第4章典型生產(chǎn)機械設備電氣控制

第四章典型消費機械的電氣控制第一節(jié)電氣控制電路分析根底一、電氣控制分析的根據(jù)根據(jù)：設備本身的根本構造、運轉(zhuǎn)情況、加工工藝要求和電力拖動自動控制的要求；熟習了解控制對象，掌握其控制要求等。二、電氣控制分析的內(nèi)容設備闡明書電氣控制原理圖電氣設備的總裝接線圖電器元件布置圖與接線圖三、電氣原理圖的閱讀分析方法先機后電先主后輔化整為零總結特點集零為整、統(tǒng)觀全局四、分析舉例C650臥式車床屬中型車床，加工工件回轉(zhuǎn)半徑最大可達1020mm，長度可達3000mm。其構造主要有床身、主軸變速箱、進給箱、溜板箱、刀架、尾架、絲桿和光桿等部分組成。〔一〕臥式車床的主要構造和運動情況以C650普通臥式車床為例

車床是一種運用極為廣泛的金屬切削機床。在機械加工中廣泛運用，根據(jù)其構造和用途不同、分成普通車床、立式車床、六角車床、仿形車床等。車床主要用于車削外圓、內(nèi)孔、端面、螺紋定型外表和回轉(zhuǎn)體的端面等，并可裝上鉆頭、絞刀等刀具進展孔加工。普通車床的構造表示圖1-進給箱2-掛輪箱3-主軸變速箱4-溜板與刀架5-溜板箱6-尾架7-光桿8-絲桿9-床身〔二〕C650車床對電氣控制的要求1．主軸與進給電動機M12．冷卻泵電動機M23．快速挪動電動機M34．有必要的維護和聯(lián)鎖，有平安可靠的照明電路。從車削加工工藝要求出發(fā)，對各電動機的控制要求是：1．主電路分析2．控制電路分析1〕主電動機的點動調(diào)整控制2〕主電動機的正反轉(zhuǎn)控制3〕主電動機的反接制動控制4〕刀架的快速挪動和冷卻泵控制5)輔助電路6)完善的聯(lián)鎖與維護3．電氣控制電路特點1〕采用三臺電動機拖動，尤其是車床溜板箱的快速挪動單由一臺電動機拖動。2〕主軸電動機不但有正、反向運轉(zhuǎn)，還有單向低速點動的調(diào)整控制，正、反向停車時均具有反接制動控制。3〕設有檢測主軸電動機任務電流的環(huán)節(jié)。4〕具有完善的維護與聯(lián)鎖。〔三〕C650車床的電氣控制電路分析C650普通車床主電動機的功率為30kW,為提高任務效率，該機床采用了反接制動，為減小制動電流，定子回路串入了限流電阻R。為減輕工人的勞動強度和節(jié)省輔助任務時間，專門設置一臺2.2kW的拖動溜板箱的快速挪動電動機。1.主電路分析該車床有三臺電動機，M1為主電動機，拖動主軸旋轉(zhuǎn)，并經(jīng)過進給機構以實現(xiàn)進給運動。M2為冷卻泵電動機，提供切削液。M3為快速挪動電動機，拖動刀架快速挪動。開關QS將三相電源引入，F(xiàn)U1為主電動機M1的短路維護用熔斷器，F(xiàn)R1為M1的過載維護用熱繼電器。R為限流電阻，防止在點動時延續(xù)的起動電流呵斥電動機的過載。經(jīng)過電流互感器TA接入電流表A以監(jiān)視主電動機繞組的電流，熔斷器FU2為M2、M3電動機的短路維護，接觸器KM4、KM5為M2、M3起動用接觸器。FR2為M2的過載維護熱繼電器，因快速電動機M3短時任務，故不設過載維護。2、控制電路分析〔1〕主電動機M1的點動調(diào)整控制調(diào)整車床時，要求主電動機M1點動控制。線路中KM1為M1電動機的正轉(zhuǎn)接觸器，KM2為M1的反轉(zhuǎn)接觸器，KA為中間繼電器。任務過程如下：M1電動機的點動控制是由點動按鈕SB2控制。按下SB2，接觸器KM1的線圈得電，它的主觸點閉合，電動機定子繞組經(jīng)限流電阻R和電源接通，電動機在低速下啟動。松開SB2，KM1斷電，電動機停頓。在點動過程中，中間繼電器KA不通電，因此KM1不會自鎖。〔2〕主電動機M1的正、反轉(zhuǎn)控制正轉(zhuǎn)：主電動機正轉(zhuǎn)由正向起動按鈕SB3控制。