CA6140车床的电气控制设计VIP

毕业设计(论文)CA6140 车床的电气控制设计学 院 机电工程学院年 级专 业 机械制造与自动化学 号学生姓名指导老师学号： 201201010101 毕 业 论 文题目： 基于 51 单片机设计的万用表 系部： 机电工程系 专业：机电一体化技术 姓名： 刘 凯 日期：2015 年 12 月 12 日 指导教师： 刘 凯 摘 要普通车床是车床中应用最广泛的一种，CA6140 普通车床是比较典型的普通车床。由于 CA6140普通车床的加工范围广，适于车削内外圆柱面，圆锥面以及旋转面，各种公制英制，模数和径节螺纹等，所以其结构复杂，而且自动化程度低，适用于单件小批生产。CA6140 普通车床主要由机械本体和电气控制系统等组成。电气控制系统是普通车床的重要组成部分吧，在机械设备中起着神经中枢的作用。通过它对电动机的控制，能驱动生产机械，实现各种运动状态，达到生产加工的目的。不同的生产机械设备，或者同类型的机床设备，由于各自的工作方式、工艺要求不同，其电气控制系统也不尽相同。本文利用所学知识，以 CA6140型卧式车床为例进行车床电气控制分析。关键词：CA6140；车床；电气控制 目 录第一章 CA6140 车床的 概述 .71.1、CA6240 车床的主要功能及特点 .71.2、CA6140 车床的型号意义及主要结构 .7第二章 CA6140 车床对电气控制的要求 .9第三章 CA6140 车床电气控制电路设计 .103.1、主电路设计 .103.2、控制电路设计 .113.2.1、主轴电动机 M1 的控制 .123.2.2、冷却泵电动机的控制 .123.2.3、快速移动电机的控制 .133.2.4、信号指示与照明电路 .133.3、电路的保护环节 .13第四章 控制电路中各元件的选择与技术数据 .154.1、电动机的选择 .154.2、控制变压器的选择 .154.3、熔断器的选择 .164.4、导线的选择 .164.5、电路中各元件数据 .17第五章 绘制综合电气控制原理图 .19结论 .21致谢 .21参考文献 .22第一章 CA6140车床的概述1.1、 CA6240 车床的主要功能及特点CA6140 车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、切断及割槽，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等加工。本机床的主要特点是：主轴孔径大(72mm)，变速范围广(11-1600 转/分)；主轴支承采用双列向心短柱滚子轴承与 60度接触角双向推力向心球轴承组合，动静刚度高，抗震型高。主传动齿轮全部采用淬火磨削；床身采用超音频淬火，导轨面硬度在 HRC45以上；精度保持性好。床头箱采用外循环润滑，有利于散热、降噪、防泄漏。操作系统简洁适用，指示明晰，定位准确，手感好。机床外形美观。床鞍和横向拖板可以快速进退。尾座可卸荷；尾座套筒直径大，刚性好。1.2、 CA6140 车床的型号意义及主要结构型号意义：如图1-1图1-1 CA6140车床型号意义CA6140车床主要由主轴箱、车身、刀架及溜板、尾座、溜板箱、进给箱、丝杠和光杠等部件组成（如图 1-2）。电动机的动力是由一台 7.6KW笼型异步电动机通过 V带传动，由主轴箱传到主轴，再由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转，变换主轴变速箱外手柄的位置，可以改变主轴的转速。进给运动也由主轴电动机拖动，主轴电动机传来的动力，经主轴箱，再由光杠或丝杠传至溜板箱，带动刀架作纵、横向进给运动。