￠400臥式車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計

1、三江學(xué)院機(jī)電傳動與控制課程設(shè)計 題目400臥式車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 機(jī)械工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化（機(jī)電技術(shù)）專業(yè) 學(xué)生姓名 馮懌 學(xué)號12011158001 起訖日期 2014.6.16-2014.6.20 指導(dǎo)教師姓名（簽名）王卓君目錄第一章臥式車床簡介及運(yùn)動分析.11臥式車床的型號.12臥式車床各部分的名稱和用途.13、車床的運(yùn)動形式.2第二章控制方案設(shè)計.41、課程設(shè)計要求及任務(wù).42、設(shè)備電氣控制要求.43、電動機(jī)的選擇.4第三章 電氣控制線路設(shè)計.61、主電路設(shè)計.62、控制電路設(shè)計.7第四章 電氣元件的選擇.81、熔斷器的選用.82、接觸器的選用.83、熱繼電器的選用.84

2、、電氣元件明細(xì)表.10課程設(shè)計小結(jié).11參考文獻(xiàn).12第一章 臥式車床簡介及運(yùn)動分析1臥式車床的型號    臥式車床用C61×××來表示，其中C棗機(jī)床分類號，表示車床類機(jī)床；61棗組系代號，表示臥式。其它表示車床的有關(guān)參數(shù)和改進(jìn)號。   圖1  C6132普通車床的外形   2臥式車床各部分的名稱和用途 C6132普通車床的外形如圖1所示。 （1）主軸箱 主軸箱用來支承主軸，并使其作各種速度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；主軸是空心的，便

3、于穿過長的工件；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。 （2） 變速箱 變速箱用來改變主軸的轉(zhuǎn)速。主要由傳動軸和變速齒輪組成。通過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)是通過電動機(jī)的反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。   （3）掛輪箱 掛輪箱用來搭配不同齒數(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。   （4） 進(jìn)給箱 進(jìn)給箱用來改變進(jìn)給量。主軸經(jīng)掛輪箱傳入進(jìn)給箱的運(yùn)動，通過

4、移動變速手柄來改變進(jìn)給箱中滑動齒輪的嚙合位置，便可使光桿或絲桿獲得不同的轉(zhuǎn)速。   （5）溜板箱 溜板箱用來使光杠和絲杠的轉(zhuǎn)動改變?yōu)榈都艿淖詣舆M(jìn)給運(yùn)動。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)，使兩者不能同時使用。   （6）刀架 刀架用來夾持車刀并使其作縱向、橫向或斜向進(jìn)給運(yùn)動。它由以下幾個部分組成（見圖2）： 圖2  刀架   1）床鞍。它與溜板箱連接，可沿床身導(dǎo)軌作縱向移動，其上面有橫向?qū)к墶?#160;  &#

5、160;2）中滑板?？裳卮舶吧系膶?dǎo)軌作橫向移動。   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；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，可同時裝夾四把車刀；松開鎖緊手柄，即可轉(zhuǎn)動方刀架，把所需要的車刀更換到工作位置上。  圖3  尾座 1頂尖 2套筒鎖緊手柄 3頂尖套筒 4絲桿 

6、; 5螺母 6尾座鎖緊手柄 7手輪 8尾座體 9底座   7） 尾座 尾座用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。尾座的結(jié)構(gòu)如圖3所示，它主要由套筒、尾座體、底座等幾部分組成。轉(zhuǎn)動手輪，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在工作時保持準(zhǔn)確的相對位置。   9）絲杠

7、 絲杠能帶動大拖板作縱向移動，用來車削螺紋。絲杠是車床中主要精密件之一，一般不用絲杠自動進(jìn)給，以便長期保持絲杠的精度。   10）光杠 光杠用于機(jī)動進(jìn)給時傳遞運(yùn)動。通過光杠可把進(jìn)給箱的運(yùn)動傳遞給溜板箱，使刀架作縱向或橫向進(jìn)給運(yùn)動。   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。3、車床的運(yùn)動形式31主運(yùn)動 車床的主運(yùn)動是工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，它是由主軸通過卡盤或頂尖帶動工件旋轉(zhuǎn)。 電動機(jī)的動力通過