按下SB3時，接觸器KM3首先得電動作，它的主觸點閉合將限流電阻R短接，輔助觸點也同時閉合，使中間繼電器KA的線圈得電，KA的輔助常開觸點閉合使接觸器KM1得電，電動機在全電壓下啟動。由于KM1的常開觸點、KA的常開觸點閉合將KM1自鎖。反轉(zhuǎn)：主電動機的反轉(zhuǎn)是由反向起動按鈕SB4控制的。其控制過程與上面的相類似，當電動機處于停車形狀時，按下SB4時，KM3首先得電，然后KA得電，它的輔助觸點閉合，使KM2得電吸合，KM2的主觸點將電動機的三相電源相序改動，使電動機在全電壓下反轉(zhuǎn)啟動。KM2的常開觸點和KA的常開觸點的閉合將KM2自鎖。KM2和KM1的常閉觸點分別串在對方的接觸器線圈的回路中，起到正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的互鎖作用?！?〕主電動機M1的反接制動控制速度繼電器與被控電動機同軸聯(lián)接，當電動機正轉(zhuǎn)時，速度繼電器的正轉(zhuǎn)常開觸點KS1閉合，電動機反轉(zhuǎn)時，速度繼電器的反轉(zhuǎn)常開觸點KS2閉合。在電動機正轉(zhuǎn)時，接觸器KM1，KM3和繼電器都處于得電形狀，速度繼電器的正轉(zhuǎn)常開觸點KS1也是閉合的，這樣就為正轉(zhuǎn)反接制動做好預備。當停車時，按下停頓按鈕SB，接觸器KM3失電，其主觸點斷開，電阻R串入主回路。與此同時KM1也失電，斷開了電動機的電源，同時KA也失電，使它的常閉觸點閉合。這樣就使反轉(zhuǎn)接觸器線圈KM2經(jīng)過1-3-5-17-23-25線路得電，電機的電源反接，使其處于反接制動形狀。當電動機的轉(zhuǎn)速下降為速度繼電器的復位轉(zhuǎn)速時，速度繼電器的正轉(zhuǎn)常開觸點KS1〔17-23〕斷開，切斷KM2的通電回路，電動機停頓。電動機反轉(zhuǎn)時的制動與正轉(zhuǎn)時的制動類似。〔4〕刀架的快速挪動和冷卻泵控制刀架的快速挪動由轉(zhuǎn)動刀架手柄壓動限位開關SQ，使接觸器KM5吸合，M3電動機轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)?！?〕其它輔助線路監(jiān)視主回路負載的電流表是經(jīng)過電源互感器接入的。為防止電動機起動、點動和制動電流對電流表的沖擊，線路中采用一個時間繼電器KT。例如當啟動時，KT線圈通電，而KT的延時斷開的常閉觸點尚未動作，電流互感器副邊電流只流經(jīng)該觸點構成閉合回路，電流表沒有電流流過。啟動后，KT延時斷開的常閉觸點翻開，此時電流才流經(jīng)電流表?？刂齐娐返碾娫床捎昧丝刂谱儔浩鱐C低壓供電，這樣使之更加平安。正向點動1、合QS2、按SB2點動主電機正轉(zhuǎn)1、合QS2、按下SB33、松開SB3按下SB1停車制動松開SB1速度降為100r/m時KS2斷開電路特點：1、點動〔串電阻〕2、正反轉(zhuǎn)起動3、反接制動4、維護5、控制變壓器6、中間繼電器銑床是用銑刀進展銑削加工的機床?？梢杂脕砑庸C械零件的平面、斜面、溝槽等型面，在裝上分度頭以后，可以加工直齒輪和螺旋面；裝上回轉(zhuǎn)圓任務臺，那么可以加工凸輪和弧形槽等回轉(zhuǎn)體。按構造方式的不同，可分為立式銑床、臥式銑床、龍門銑床、仿型銑床以及各種公用銑床。4.2

普通銑床的電氣控制

