CA6140车床的电气控制设计

授人以渔 能力为本 毕业设计 (论文 ) 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 20 年 月 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 I 页 授人以渔 能力为本 业论文 (设计 )诚信承诺书 题目 窗的电气控制设计 学生姓名 学号 专业 机械制造与自动化 班级 学生承诺 我承诺在毕业论文 (设计 )活动中，遵守学校有关规定，恪守学术规范，本人毕业论文 (设计 )内容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造 、篡改实验数据的情况，如果有违规行为和论文抄袭率达到 30%以上，我愿意承担一切责任，接受学校的处理。 学生 (签名 )： 年 月 日 查询毕业设计（论文）抄袭结果： % 指导教师承诺 我承诺在毕业论文 (设计 )活动中，遵守学校有关规定，恪守学术规范，经过本人核查，该生毕业论文 (设计 )内容除特别注明和引用外，均为本人观点，不 存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的现象。 指导教师 (签名 )： 年 月 日 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 授人以渔 能力为本 四川科技职业学院毕业设计（论文）评审表（指导教师用） 姓名 学号 题目 床的电气控制设计 评价项目 具体要求 权重 A B C D E 调查论证 能独立查阅文献和从事其他调研；能正确翻译外文资料；能提出并较好地论述课题的实施方案； 有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。 研究方案的设计能力 论文的整体思路清晰，结构完整、研究方案完整有序。 分析与解决问题的能力 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。 工作量及 工作态度 按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。 质量 综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；试验正确，分析处理科学；文 字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。 创新 工作中有创新意识；对前人工作有改进、突破或独特见解。 评定成绩（优、良、中、及格、不及格） 指导教师意见： 指导教师签名： 20 年 月 日 说明：在“ A、 B、 C、 D、 E”对应的栏目下划“” 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 授人以渔 能力为本 四川科技职业学院毕业设计 (论文 )任务书 学生姓名 学号 指导教师 学院名称 机电工程学院 专业名称 机械制造与自动化 论 文题目 床的电气控制设计 题目来源 实习实践（ ）理论研究（ ） 一、基本任务与要求 基本任务： 1）资料调研，确定写作方案 2）查阅、收集相关资料 3) 分析 床对电气控制的要求 4）分析 床的电气控制原理 5）分析电气控制电路中个元件的选择要求及技术参数 6）绘制综合电气原理图 7）完成毕业设计撰写、答辩 要求： 1）了解 床的主要结构及功能和型号意义 2）了解 床对对电气控制的要求 3）掌握分析电路图的正确方法 4）熟悉 床的电气系统组成及工作原理 5）掌握论文资料调研、写作方案的拟定、撰写方法 二、工 作内容及时间安排 1选题： 2013 年 12 月 2 日前 2开题报告： 2013 年 12 月 16 日前 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 授人以渔 能力为本 3收集资料及实施研究： 2013 年 12 月 30 日前 4完成初稿： 2013 年 3 月 3 日前 5完成修改稿： 2013 年 3 月 17 日前 6完成定稿： 2013 年 4 月 14 日前 7答辩： 2013 年 4 月 21 日前 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 V 页 授人以渔 能力为本 摘 要 普通车床是车床中应用最广泛的一种， 通车床是比较典型的普通车床。由于 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。 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 卧式车床为例进 行车床电气控制分析。 关键词： 床；电气控制 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 6 页 授人以渔 能力为本 目 录 第一章 床的概述 . 7 床的主要功能及特点 . 7 床的型号意义及主要结构 . 7 第二章 床对电气控制的要求 . 9 第三章 床电气控制电路设计 . 10 电路设计 . 10 制电路设计 . 11 轴电动机 控制 . 12 却泵电动机的控制 . 12 速移动电机的控制 . 13 号指示与照明电路 . 13 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 . 15 动机的选择 . 15 制变压器 的选择 . 15 断器的选择 . 16 线的选择 . 16 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 . 22 参考文献 . 