畢業(yè)設(shè)計(jì)CA6140車床電氣控制線路設(shè)計(jì).doc

長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）系 別工程分院專 業(yè)機(jī)電一體化班 級(jí)100222姓 名孟玲利學(xué) 號(hào)02課 題CA6140車床電氣控制線路設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師于穎目 錄【摘 要】（2）【關(guān)鍵詞】（2）1. CA6140車床的主要功能、結(jié)構(gòu)及型號(hào)意義 （2）1.1 主要功能 （2）1.2 型號(hào)意義 （2）2. CA6140臥式車床的主要運(yùn)動(dòng)形式及控制要求 （2）2.1 主運(yùn)動(dòng) （2）2.2 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) （2）2.3 輔助運(yùn)動(dòng) （3）3. 電氣控制線路設(shè)計(jì) （3）3.1 主回路設(shè)計(jì) （3）3.2 控制回路設(shè)計(jì) （4）3.3 信號(hào)指示與照明電路 （5）4 電氣元件選擇 （5）5 繪制綜合電氣控制原理圖 （7）6 設(shè)計(jì)小結(jié)（10）【參考文獻(xiàn)】 （10）CA6140車床電氣控制線路設(shè)計(jì)（長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ）【摘 要】 機(jī)床電氣控制線路設(shè)計(jì)是高職機(jī)械專業(yè)學(xué)生學(xué)完大學(xué)的課程后進(jìn)行的，學(xué)生已經(jīng)掌握了機(jī)械制造、機(jī)械加工的一些基本技能，從事機(jī)床電氣控制線路的設(shè)計(jì)是對(duì)以前所學(xué)電氣知識(shí)的綜合回顧和復(fù)習(xí)，以后對(duì)各種機(jī)床控制電路都可觸類旁通，能自己動(dòng)手設(shè)計(jì)和改進(jìn)相應(yīng)電路，也能排除相關(guān)電氣故障【關(guān)鍵詞】 CA6140 機(jī)床 控制線路1. CA6140車床的主要功能、結(jié)構(gòu)及型號(hào)意義1.1 主要功能：CA6140車床是一種應(yīng)用極為廣泛的金屬切削機(jī)床，能夠車削外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋、切斷及割槽等，并可以裝上鉆頭或鉸刀進(jìn)行鉆孔和鉸孔等。1.2型號(hào)意義：如圖1-1 圖1-1 CA6140車床型號(hào)意義2. CA6140臥式車床的主要運(yùn)動(dòng)形式及控制要求2.1主運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)形式：主軸通過卡盤或頂尖帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)： 控制要求：（1）主軸電動(dòng)機(jī)選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，不進(jìn)行調(diào)速，主軸采用齒輪箱進(jìn)行機(jī)械有級(jí)調(diào)速（2）車削螺紋時(shí)要求主軸有正反轉(zhuǎn)，一般由機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)，主軸電動(dòng)機(jī)只作單向旋轉(zhuǎn) （3）主軸電動(dòng)機(jī)的容量不大，可采用直接啟動(dòng)2.2 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)形式：刀架帶動(dòng)刀具的直線運(yùn)動(dòng)控制要求：進(jìn)給運(yùn)動(dòng)也由主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過掛輪箱傳遞給進(jìn)給箱來實(shí)現(xiàn)刀具的縱向和橫向進(jìn)給。