X62W臥式萬能銑床的構造一、X62W型臥式萬能銑床主要構造及運動方式X62W臥式萬能銑床由床身、懸梁、刀桿支架、任務臺、溜板和升降臺等部件組成。該銑床可以實現(xiàn)七個方向的運動：升降臺的上下挪動，普通稱為垂直運動。溜板沿程度導軌作平行于主軸軸線方向的前后運動，普通稱橫向進給。任務臺沿回轉(zhuǎn)臺上的導軌作垂直于軸線方向的左右挪動，普通稱為縱向挪動?傾斜方向進給，以加工螺旋槽。4.2.3X62W型臥式普通銑床控制線路分析主軸電動機控制電路兩地操作主軸電動機M1反接制動主軸變速主軸變速的激動進給電動機控制電路任務臺縱向前后運動的方向聯(lián)鎖任務臺垂直上下運動和橫向左右運動的方向聯(lián)鎖圓任務臺和長任務臺之間的聯(lián)鎖進給變速時的激動任務臺的快速挪動X62W型銑床有三種運動，即主運動、進給運動和輔助運動。主運動：主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動；進給運動：加工過程中任務臺帶開工件在三個相互垂直方向上的直線運動；輔助運動：任務臺在三個相互垂直方向上的快速直線運動，以及任務臺的旋轉(zhuǎn)運動。二、X62W型臥式萬能銑床的電力拖動及控制要求1．X62W型萬能銑床的主軸與任務臺各自采用單獨的籠型異步電動機拖動。2．主軸電動機空載起動，采用直接起動。為完成順銑和逆銑，要求有正反轉(zhuǎn)。3．主軸電動機有停車制動控制。4．任務臺的縱向、橫向和垂直三個方向的進給運動由同一臺進給電動機拖動，三個方向的選擇由支配手柄改動傳動鏈來實現(xiàn)，同一時間只允許任務臺向一個方向挪動，故三個方向的運動之間應有完善的聯(lián)鎖維護。5．X62W型萬能銑床經(jīng)過吸合一個快速電磁鐵的方法來改動傳動鏈的傳動比從而實現(xiàn)快速挪動。6．要求圓任務臺旋轉(zhuǎn)運動與任務臺的上下、左右、前后三個方向的直線運動之間有聯(lián)鎖維護控制。7．X62W型銑床采用機械方式變速。要求主軸或進給變速時電動機進展激動〔短時轉(zhuǎn)動〕控制。8．主軸旋轉(zhuǎn)與任務臺進給之間應有起停順序聯(lián)鎖控制，9．冷卻泵由一臺電動機拖動，供應銑削時的冷卻液。10．為操作方便，機床的起、停要求兩處控制。三、X62W型臥式萬能銑床控制電路分析X62W型萬能銑床電氣控制電路見下頁?！惨弧持麟娐贩治鋈f能銑床主電路共有三臺電動機，其中M1為主軸拖動電動機，M2為任務臺進給拖動電動機，M3為冷卻泵電動機。1．控制電路電源由控制變壓器TC的110V副邊供應?！捕晨刂齐娐贩治鯴62W型萬能銑床電氣控制電路4.2.3X62W型臥式普通銑床控制線路分析主軸任務臺4.2.3X62W型臥式普通銑床控制線路分析主電機起動正反轉(zhuǎn),SA5多地控制4.2.3X62W型臥式普通銑床控制線路分析主電機制動正反轉(zhuǎn),SA54.2.3X62W型臥式普通銑床控制線路分析主電機激動控制正反轉(zhuǎn),SA54.2.3X62W型臥式普通銑床控制線路分析進給電機控制1)順序控制2)聯(lián)鎖控制4.2.3X62W型臥式普通銑床控制線路分析進給電機控制1)順序控制2)聯(lián)鎖控制2．主軸電動機M1的控制〔1〕主軸電動機M1的起動SQ7處于不受力SA4扳到主軸所需求的旋轉(zhuǎn)方向起動前預備起動：合上QS按下SB1〔或SB2〕KM1得電自鎖M1直接起動n>120r/minKS1〔或KS2〕動作為M1的停車制動作好預備主軸變速時的激動控制，是利用變速手柄、SQ7行程開關和變速數(shù)字盤的機電結合控制實現(xiàn)的。既可以停車變速，又可以運轉(zhuǎn)時變速?！?〕主軸電動機M1的停車制動按下SB3〔或SB4〕KM1斷電M1串電阻反接制動n〈120r/minKS1〔或KS2〕斷開KM2得電自鎖M1停車停車：〔3〕主軸變速時的激動控制當需求對主軸變速時，操作過程是：變速手柄拉出SQ7受力KM2得電M1反接制動主軸速度降低轉(zhuǎn)動變速盤快速將變速手柄復位SQ7復位KM2失電M1停車總之，主軸變速激動過程就是SQ7行程開關短時受壓又恢復原狀、主軸短時低速運轉(zhuǎn)，與機械變速嚴密配合的過程。當主軸重新起動后，就會按新的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。3．任務臺進給電動機M2的控制轉(zhuǎn)換開關SA1是用來控制圓任務臺接通與停頓的主令電器，當圓任務臺運用或停用時SA1的形狀如表3-1所示〔“+〞表示觸頭接通，“-〞表示觸頭斷開〕。圓任務臺轉(zhuǎn)換開關任務形狀位置觸點接通圓任務臺斷開圓任務臺SA11－+SA12+－SA13－+