8、主軸箱傳給主軸，主軸一般只要單方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，只有在車螺紋時才需要用反轉(zhuǎn)來退刀。 32進(jìn)給運(yùn)動 車床的進(jìn)給運(yùn)動是溜板帶動刀具作縱向或橫向的直線移動，也就是使切削能連續(xù)進(jìn)行下去的運(yùn)動。所謂縱向運(yùn)動是指相對于操作者的左右運(yùn)動，橫向運(yùn)動是指相對于操作者的前后運(yùn)動。 車螺紋時要求主軸的旋轉(zhuǎn)速度和進(jìn)給的移動距離之間保持一定的比例，所以主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動要由同一臺電動機(jī)拖動，主軸箱和車床的溜板箱之間通過齒輪傳動來聯(lián)接，刀架再由溜板箱帶動，沿著床身導(dǎo)軌作直線走刀運(yùn)動。第二章 控制方案設(shè)計1、課程設(shè)計要求及任務(wù)1）設(shè)備機(jī)械運(yùn)動部分說明2）主運(yùn)動：機(jī)床主軸可正反轉(zhuǎn)；直接啟動；停車采用

9、反接制動、定子回路串如電阻；主軸正轉(zhuǎn)可電動3）工作臺進(jìn)給運(yùn)動：進(jìn)給運(yùn)動由主電動機(jī)驅(qū)動，實現(xiàn)縱向、橫向兩個方向的進(jìn)給4） 快速進(jìn)給：由快速進(jìn)給電動機(jī)帶動2、設(shè)備電氣控制要求1）主電機(jī)M1：三相異步電動機(jī)（M1能正反轉(zhuǎn)、反接制動、正向點動）2） 快移電動機(jī)：三相異步電動機(jī)（單向運(yùn)轉(zhuǎn)）3）冷卻泵電動機(jī)：三相異步電動機(jī)直接由轉(zhuǎn)換開關(guān)控制（控制按鈕控制、可實現(xiàn)兩地控制）4）主軸機(jī)械變速、要求監(jiān)視主電動機(jī)工作電流5）照明電壓24V，控制電壓110V6）要有必要的指示燈3、電動機(jī)的選擇（根據(jù)功率、轉(zhuǎn)速等要求選擇）表1 電動機(jī)參數(shù)數(shù)據(jù)型號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)矩噪聲振動速度重量

10、額定轉(zhuǎn)矩額定電流額定轉(zhuǎn)矩1級2級kWAr/min%COS倍倍倍dB(A)mm/skg同步轉(zhuǎn)速 1500r/min 4 級Y80M1-40.551.5139073.00.762.46.02.356671.817Y80M2-40.752139074.50.762.36.02.356671.817Y90S-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

11、.02.365701.835Y112M-448.8144084.50.822.27.02.368741.847Y132S-45.511.6144085.50.842.27.02.370781.868Y132M-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.

12、862.07.02.277821.8192Y200L-43056.8147092.20.872.07.02.279841.8253Y225S-43770.4148091.80.871.97.02.279841.8294Y225M-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-411020114809

13、3.50.891.86.82.293982.8912Y315M-4132240148094.00.891.86.82.2961012.81048Y315L1-4160289148094.50.891.86.82.2961012.81105Y315L2-4200361148094.50.891.86.82.2961012.81260Y355M1-4220407148894.40.871.46.82.21064.51690Y355M3-4250461148894.70.871.46.82.21084.51800Y355L2-4280515148894.90.871.46.82.21084.5194

14、5Y355L3-4315578148895.20.871.46.92.21084.51985本設(shè)計中根據(jù)C650臥式車床的相關(guān)參數(shù)及工作要求，選用主電機(jī)及冷卻泵電動機(jī)，快移電動機(jī)如下：主電機(jī)：P=35.5D1.54P=8.66kw主電機(jī)M1：Y160M-4 11kW 380V 22.6A 1460r/min;冷卻泵電機(jī)M2：JCB-22 0.15kW 380V 0.43A 2790r/min;快移電動機(jī)M3：Y160M1-2 11kw 380V 21.8A 2930 r/min第三章 電氣控制線路設(shè)計1、 主電路設(shè)計圖1 主電路設(shè)計圖電路說明和解釋刀開關(guān)QS按下，KM1接通，主電機(jī)M1開始啟動