加工螺紋時(shí)，要求刀具移動(dòng)和主軸轉(zhuǎn)動(dòng)有固定的比例關(guān)系2.3 輔助運(yùn)動(dòng)（1）運(yùn)動(dòng)形式：刀架的快速移動(dòng)控制要求：由刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，該電動(dòng)機(jī)可直接啟動(dòng)，也不需要正反轉(zhuǎn)和調(diào)速（2）運(yùn)動(dòng)形式：尾架的縱向移動(dòng)控制要求：由手動(dòng)操作控制（3）運(yùn)動(dòng)形式：工件的夾緊與放松控制要求：由手動(dòng)操作控制（4）運(yùn)動(dòng)形式：加工過程的冷卻控制要求：冷卻泵電動(dòng)機(jī)和主軸電動(dòng)機(jī)要實(shí)現(xiàn)順序控制，冷卻泵電動(dòng)機(jī)也不需要正反轉(zhuǎn)和調(diào)速 2.4 電動(dòng)機(jī)型號(hào)：主軸電動(dòng)機(jī)M1 Y132M-4-B3 380V 15.4A 7.5KW 1450r/min 冷卻泵電動(dòng)M2 AOB-25 380V 0.32A 90W 3000 r/min 快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3 AOS5634 380V 0.25KW 1360r/min3.電氣控制線路設(shè)計(jì)3.1主回路設(shè)計(jì)根據(jù)電氣傳動(dòng)的要求，由接觸器KM1、KM2、KM3分別控制電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3，具體電路圖如圖3-1所示。圖3-1主控制電路設(shè)計(jì)在主電路中，M1為主軸電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)主軸的旋轉(zhuǎn)并通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)車刀的進(jìn)給。主軸電動(dòng)機(jī)M1的運(yùn)轉(zhuǎn)和停止由接觸器KM1的三個(gè)常開主觸點(diǎn)的接通和斷開來控制，電動(dòng)機(jī)M1只需作正轉(zhuǎn)，而主軸的正反轉(zhuǎn)是由摩擦離合器改變傳動(dòng)鏈來實(shí)現(xiàn)的。電動(dòng)機(jī)M1的容量小于10KW，所以采用直接啟動(dòng)。M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行車削加工時(shí)，刀具的溫度高，需用冷卻液來進(jìn)行冷卻。為此，車床備有一臺(tái)冷卻泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)冷卻泵，噴出冷卻液，實(shí)現(xiàn)刀具的冷卻。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2由接觸器KM2的主觸點(diǎn)控制。M3為快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)，由接觸器KM3的主觸點(diǎn)控制。M2、M3的容量都很小，加裝熔斷器FU1作短路保護(hù)。熱繼電器FR1和FR2分別作M1和M2的過載保護(hù)，快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3是短時(shí)工作的，所以不需要過載保護(hù)。帶鑰匙的低壓短路器QF是電源總開關(guān)。 3.2 控制回路設(shè)計(jì)控制電路的供電電壓是127V，通過控制變壓器TC將380V的電壓降為127V得到?？刂谱儔浩鞯囊淮蝹?cè)由FU1作短路保護(hù)，二次側(cè)由FU2、FU3、FU4分別作短路保護(hù)。如圖3-2所示。3.2.1電源開關(guān)的控制電源開關(guān)是帶有開關(guān)鎖SA2的低壓斷路器QF，當(dāng)要合上電源開關(guān)時(shí)，首先用開關(guān)鑰匙將開關(guān)鎖SB右旋，再扳動(dòng)斷路器QF將其合上。若用開關(guān)鑰匙將開關(guān)鎖SB左旋，其觸點(diǎn)閉合，QF線圈通電，斷路器QF將自動(dòng)跳開。若出現(xiàn)誤操作，又將QF合上，QF將在0.1s內(nèi)再次自動(dòng)跳閘。由于機(jī)床的電源開關(guān)采用了鑰匙開關(guān)，接通電源時(shí)要先用鑰匙打開開關(guān)鎖，再合斷路器，增加了安全性，同時(shí)在機(jī)床控制配電盤的壁龕門上裝有安全行程開關(guān)SQ2，當(dāng)打開配電盤壁龕門時(shí)，行程開關(guān)的觸點(diǎn)SQ2閉合，QF的線圈通電，QF自動(dòng)跳閘，切除機(jī)床的電源，以確保人身安全。