CA型臥式車床的電氣控制電路

前言電氣掌握與電氣拖動(dòng)有著親密的關(guān)系.20世紀(jì)初,由于電動(dòng)機(jī)的消滅,使得機(jī)床的拖動(dòng)發(fā)生了變革，用電動(dòng)機(jī)代替蒸汽機(jī),機(jī)床的電氣拖動(dòng)隨電動(dòng)機(jī)的進(jìn)展而進(jìn)展.電氣拖動(dòng)的掌握方式亦經(jīng)歷了一個(gè)從低級(jí)到高級(jí)的進(jìn)展過程。最初接受手動(dòng)掌握.最早的自動(dòng)掌握是20世紀(jì)2０、30年月消滅的繼電接觸器掌握，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)掌握對(duì)象的起動(dòng)、停車、凋速、自動(dòng)循環(huán)以及保護(hù)等掌握。它所使用的掌握器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、價(jià)廉、掌握方式直觀、易掌握、工作町靠、易維護(hù)，因此在機(jī)床掌握卜得到長(zhǎng)期、廣泛的應(yīng)用。它的缺點(diǎn)是體積大、功耗大、掌握速度慢、轉(zhuǎn)變掌握程序困難,由于是有觸點(diǎn)掌握,在掌握簡(jiǎn)潔時(shí)牢靠性降低。為了解決簡(jiǎn)潔和程序可變掌握對(duì)象的需要,在2０世紀(jì)60年月消滅了挨次掌握器。它是繼電器和半導(dǎo)體元件綜合應(yīng)用的掌握裝置，具有程序轉(zhuǎn)變?nèi)菀?、通用性較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于組合機(jī)床、自動(dòng)線上。隨著計(jì)算技術(shù)的進(jìn)展,又消滅了以微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的具有編程、存儲(chǔ)、規(guī)律掌握及數(shù)字運(yùn)算功能的可編程掌握器ＰLC。PLC的設(shè)計(jì)以上業(yè)掌握為目標(biāo),因而具有功率級(jí)輸出、接線簡(jiǎn)潔、通用性強(qiáng)、編程容易、抗干擾能力強(qiáng)、工作牢靠等一系列優(yōu)點(diǎn)。它一問世即以強(qiáng)大的生命力,大面積地占據(jù)了傳統(tǒng)的掌握領(lǐng)域。PＬC的一個(gè)進(jìn)展方向是微型、簡(jiǎn)易、價(jià)廉,以圖取代傳統(tǒng)的繼電器掌握；而它的另一個(gè)進(jìn)展方向是大容量、高速、高性能、對(duì)大規(guī)模簡(jiǎn)潔掌握系統(tǒng)能進(jìn)行綜合掌握。ＣA6140型臥式車床的電氣掌握電路一、CＡ61４０型臥式車床的電氣掌握1、CA6１40型臥式車床的電氣掌握電路(如圖１-1)圖1-1二、中小型車床對(duì)電氣掌握的要求1、主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)一般選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī),為滿意調(diào)速設(shè)計(jì)要求，接受機(jī)械變速。主軸要求正、反轉(zhuǎn),對(duì)于小型車床主軸的正反轉(zhuǎn)由拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn);檔拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量較大時(shí),可由摩擦離合器來實(shí)現(xiàn)主軸正反轉(zhuǎn),電動(dòng)機(jī)只作單向旋轉(zhuǎn)。一般中小型車床的主軸電動(dòng)機(jī)均接受直接起動(dòng).當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量較大時(shí)，常接受Y-△降壓起動(dòng)。停車時(shí)為實(shí)現(xiàn)快速停車，一般接受機(jī)械或電氣制動(dòng)。2、切削加工時(shí)，刀具與工件溫度較高時(shí)需要切削液進(jìn)行冷卻.為此。設(shè)有一臺(tái)冷卻泵電動(dòng)機(jī)，且與主軸電動(dòng)機(jī)有著聯(lián)鎖關(guān)系,即冷卻泵電動(dòng)機(jī)應(yīng)在主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后方可選擇啟動(dòng)與否;當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)停止時(shí)，冷卻泵電動(dòng)機(jī)便立即停止.3、速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)接受點(diǎn)動(dòng)掌握，單方向旋轉(zhuǎn),靠機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)不同方向的快速移動(dòng)。4、路應(yīng)具有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)、平安牢靠的照明電路及信號(hào)指示。三、CA6140電氣掌握電路分析1、主電路分析主電路中共有三臺(tái)電動(dòng)機(jī),圖中M1為主軸電動(dòng)機(jī)，用以實(shí)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng);M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī);Ｍ3為溜板快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)。M1、Ｍ２、M3均為三相異步電動(dòng)機(jī),容量均小于１0ｋW，全部接受全壓直接起動(dòng)皆有溝通接觸器掌握單向旋轉(zhuǎn)。M1電動(dòng)機(jī)由起動(dòng)按鈕SＢ1，停止按鈕SB2和接觸器KM１構(gòu)成電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)掌握電路。主軸的正反轉(zhuǎn)由摩擦離合器轉(zhuǎn)變傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。M2電動(dòng)機(jī)是在主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后,扳動(dòng)冷卻泵掌握開關(guān)SＡ1來掌握接觸器KＭ2的通斷,實(shí)現(xiàn)冷卻泵電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與停止。由于SA１開關(guān)具有定位功能,故不需自鎖。M3電動(dòng)機(jī)由裝在溜板箱上的快慢速進(jìn)給手柄內(nèi)的快速移動(dòng)按鈕ＳB3來掌握KM3接觸器,從而實(shí)現(xiàn)Ｍ3的點(diǎn)動(dòng).操作時(shí)，先將快速進(jìn)給手柄扳到所需移動(dòng)方向，再按下ＳB3按鈕，即實(shí)現(xiàn)該方向的快速移動(dòng)。三相相電源通過轉(zhuǎn)換開關(guān)QS1引入，ＦU1和FＵ２作短路保護(hù)。主軸電動(dòng)機(jī)M1由接觸器ＫM1掌握啟動(dòng),熱繼電器ＦR１為主軸電動(dòng)機(jī)M1的過載保護(hù)。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M２由接觸器KM２掌握啟動(dòng)，熱繼電器FR2為它的過載保護(hù)。溜板快速移動(dòng)電機(jī)M３由接觸器KM3掌握啟動(dòng)。2、掌握電路分析

