1控制啟動，熱繼電器FR1為主軸電動機M1的過載保護。刀架快速移動電動機M3由接觸器KM3控制啟動，因快速移動電動機M3是間歇短時工作的，故可不設(shè)過載保護，控制變壓器TC二次側(cè)輸出110V電壓作為控制回路的電源4.11主軸電動機的控制按下啟動按鈕SB2，接觸器KM1線圈得電吸合，主電路上KM1三對常開主觸點閉合，主軸電動機M1啟動。同時KM1的一個常開輔助點閉合，進行自鎖，保證主軸電動機在松開按鈕SB2后能連續(xù)運轉(zhuǎn)。按下停止按鈕SB1，KM1線圈斷電而釋放，它的三對常開主觸點斷開，主軸電動機M1停止。熱繼電器FR1的常閉觸點串聯(lián)在KM1線圈電路中，所以只要主軸電動機過載，熱繼電器FR1的常閉觸點斷開，KM1便斷電，M1電動機停止，實現(xiàn)過載保護4.12冷去泵電動機的控制冷卻泵電動機與主軸電動機有著連鎖關(guān)系，即冷卻泵電動機應(yīng)在主軸第7頁電動機啟動后方可選擇啟動與否。接觸器KM1得電吸合，主軸電動機M1開始運行后，接觸器KM1的輔助常開觸點閉合。此時合上SA1，方可讓KM2線圈得電，使冷卻泵電動機M2啟動。當(dāng)主軸電動機停止時，冷卻泵電動機因KM2線圈電路中串聯(lián)KM1常開輔助觸點斷開而斷點釋放，冷卻泵電動機M2也停止4.13快速電動機的控制如果要快速移動溜板箱，可將操作手柄扳到需要的位置，按下刀架快速移動電動機點動按鈕SB3,KM3得電，其主觸點閉合。M3旋轉(zhuǎn)。該電動機靠按鈕SB3點動操作，放開SB3,M3停止4.14信號指示與照明電路照明電路采用了24V安全交流電壓。信號回路采用了6V的交流電壓，均由控制變壓器二次側(cè)提供，F(xiàn)U4是照明電路的短路保護，照明燈EL的一端必須保護接地，F(xiàn)U3為指示燈的短路保護。合上電源開關(guān)QS指示燈HL亮，表明控制電路有電。第8頁CA6140臥式車床系統(tǒng)操作方法及工作過程分析打開電源開關(guān)QS，燈HL亮切下SA1轉(zhuǎn)換開關(guān)，燈EL亮，為車床提供照明按下啟動按鈕SB2,接觸器KM1線圈得電吸合，主電路上KM1三對常開主觸點閉合，主軸電動機M1啟動。同時KM1的一個常開輔助點閉合，進行自鎖，保證主軸電動機在松開按鈕SB2后能連續(xù)運轉(zhuǎn)。在SB2開關(guān)閉合后，KM1線圈得電吸合，主軸電動機M1開始運行后，接觸器KM1的輔助常開觸點閉合，此時合上SA1，方可讓KM2線圈得電，主電路中KM2三對常開觸點閉合使冷卻泵電動機M2啟動。為工作起到冷卻作用。按下刀架快速移動電動機點動按鈕SB3,KM3得電，其主觸點閉合。M3旋轉(zhuǎn)。該電動機靠按鈕SB3點動操作，放開SB3,M3停止按下常閉按鈕SB1，KM1線圈斷電而釋放，它的三對常開主觸點斷開，主軸電動機M1停止，此時冷卻泵電動機因KM2線圈電路中串聯(lián)的KM1常開輔助觸點，斷開而斷電釋放，冷卻泵電動機M2也停止工作第9頁按下轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2,關(guān)閉照明燈斷開電源開關(guān)QS熱繼電器FR1，為主軸電動機M1的過載保護，熱繼電器FR2為冷卻泵電動機M2的過載保護，當(dāng)電路出現(xiàn)過載，F(xiàn)R1.FR2可為起到斷開，保護電路電機作用保護環(huán)節(jié)及故障分析，說明熔斷器在本電路做電源保護FU1為M2,M3以及控制變壓器的短路保護；FU2為控制電路的短路保護；FU3為信號指示電路的短路保護；FU4為照明電路的短路保護。熱繼電器FR1。FR2分別為電動機M1，M2的過載保護。接觸器KM1可實現(xiàn)主軸電動機和冷卻泵電動機的失壓和欠壓保護，在電源切斷后，接觸器KM1釋放，在電源再次恢復(fù)正常時，如不按下啟動按鈕SB2，則電動機不會自行啟動。不致發(fā)生事故，而當(dāng)電源電壓太低時，接觸器KM1因電磁吸力不足而自動釋放，電動機自行停止，以避免欠壓時電動機，因電流過大而燒壞。保護環(huán)節(jié)常見故障及分析如下三臺電動機都不能啟動。三臺電動機都不能啟動。故障的可能原因如下：電源無電壓指示燈HL不亮，熔斷器FU1熔斷C.控制電路熔斷器FU2,熔斷或接觸不良第10頁主軸電動機不能啟動，弱按下啟動按鈕SB2后，接觸器KM1沒吸合，故障必定在控制電路中，可依次檢查熔斷器FU2,熱繼電器FR1和FR2常閉觸點，停止按鈕SB1，啟動按鈕SB2和接觸器KM1的線圈是否短斷路?？夏毓綗崂^電器已動作過，但其常閉觸點未復(fù)位。也可能是按鈕內(nèi)的觸點接觸不良，或接觸器KM1線圈出線斷開或已損壞若按下啟動按鈕SB2后，接觸器KM1吸合，單主軸電動機不能啟動的故障原因必定在主電路中，可依次檢查接觸器KM1的主觸點，熱繼電器FR1的熱元件接線端及三相電動機的接線端。按下主軸電動機啟動按鈕SB2，電動機發(fā)出嗡嗡聲，不能啟動這是電動機缺一相造成的，可能的原因如下：熔斷器一相熔斷接觸器KM1有一對主觸點接觸不良電動機三根引出線有一根斷線電動機有一相繞組開焊發(fā)生這一故障應(yīng)立即切斷電源，否則會燒壞電動機，排除故障后再重新啟動，直到正常為止主軸電動機啟動后，松開啟動按鈕，電動機就停止，這是無自鎖導(dǎo)致的，可能的原因是接觸器KM1自鎖用的常開觸點接觸不良或接線松開主軸電動機不能停車，這類故障原因多數(shù)是接觸器KM1的鐵芯極面上有油污，使上下鐵芯不能釋放，或KM1主觸點發(fā)生熔焊，也肯呢公第11頁式停止按鈕SB1的常閉觸點短路6冷卻泵電動機未啟動，應(yīng)先啟動主軸電動機主軸電動機未啟動。應(yīng)先啟動主軸電動機轉(zhuǎn)換開關(guān)SA觸點不能閉合熔斷器FU1熔體熔斷4接觸器KM2線圈損壞冷卻泵電動機已損壞快速移動電動機不能啟動。按點動按鈕SB3,接觸器KM3不吸合，則故障必定在控制電路中，一次檢查熱繼電器FR1。FR2常閉觸點，點動按鈕及接觸器KM3的線圈是否斷路接觸器觸頭在電路圖中位置的標(biāo)記接觸器觸頭在電