图 1-2 CA6140车床主要结构1-主轴箱；2-刀架；3-尾座；4-床身；5、9-床腿；6-光杠；7-丝杠；8-溜板箱；10-进给箱；11-挂轮第二章 CA6140 车床对电气控制的要求CA6140车床主要由主轴电动机、快速移动电机、冷却泵电机来实现各种运动方式，达到生产加工的目的。1.主轴电动机选用选用三相笼型异步电动机，不进行调速，为满足调速设计要求，采用机械变速。主轴要求正、反转，对于CA6140车床主轴的正反转由摩擦离合器来实现主轴正反转，电动机只作单向旋转。电动机容量不大，应采用直接启动。停车时为实现快速停车，一般采用机械或电气制动2.快速移动电动机采用点动控制，不需要正反转和调速，靠机械结构实现不同方向的快速移动。3.冷去泵电机与主拖动电动机有着联锁关系，即冷却泵电动机应在主轴电动机启动后方可选择启动与否；当主轴电动机停止时，冷却泵电动机便立即停止。冷却泵电机不需要正反转和调速4.电路中应具有必要的保护环节、安全可靠的照明电路和信号指示。第三章 CA6140车床电气控制电路设计3.1、主电路设计根据电气控制的要求，由接触器 KM1、KM2、KM3 分别控制电动机M1、M2、M3，具体电路图如图 3-1所示。图 3-1 主电路主电路中共有三台电动机，图中 M1为主轴电动机，用以实现主轴旋转和进给运动；M2 为冷却泵电动机；M3 为溜板快速移动电动机。M1、M2、M3 均为三相异步电动机，容量均小于 10kW，全部采用全压直接起动皆有交流接触器控制单向旋转。主轴电动机 MI 的运转和停止由接触器 KM1 的三个常开主触点的接通和断开来控制。电动机 M1 只需作正转，而主轴的正反转是由摩擦离合器改变传动链来实现的。电动机 M1的容量小于 10KM,所以采用直接启动。M2 为冷却泵电动机,进行车削加工时,刀具的温度高，需用冷却液来进行冷却。为此，车床备有一台冷却泵电动机拖动冷却泵，喷出冷却液，实现刀具的冷却。冷却泵电动机 M2 由接触器 KM2 的主触点控制。M3 为快速移动电动机，由接触器 KM3 的主触点控制。带钥匙的低压短路器 QS 是电源总开关。热继电器 FR1 和 FR2 分别作 M1 和 M2 的过载保护，快速移动电动机 M3 是短时工作的，所以不需要过载保护。M2、M3 的容量都很小，加装熔断器 FU1 作短路保护。3.2、控制电路设计控制电路的供电电压是 110V，通过控制变压器 TC 将 380V 的电压降为 110V 得到。控制变压器的一次侧由 FU1 作短路保护，二次侧由 FU2、FU3、FU4 分别作短路保护。如图 3-2 所示。图 3-2 控制电路3.2.1、主轴电动机 M1 的控制SB1 是红色的紧急停止按钮，SB2 是绿色的启动按钮。合上 QS，主轴电动机 M1准备起动，指示灯 HL亮，按下 SB2，KM 线圈得电，KM 自锁触头闭合、KM主触头闭合、KM 辅助常开触头闭合，主轴电动机 M1起动运转。按下 SB1，KM 线圈失电，KM1 触头复位，电动机 M1失电停转。3.2.2、冷却泵电动机的控制如果车削加工过程中，工艺需要使用却液时，合上开关 SA1，在主轴电动机M1运转情况下，KM1 线圈得电，其主触头闭合，冷却泵电动机启动运转。由电气原理图可知，只有当主轴电动机 M1启动后，冷却泵电动机 M2才有可能启动，当M1停止运行时，KM 常开触头断开,M2 也就自动停止。3.2.3、快速移动电机的控制快速移动电动机 M3 的启动是由安装在进给操纵手柄顶端的按钮 SB3 来控制，它与中间继电器 KM3 组成点动控制环节。将操纵手柄扳到所需要的方向，压下按钮 SB3，KM3 线圈得电，KM3 主触头闭合，快速移动电机 M3 启动，溜板就向指定方向快速移动。3.2.4、信号指示与照明电路控制变压器 TC的副边分别输出 2