掌握回路的電源由變壓器TC副邊輸出１１0Ｖ電壓供應(yīng)，接受FU3作短路保護(hù)。①主軸電動(dòng)機(jī)的掌握：按下啟動(dòng)按鈕SB２，接觸器KM1的線圈獲電動(dòng)作,其主觸頭閉合，主軸電動(dòng)機(jī)M１啟動(dòng)運(yùn)行。同時(shí)KM1的自觸頭和另一副常開觸頭閉合。按下停止按鈕SB１,主軸電動(dòng)機(jī)M１停車。②冷卻泵電動(dòng)機(jī)掌握:如果車削加工過程中，工藝需要使用卻液時(shí)，合上開關(guān)ＱS2，在主軸電動(dòng)機(jī)M1運(yùn)轉(zhuǎn)情況下,接觸器KＭ1線圈獲電吸合，其主觸頭閉合,冷卻泵電動(dòng)機(jī)獲電運(yùn)行。由電氣原理圖可知,只有當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)Ｍ１啟動(dòng)后，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2才有可能啟動(dòng)，當(dāng)Ｍ1停止運(yùn)行時(shí),M2也就自動(dòng)停止。③溜板快速移動(dòng)的掌握:溜板快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)Ｍ３的啟動(dòng)是由安裝在進(jìn)給操縱手柄頂端的按鈕SB3來掌握，它與中間繼電器ＫM3組成點(diǎn)動(dòng)掌握環(huán)節(jié)。將操縱手柄扳到所需要的方向，壓下按鈕ＳB３,繼電器KM３獲電吸合，M3啟動(dòng),溜板就向指定方向快速移動(dòng)。3、照明、信號(hào)燈電路分析掌握變壓器TC的副邊分別輸出24V和６V電壓，作為機(jī)床低壓照明燈和信號(hào)燈的電源。EＬ為機(jī)床的低壓照明燈，由開關(guān)SA掌握；HL為電源的信號(hào)燈，接受FＵ４作短路保護(hù)。四、電路的保護(hù)環(huán)節(jié)1、電路電源開關(guān)是帶有開關(guān)鎖ＳA2的斷路器ＱS。機(jī)床接通電源時(shí)需用鑰匙開關(guān)操作，再合上ＱS，增加了平安性。需要送電時(shí)，先用開關(guān)鑰匙插入ＳＡ２開關(guān)鎖中并右旋,使QS線圈斷電，再扳動(dòng)斷路器QS將其合上,此時(shí)，機(jī)床電源送入主電路３８０V溝通電壓，并經(jīng)掌握變壓器輸出１1０V掌握電路、24V平安照明電路、6Ｖ信號(hào)燈電壓。斷電時(shí)，若將開關(guān)鎖ＳＡ2左旋，則觸頭ＳA2（０3—１３）閉合，QS線圈通電，斷路器ＱS斷開，機(jī)床斷電.若消滅誤操作,ＱS將在０。1s內(nèi)再次自動(dòng)跳閘。2、打開機(jī)床掌握配電盤壁箱門，自動(dòng)切除機(jī)床電源的保護(hù)。在配電盤壁箱門上裝有平安行程開關(guān)ＳQ2，當(dāng)打開配電盤壁箱門時(shí),平安開關(guān)的觸頭SQ2（03—13）閉合，將使斷路器QS線圈通電,斷路器QＳ自動(dòng)跳閘，斷開機(jī)床電源,以確保人身平安.3、機(jī)床床頭皮帶罩處設(shè)有平安開關(guān)SＱ1,當(dāng)打開皮帶罩時(shí)，平安開關(guān)觸頭SＱ1（03—1）斷開，將接觸器KＭ1、KＭ2、ＫM3線圈電路切斷，電動(dòng)機(jī)將全部停止旋轉(zhuǎn),以確保了人身平安。4、為滿意打開機(jī)床掌握配電盤壁箱門進(jìn)行帶電檢修的需要,可將SQ2平安開關(guān)傳動(dòng)桿拉出，使觸頭SＱ2（03—1３)斷開,此時(shí)ＱS線圈斷電，QＳ開關(guān)仍可合上。當(dāng)檢修完畢,關(guān)上壁箱門后，將SQ2開關(guān)傳動(dòng)桿復(fù)位,SＱ2保護(hù)作用照常起作用。