23 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 7 页 授人以渔 能力为本 第一章 述 床的主要功能 及特点 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 (72，变速范围广 (11 /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 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。 床的型号意义及 主要 结构 型号意义：如图 1 1四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 8 页 授人以渔 能力为本 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。电动机的动力是由一台 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床主要结构 12345、 9 6781011四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 9 页 授人以渔 能力为本 第二章 床 对 电 气控制的要求 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。 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 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 需要正反转和调速，靠机械结构实现不同方向的快速移 动 。 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 要的保护环节、 安全可靠的照明电路和信号指示。 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 10 页 授人以渔 能力为本 第三章 计 主电路设计 根据电气控制的要求 ，由接触器 别控制电动机 体电路图如图 3示。 图 3主电路 主电路中共有三台电动机，图中 主轴电动机，用以实现主轴旋转和进给运动； 冷却泵电动机； 溜板 快速移动电 动机。 为三相异步电动机，容量均小 于 10部采用全压直接起动皆有交流接触器控制单向旋转。 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 11 页 授人以渔 能力为本 主轴电动机 运转和停止由接触器 三个常开主触点的接通和断开来控制 。 电动机 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 容量小于 10以采用直接启动。 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 接触器 主触点控制。 快速移动电动机 ， 由接触器 主触点控制。 带钥匙的低压短路器 电源总开关 。 热继电器 别作 过载保护 ， 快速移动电动机 短时工作的 ， 所以不需要过载保护 。 3 的容量都很小 ， 加装熔断器 短路 保护。 控制电路设计 控制电路的供电电压是 110V， 通过控制变压器 380V 的电压降为 110V 得到。控制变压器的一次侧由 短路保护 ， 二次侧由 别作短路保护。如图 3示。 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 12 页 授人以渔 能力为本 图 3控制电路 主轴电动机 控制 红色的紧急停止按钮 ， 绿色的启动按钮 。 合上 主轴电动机备起动，指示灯 ， 按下 圈得电 ， 锁触头闭合、 触头闭合、 助常开触头闭合 ， 主轴电动机 动运转 。 按下 圈失电 ， 头复位 ，电动机 电停转。 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 主轴电动机转情况下， 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 动后，冷却泵电动机 有可能启动，当止运行时， 开触头断开 ,就自动停止。 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 13 页 授人以渔 能力为本 快速移动电机的控制 快速移动电动机 启动是由安装在进给操纵手柄顶端的按钮 控制，它与中间继电器 成点动控制环节。将操纵手柄扳到所需要的方向，压下按钮 圈得 电 ， 触头闭合，快速移动电机 动，溜板就向指定方向快速移动。 信号指示与照明电路 控制变压器 副边分别输出 24V 和 6V 电压，作为机床低压照明灯和信号灯的电源。 机床的低压照明灯 ， 采用 短路保护，由开关 制 ； 信号灯的短路保护，合上电源开关 号灯 ，表明控制电路有电。 电路的保护环节 1、电路电源开关是带有开关锁 断路器 床接通电源时需用钥匙开关操作，再合上 加了安全性。需要送电时，先用开关钥匙插入 关锁中并右旋，使 圈断电，再扳动断路器 其合上，此时，机床电源送入主电路 380V 交流电压，并经控制变压器输出 110V 控制电路、 24V 安全照明电路、6V 信号灯电压。断电时，若将开关锁 旋，则触头 合， 圈通电，断路器 开，机床断电。若出现误操作， 在 再次自动跳闸。 2、打开机床控制配电箱 壁龛 门，自动切除机床电源的保护。在 配电箱壁龛门上装有安全行程开关 打开配电盘壁箱门时，安全开关的触头 合，将使断路器 圈通电，断路器 动跳闸，断开机床电源，以确保人身安全。 3、机床床头皮带罩处设有安全开关 打开皮带罩时，安全开关触头 1 4）断开，将接触器 圈电路切断，电动机将全部停止旋转，以确保了人身安全。 4、为满足打开机床配电箱壁龛门 进行带电检修的需要，可将 全开关传动杆拉出，使触头 2开，此时 圈断电， 关仍可合上。