15、，當(dāng)KM3接通時，M1正常運(yùn)行；若KM1斷開，KM2接通時。M1反轉(zhuǎn)；KM5接通時，冷卻泵電動機(jī)M2開始啟動，當(dāng)KM4接通時，M2正常工作；KM6接通時，快移電動機(jī)M3工作，此工作為點動。2、 控制電路設(shè)計圖2 控制電路設(shè)計圖電路說明和解釋當(dāng)SB4按下時，KM1接通，此按鈕為點動；當(dāng)SB2按下時，KM3接通，KA接通，KM1接通，此時KM1可以保持接通，KS2閉合，當(dāng)按下SB1時，KA線圈斷電，此時KA的常閉觸點閉合，KM2開始工作，由于電機(jī)還處于正轉(zhuǎn)，所以此狀態(tài)稱為反接制動；當(dāng)SB3按下時，KM3接通，KA接通，KM1接通，此時KM1反轉(zhuǎn)，保持接通，KS1閉合，當(dāng)按下SB1時，由于線圈KA斷

16、電，所以KA的澄碧觸點閉合，KM1開始工作，此狀態(tài)也為反接制動；SB6按下，KM4、KM5接通，按下SB5則斷開；按下SQ，KM6接通，此按鈕也為點動；按下SB1，所有電路斷開。第四章 電氣元件的選擇1、熔斷器的選用選擇熔斷器，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和熔體的額定電流。表2 RT12系列熔斷器的技術(shù)數(shù)據(jù) IrN=(1.52.5)IN IrN=56.5A熔斷器FU1、5 ：RT12型 熔斷器代號A3 熔斷器穩(wěn)定電流63A 熔體額定電流63AFU4： IrN=1.075A RL1-15型 2A熔體 FU0： IrN=（1.52.5）INmax+IN=79.53A RT

17、12型 熔斷器代號A3 熔斷器穩(wěn)定電流100A 熔體額定電流80A 熱繼電器FR2、接觸器的選用接觸器用于帶負(fù)載主電路的自動接通或切斷。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） 主觸點額定電壓、額定電流。3） 輔助觸點的種類、數(shù)量及觸點額定電流。4）電磁線圈的電源種類，頻率和額定電壓。5）額定操作頻率，即允許的沒小時接通的最多次數(shù)。接觸器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6，根據(jù)主電動機(jī)M1的額定電流Ig=22.6A,控制回路電源110V，KM1需要主觸點3對；KM2需要主觸點3對；KM3需要主觸點3對；KM4需

18、要主觸點3對；KM5需要主觸點3對；KM6需要主觸點3對；根據(jù)上述情況，選用CZO-400/20接觸器，電磁線圈電壓為220V，額定電流為40A。3、熱繼電器的選用熱繼電器用于電動機(jī)的過載保護(hù)。熱繼電器的選擇主要是根據(jù)電動機(jī)的額定電流來確定其型號和規(guī)格。熱繼電元件的額定電流IRT應(yīng)接近或者略大于電動機(jī)的額定電流Ied，即：表3 JR0-40型熱繼電器的技術(shù)數(shù)據(jù)熱繼電器的整定電流值是指熱元件通過的電流超過此值的20%時，熱繼電器應(yīng)當(dāng)在20min內(nèi)動作。選用時整定電流應(yīng)與電動機(jī)額定電流一致。主電動機(jī)M1額定電流22.6A,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1640A,工作時將額定電流調(diào)節(jié)為22.6A.冷卻泵電動機(jī)M2額定電流0.43A,熱繼電器FR應(yīng)選用JR0-40型的，熱元件的電流為0.64,整定電流調(diào)節(jié)范圍0.40.64A,工作時將額定電流調(diào)節(jié)為0.43A?？煲齐妱訖C(jī)M3額定電流21.8A,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1640A,工作時將額定電流調(diào)節(jié)為21.8A.3、 電氣元件明細(xì)表表4 電氣元件明細(xì)表序號電器元件型號參數(shù)個數(shù)1主電動機(jī)Y160M-411kW 380V 22.6A 1460r/min12冷卻泵電動機(jī)JCB-22