5、電動(dòng)機(jī)M1、Ｍ2由ＦＵ熱繼電器FR1、ＦＲ2實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載保護(hù)；斷路器ＱＳ實(shí)現(xiàn)全電路的過流、欠電壓保護(hù)及熱保護(hù)；熔斷器FＵ、ＦU1至ＦＵ6實(shí)現(xiàn)各各部分電路的短路保護(hù).此外，還設(shè)有EL機(jī)床照明燈和ＨL信號(hào)燈進(jìn)行刻度照明。五、電氣掌握電路中各元件的選擇與技術(shù)數(shù)據(jù)１、電動(dòng)機(jī)的選擇Ｍ1主軸電動(dòng)機(jī):Y系列電動(dòng)機(jī)具有體積小、重量輕、運(yùn)行牢靠,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，外形美觀等特點(diǎn),起動(dòng)性能好，具有效率高等特點(diǎn)，達(dá)到了節(jié)能效果。而且噪聲低、壽命長(zhǎng)、經(jīng)久耐用。Ｙ系列電動(dòng)機(jī)適用于空氣中不含易燃、易爆或腐蝕性氣體的場(chǎng)所。Y１３2－4－B３型號(hào)電動(dòng)機(jī)功率為7．５kW,頻率為50Hz,轉(zhuǎn)速為145０r／mｉn，功率因素CＯSφ為，0。85效率為87%，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩為2。２n．m，最大轉(zhuǎn)矩為２。3n。m，所以此類型電動(dòng)機(jī)能符合電路配置,并能有效完成工作。M２冷卻泵電動(dòng)機(jī):ＡOB-25機(jī)床冷卻泵是一種浸漬式的三相電泵，它由封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)與單極離心泵組合而成，具有安裝簡(jiǎn)潔便利．運(yùn)行平安牢靠.過負(fù)荷能力強(qiáng)。效率高。噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，適合作為各種機(jī)床輸送冷卻液、潤(rùn)滑液的動(dòng)力。此電動(dòng)機(jī)輸出功率為90W,揚(yáng)程為4米,流量為25升/分,出口管徑為1/２吋，能有效協(xié)作M1電動(dòng)機(jī)使用.M３快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)：ＡOS563４功率為25０W,電壓為3８０Ｖ，頻率為50Hz，轉(zhuǎn)速為1３６0轉(zhuǎn)/分，Ｅ級(jí)2、掌握變壓器的選擇首先查看電源電壓、實(shí)際用電載荷和地方條件,然后參照變壓器銘牌標(biāo)示的技術(shù)數(shù)據(jù)逐一選擇,一般應(yīng)從變壓器容量、電壓、電流及環(huán)境條件綜合考慮，其中容量選擇應(yīng)依據(jù)用戶用電設(shè)備的容量、性質(zhì)和使用時(shí)間來確定所需的負(fù)荷量，以此來選擇變壓器容量.在正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)使變壓器承受的用電負(fù)荷為變壓器額定容量的75~90％左右.運(yùn)行中照實(shí)測(cè)出變壓器實(shí)際承受負(fù)荷小于50％時(shí)，應(yīng)更換小容量變壓器，如大于變壓器額定容量應(yīng)立即更換大變壓器。同時(shí),在選擇變壓器依據(jù)線路電源決定變壓器的初級(jí)線圈電壓值，依據(jù)用電設(shè)備選擇次級(jí)線圈的電壓值,最好選為低壓三相四線制供電。這樣可同時(shí)供應(yīng)動(dòng)力用電和照明用電.對(duì)于電流的選擇要注意負(fù)荷在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)能滿意電動(dòng)機(jī)的要求（由于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流要比下沉運(yùn)行時(shí)大４~７倍）。