留意：萬能銑床要求在主軸電動機起動后，才干起動進給電動機。所以電路原理圖設計為主軸電動機M1的控制接觸器KM1動作后，由其輔助常開觸頭〔從13號線〕把任務臺進給運動控制電路的電源接通，即KM1得電，任務臺才干運動。由任務臺縱向支配手柄來控制。手柄有三個位置：向右、向左、中間。任務臺縱向支配手柄在不同位置會壓到SQ1、SQ2兩個行程開關，這些行程開關的任務形狀見表3-2?！?〕任務臺左右〔縱向〕運動的控制：任務臺縱向行程開關任務形狀向左中間〔?！诚蛴襍Q11--+SQ12++-SQ21+--SQ22-++縱向支配手柄觸點

任務臺挪動的前提條件是“主軸已啟動〞，即13號線得電。向右挪動：向左挪動：手柄扳到右壓下SQ1KM4得電M2正轉(zhuǎn)拖開任務臺向右挪動手柄扳到左壓下SQ2KM3得電M2反轉(zhuǎn)拖開任務臺向左挪動〔2〕任務臺的上下〔升降〕和前后〔橫向〕運動的控制：任務臺的上下運動和前后運動由十字復式支配手柄來控制。此手柄有五個位置，即上、下、前、后和中間位置。任務臺橫向、升降行程開關任務形狀見下表3-3。表3-3任務臺升降、橫向行程開關任務形狀向前向下中間〔?！诚蚝笙蛏蟂Q31+--SQ32-++SQ41--+SQ42++-升降及橫向操縱手柄觸點向上運動：主軸起動后十字手柄扳至“向上〞位置壓下SQ4KM3得電M2反轉(zhuǎn)任務臺向上運動向下運動：主軸起動后十字手柄扳至“向下〞位置壓下SQ3KM4得電M2正轉(zhuǎn)任務臺向下運動留意：對電路分析來說，任務臺的“向前〞與“向下〞運動運用的是同一個電流通路；而“向后〞與“向上〞運動在控制電路上也沒有區(qū)別。與十字手柄聯(lián)動的機械機構會相應切換垂直運動和橫向運動傳動鏈，區(qū)分兩種不同的運動?！?〕任務臺進給運動時的變速激動控制：任務臺在以上六個方向的運動均可以實現(xiàn)多個速度的運轉(zhuǎn)。其變速過程與主軸變速過程相類似。變速必需在進給電動機停頓時進展?！?〕任務臺的快速挪動控制：在縱向、橫向和垂直六個方向上任務臺均可以快速挪動，快速挪動是由快速挪動電磁鐵YA控制的?！?〕任務臺各運動方向的聯(lián)鎖：由于任務臺在同一時間內(nèi)，只允許向一個方向運動，這種連鎖是利用機械和電氣的方法來實現(xiàn)的。例如任務臺向左、向右控制，是同一手柄操作的，手柄本身起到左右運動的機械聯(lián)鎖作用。而任務臺的縱向與橫向、升降運動的聯(lián)鎖，那么是利用電氣方法來實現(xiàn)的。其旋轉(zhuǎn)速度也可經(jīng)過蘑菇狀變速手輪進展調(diào)理。〔6〕圓任務臺控制：任務臺縱向及十字操作手柄都應置于中間位置?。?！SA1扳到“接通圓任務臺〞位置按下SB3或SB4M1起動圓任務臺單向運轉(zhuǎn)電流途徑為：13→SQ62→SQ42→SQ32→SQ12→SQ22→SA12→KM4線圈→KM3常閉觸頭→194．冷卻泵電動機M3的控制將轉(zhuǎn)換開關SA2合上，接觸器KM6線圈得電吸合，冷卻泵電動機M3起動，經(jīng)過機械機構將冷卻液保送到機床切削部分。5．照明電路機床照明電路由變壓器TC供應36V平安電壓，并由開關SA3控制。6．維護環(huán)節(jié)由FU1、FU2實現(xiàn)主電路的短路維