3.2.2主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制SB1是紅色蘑菇型的停止按鈕，SB2是綠色的啟動(dòng)按鈕。按一下啟動(dòng)按鈕SB2，KM1線圈通電吸合并自鎖，KM1的主觸點(diǎn)閉合，主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。按一下SB1，接觸器KM1斷電釋放，其主觸點(diǎn)和自鎖觸點(diǎn)都斷開，電動(dòng)機(jī)M1斷電停止運(yùn)行。3.2.3冷卻泵電動(dòng)機(jī)的控制當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，KM1的常開觸點(diǎn)閉合，這時(shí)若旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)SB4使其閉合，則KA1線圈通電，其主觸點(diǎn)閉合，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)，提供冷卻液。當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)M1停車時(shí)，KM常開觸頭斷開，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2隨即停止。M1和M2之間存在聯(lián)鎖關(guān)系。3.2.4快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的控制 快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3是由接觸器KA2進(jìn)行的點(diǎn)動(dòng)控制。按下按鈕SB3，接觸器KA2線圈通電，其主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)M3啟動(dòng)，拖動(dòng)刀架快速移動(dòng)；松開SB3，M3停止。快速移動(dòng)的方向通過裝在溜板箱上的十字手柄扳到所需要的方向來控制。3.2.5 SQ1是機(jī)床床頭的掛輪架皮帶罩處的安全開關(guān)。當(dāng)裝好皮帶罩時(shí)，SQ1（1-2）閉合，控制電路才有電，電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3才能啟動(dòng)。當(dāng)打開機(jī)床床頭的皮帶罩時(shí)，SQ1（1-2）斷開，使接觸器KM1，KM2、KM3斷電釋放，電動(dòng)機(jī)全部停止轉(zhuǎn)動(dòng)，以確保人身安全。 圖3-2 控制電路設(shè)計(jì)3.3信號(hào)指示與照明電路照明電路采用36V安全交流電壓，信號(hào)回路采用6V的交流電壓，均由控制變壓器二次側(cè)提供。FU4是照明電路的短路保護(hù)，照明燈EL的一端必須保護(hù)接地。FU3為指示燈的短路保護(hù)，合上電源開關(guān)QF，指示燈HL亮，表明控制電路有電。如圖3-2所示。4.電氣元件選擇4.1電源引入開關(guān)QQ主要作為電源隔離開關(guān)用，并不是用它來直接起停電動(dòng)機(jī)，可按電動(dòng)機(jī)額定電流來選。根據(jù)該三臺(tái)電動(dòng)機(jī)來看，選中小型組合機(jī)床常用三極組合開關(guān)，型號(hào)DZ5-20，電流20A。4.2 熱繼電器FR1、FR2主電動(dòng)機(jī)M1額定電流15.4A,KH1應(yīng)選用JR16-20/3D型熱繼電器，熱元件電流為20A整定電流調(diào)節(jié)范圍較大，工作時(shí)將額定電流調(diào)到15.4A.M2的工作電流只有0.32A，故選用JR2-1型熱繼電器，熱元件整定電流調(diào)節(jié)范圍較小，工作時(shí)調(diào)整在0.32A。4.3 熔斷器FU、FU1、FU2、FU3、FU4FU對(duì)整機(jī)進(jìn)行短路保護(hù)的熔斷器，選用RL1型熔斷器，配用40A的熔斷體。FU1、FU2、FU3、FU4均選用RL1型熔斷器，分別配用4A,2A,1A,1A的熔斷體。 