ＪBK2—100VＡ機(jī)床掌握變壓器適用溝通５０－6０Ｈｚ，輸出額定電壓不超過220Ｖ，輸入額定電壓不超過50０V,可作為各行業(yè)的機(jī)械設(shè)備，一般電器的掌握電源工作照明,信號(hào)燈的電源之用。此類掌握變壓器初級(jí)電壓為３80Ｖ，次級(jí)電壓分別為11０Ｖ、24V、６V。3、熔斷器的選擇其類型依據(jù)使用環(huán)境、負(fù)載性質(zhì)和各類熔斷器的適用范圍來進(jìn)行選擇。例如:用于照明電路或小的熱負(fù)載,可選用RCＩA系列瓷插式熔斷器；在機(jī)床掌握電路中，較多選用RL1系列螺旋式熔斷器熔斷器的額定電壓必須大于或等于被保護(hù)電路的額定電壓;熔斷器的額定電流必須大于或等于所裝熔體的額定電流。4、導(dǎo)線的選擇在安裝電器配電設(shè)備中，常常遇到導(dǎo)線選擇的問題，正確選擇導(dǎo)線是項(xiàng)十分重要的工作，如果導(dǎo)線的截面積選小了，電器負(fù)載大易造成電器火災(zāi)的后果；如果導(dǎo)線的截面積選大了，造成成本高,材料浪費(fèi)。導(dǎo)線的載流量與導(dǎo)線截面有關(guān)，也與導(dǎo)線的材料、型號(hào)、敷設(shè)方法以及環(huán)境溫度等有關(guān)，依據(jù)以下數(shù)據(jù)，主電路選擇ＢVR—２.５ｍｍ２銅芯導(dǎo)線,掌握電路BＶＲ-1mm2銅芯導(dǎo)線。銅線平安載流量（２5℃）:1平方毫米銅電源線的平安載流量--６A1．5平方毫米銅電源線的平安載流量——14Ａ2．5平方毫米銅電源線的平安載流量－－28Ａ。4平方毫米銅電源線的平安載流量—－35Ａ.6平方毫米銅電源線的平安載流量－－４8A。10平方毫米銅電源線的平安載流量－－６5Ａ。１６平方毫米銅電源線的平安載流量-－91A.25平方毫米銅電源線的平安載流量-－1２０Ａ。2、電路中各元件的技術(shù)數(shù)據(jù)（如表1－２）表1—2代號(hào)名稱型號(hào)及規(guī)格數(shù)量用途Ｍ1主軸電動(dòng)機(jī)Y１32M—4—B3，1主傳動(dòng)用7．５kW，１４50ｒ/ｍｉnＭ2冷卻泵電動(dòng)機(jī)AＯB－25，１輸送冷卻液用90Ｗ，3０00r/ｍiｎM３快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)AＯS５634，２50W溜板快速移動(dòng)用1３60ｒ/minFR1熱繼電器ＪR16-２０/2D,15．4A１M1的過載保護(hù)ＦR２熱繼電器ＪＲ16—20／2Ｄ,0.３２A1Ｍ2的過載保護(hù)ＦＵ熔斷器ＲＬ1-10,55×78、3５Ａ3總電路短路保護(hù)FＵ1，F(xiàn)Ｕ2熔斷器RL１－10,5５×78、25A６M２，Ｍ3及主電路短路保護(hù)FU3熔斷器RL1—１0,５5×7８、2５A(chǔ)2變壓器短路保護(hù)FＵ4熔斷器ＲL1—１5,5A1照明電路保護(hù)ＦU5熔斷器RL1-1５，5A1指示燈電路保護(hù)FU６熔斷器RＬ１－1５，５A(chǔ)1掌握電路保護(hù)KM溝通接觸器CJ20—２0，線圈電壓110Ｖ３掌握Ｍ1ＫＡ1中間繼電器ＪZ７-44,線圈電壓１１0V1掌握M2ＫA2中間繼電器ＪZ７—44，線圈電壓111V1掌握Ｍ3SB１按鈕LＡY3-01ZS／１1停止M１ＳB2按鈕LAＹ３－10/３。１１1啟動(dòng)M１SB3按鈕ＬA91啟動(dòng)M３SB4按鈕LAＹ3-10X/２1掌握M２ＳQ1，SQ2位置開關(guān)JWM6-112斷電保護(hù)ＨL信號(hào)燈ＺSD-0.６V1照明QS斷路器AM2—４0，20Ａ１電源引入ＴＣ掌握變壓器ＪＢK2—1０0１380V/１１０Ｖ/24V/６V3、CA6１４0型車床

技術(shù)參數(shù),如下

:

項(xiàng)目

單位

規(guī)格?

床身上最大回轉(zhuǎn)直徑

mｍ

400

刀架上回轉(zhuǎn)直徑

mm

２10?

二頂尖間距離

mm

１000

主軸通孔直徑

mm

52；7６;8０?

主軸頭形式

-

Ａ6；C8；Ｄ8?

床身導(dǎo)軌寬度

mm

４００

床身導(dǎo)軌硬度

ＲＣ

5２

主軸轉(zhuǎn)速范圍（24）

ｒ/min

１0—１40０?

進(jìn)給量范圍（標(biāo)準(zhǔn)）

mm／ｒ

0．08－１．59?

進(jìn)給量范圍（細(xì)進(jìn)給）

mm/r

0．028－0。0５4?

進(jìn)給量范圍（加大進(jìn)給）

ｍm/r

1.７１-6.３３

加工公制螺紋范圍（4４種)

mm

1—１9２?

加工英制螺紋范圍(20種）

tpｉ

２４—２?

加工模數(shù)螺紋范圍(３9種）

mm

０。2５－48?

加工徑節(jié)螺紋范圍（3７種）

ＤP

9６—1?

主電機(jī)功率

Ｋw

７.5?

機(jī)床凈重

Ｋg

2０7０?

機(jī)床輪廓尺寸（長(zhǎng)×寬×高）

mm

2６６8×１0０0×1267?

機(jī)床包裝尺寸(長(zhǎng)×寬×高）

mm

2800×12６0×1760六、掌握電路故障分析及電路特點(diǎn)1、電氣掌握電路故障分析ＣA６140型車床的常見電氣故障往往消滅在平安開關(guān)SQ1、ＳQ２上，由于長(zhǎng)期使用,可能消滅松動(dòng)移位,致使打開床頭皮帶罩時(shí)SＱ１（03—１）觸電斷不開或打開配電盤壁箱門時(shí)SQ2（03—１3）不閉合而失去人身平安保護(hù)作用。另一個(gè)故障是斷路器QS引起的，當(dāng)開關(guān)鎖SA2失靈時(shí)將會(huì)失去保護(hù)作用。應(yīng)檢驗(yàn)將開關(guān)鎖SA2左旋時(shí)斷路器QＳ能否自動(dòng)跳開，跳開后若又將QＳ合上后，經(jīng)過０.１s后QS能否自動(dòng)跳閘。２、掌握電路故障表(如表1-3)表1—３故障現(xiàn)象緣由故障點(diǎn)檢查方法按下SＱ２停電電源有否電?查看電源電壓表是否后，啟動(dòng)或斷路故障FＵ１、ＦU２