4.4 接觸器KM1,KM2及KM3 接觸器KM1根據(jù)主電動(dòng)機(jī)的額定電流等于15.4A，控制回路電源電壓127V，需主觸點(diǎn)3對(duì)，動(dòng)合輔助觸頭2對(duì)，根據(jù)以上情況，選用CJ0-10A型交流接觸器，電磁線圈電壓為127VKM2,KM3也采用同樣型號(hào)的交流接觸器。4.5 控制變壓器TC控制變壓器TC最大負(fù)載是KM1,KM2，KM3及指示燈同時(shí)工作時(shí)，根據(jù)總功率計(jì)算公式，選用BK-200型控制變壓器，380/127、36、6V4.5 制定電氣元件明細(xì)表電氣元件明細(xì)表要注明各元器件的型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量等，如表2-1所示。表2-1 CA6140車床電氣元件表符號(hào)元件名稱型號(hào)規(guī)格件數(shù)作用M1主軸電動(dòng)機(jī)Y132M-4-B37.5KW 1450r/min1工件的旋轉(zhuǎn)和刀具的進(jìn)給M2冷卻泵電動(dòng)機(jī)AOB-2590W 3000 r/min1供給冷卻液M3快移電動(dòng)機(jī)AOS56340.25KW1360r/min1刀架的快速移動(dòng)KM1交流接觸器CJ0-10A127V10A1控制主軸電動(dòng)機(jī)M1KM2交流接觸器CJ0-10A127V10A1控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2KM3交流接觸器CJ0-10A127V10A1快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3QF低壓斷路器DZ5-20380V 20A1電源總開關(guān)SB1按鈕LA2型500V 5A1主軸停止SB2按鈕LA2型500V 5A1主軸啟動(dòng)SB3按鈕LA2型500V 5A1快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3點(diǎn)動(dòng)SA鑰匙式電源開關(guān)1開關(guān)鎖SA1轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ2-10/310A，三極1控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)SA2轉(zhuǎn)換開關(guān)HZ2-10/310A，三極1控制照明燈SQ1行程開關(guān)LX3-11K1打開皮帶罩時(shí)被壓下SQ2行程開關(guān)LX5-11K1電氣箱打開時(shí)閉合FR1熱繼電器JR16-20/3D15.4A1M1過載保護(hù)FR2熱繼電器JR2-10.32A1M2過載保護(hù)TC變壓器BK-200380/127、36、6V1控制與照明用變壓器FU熔斷器RL140A1全電路的短路保護(hù)FU1熔斷器RL14A1M2、 M3的短路保護(hù)FU2熔斷器RL12A1控制回路的短路保護(hù)FU3熔斷器RL11A1指示燈回路短路保護(hù)FU4熔斷器RL11A1照明回路的短路保護(hù)EL照明燈K-1，螺口40W36V1機(jī)床局部照明HL指示燈DX1-0白色，配6V0.15A燈泡1電源指示燈5繪制綜合電氣控制原理圖依據(jù)國家電氣制圖規(guī)范，按設(shè)計(jì)要求，繪制詳細(xì)的電氣控制原理圖，如圖5-1說明如下：表5-1接觸器觸頭在電路圖中位置的標(biāo)記欄目 左欄中欄右欄觸頭類型主觸頭所處的圖區(qū)號(hào)輔助常開觸頭所處的圖區(qū)號(hào)輔助常閉觸頭所處的圖區(qū)號(hào)舉例 KM28 X210 X2表示3對(duì)主觸頭均在圖區(qū)2表示一對(duì)輔助常開觸頭在圖區(qū)8，另一對(duì)常開觸頭在圖區(qū)10表示2對(duì)輔助常閉觸頭未用表5-2繼電器觸頭在電路圖中位置的標(biāo)記欄目左欄右欄觸頭類型常開觸頭所處的圖區(qū)號(hào)常閉觸頭所處的圖區(qū)號(hào)舉例KA24 4 4 表示3對(duì)常開觸頭均在圖區(qū)4表示常閉觸頭未用圖5-1 CA6140車床整機(jī)電氣控制原理圖 6設(shè)計(jì)小節(jié)對(duì)于這次設(shè)計(jì)，剛開始得時(shí)候由于沒有經(jīng)驗(yàn)，動(dòng)手的時(shí)候手忙腳亂，不知從何入手。我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手