当检修完毕，关上壁 龛 门后，将 关传动杆复位， 护作用照常起作用。 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 14 页 授人以渔 能力为本 5、电动机 热继电器 现电动机长期过载保护；断路器现全电路的过流、欠电压保护及热保护；熔断器 现 各部分电路的短路保护。 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 15 页 授人以渔 能力为本 第四章 控制电路中各元件的选择与技术数据 电动机的选择 轴电动机： Y 系列电动机具有体积小、重量轻、运行可靠，结构坚固，外形美观等特点，起动性能好，具有效率高等特点，达到了节能效果。而且噪声低、寿命长、经久耐用。 Y 系列电动机适用于空气中不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场所 。 号电动机功率为 率为 50速为 1450 转 /分 ，效率为 87%，堵转转矩为 大转矩为 以此类型电动机能符合电路配置，并能有效完成工作。 却泵电动机： 床冷却泵是一种浸渍式的三相电泵，它由封闭式三相异步电动机与单极离心泵组合而成，具有安装简单方便 过负荷能力强 噪声低等优点，适合作为各种机床输送冷却液 、 润滑液的动力 。此电动机输出功率为 90W，扬程为 4 米，流量为 25 升 /分，出口管径为 1/2 吋，能有效配合 动机使用。 速移动电动机： 率为 250W，电压为 380V，频率为 50速为 1360 转 /分， E 级 控制变压器的选择 首先查看电源电压、实际用电载荷和地方条件，然后参照变压器铭牌标示 的技术数据逐一选 择，一般应从变压器容量、电压、电流及环境条件综合考虑，其中容量选择应根据用户用电设备的容量、性质和使用时间来确定所需的负荷量，以此来选择变压器容量。 在正常运行时，应使变压器承受的用电负荷为变压器额定容量的 75 90%左右。运行中如实测出变压器实际承受负荷小于 50%时，应更换小容量变压器，如大于变压器额定容量应立即更换大变压器。同时，在选择变压器根据线路电源决四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 16 页 授人以渔 能力为本 定变压器的初级线圈电压值，根据用电设备选择次级线圈的电压值，最好选为低压三相四线制供电。这样可同时提供动力用电和照明用电。对于电流的选择要注意负荷在电 动机起动时能满足电动机的要求 (因为电动机起动电流要比下沉运行时大 4 7 倍 )。 床控制变压器适用交流 50出额定电压不超过 220V，输入额定电压不超过 500V，可作为各行业的机械设备，一般电器的控制电源工作照明，信号灯的电源之用。此类控制变压器初级电压为 380V，次级电压分别为110V、 24V、 6V。 熔断器的选择 其类型根据使用环境、负载性质和各类熔断器的适用范围来进行选择。例如：用于照明电路或小的热负载，可选用 列瓷插式熔断器；在机床控制电路中，较多选用 列螺旋式熔断器 熔断器的额定电压必须大于或等于被保护电路的额定电压；熔断器的额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。 导线的选择 在安装电器配电设备中，经常遇到导线选择的问题，正确选择导线是项十分重要的工作，如果导线的截面积选小了，电器负载大易造成电器火灾的后果；如果导线的截面积选大了，造成成本高，材料浪费。 导线的载流量与导线截面有关，也与导线的材料、型号、敷设方法以及环境温度等有关， 根据以下数据，主电路选择 芯导线，控制电路 铜线安全载流量 (25 )： 1 平方毫米铜电源线的安全载流量 6A 方毫米铜电源线的安全载流量 14A 方毫米铜电源线的安全载流量 28A 4 平方毫米铜电源线的安全载流量 35A 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 17 页 授人以渔 能力为本 6 平方毫米铜电源线的安全载流量 48A 10 平方毫米铜电源线的安全载流量 65A 16 平方毫米铜电源线的安全载流量 91A 25 平方毫米铜电源线的安全载流量 120A 电路中各元件数据 各元器件的型号、规格及数量等 ， 如表 4示。 表 4床电气元件表 符号 元件名称 型号 规格 数量 作用 轴 电动机 450r/ 工件的旋转和刀具 的进给 却泵电 动机 0W 3000r/ 供给冷却液 速移动 电机 50W 1360r/ 刀架的快速移动 流接触 器 10V 10A 1 控制主轴电动机 流接触 器 10V 10A 1 控制冷却泵电动机 流接触 器 10V 10A 1 快速移动电 动机 压断路 器 80V 20A 1 电源总开关 钮 500V 5A 1 主轴停止 钮 500V 5A 1 主轴启动 钮 500V 5A 1 快速移动电动机 动 匙式电 源开关 1 开关锁 换开关 10A,三级 1 控制冷却泵电动机 换开关 10A,三级 1 控制照明灯 程开关 1 打开皮带罩时被压 下 程开关 1 电气箱打开时闭合 继电器 0 载保护 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 18 页 授人以渔 能力为本 继电器 载保护 压器 80/110/24/6 1 控制与照明用变压 器 断器 0A 1 全电路的短路保护 断器 A 1 短路保护 断器 A 1 控制回路的短路保 护 断器 A 1 指示灯回路短路保 护 断器 A 1 照明回路的短路保 护 明灯 口 40W 36V 1 机床局部照明 示灯 色 ,配 泡 1 电源指示灯 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 19 页 授人以渔 能力为本 第五章 绘制综合电气控制原理图 依据国家电气制图规范 ， 按 照 设计要求 ， 绘制详细的 床 电气控制原理图 ， 如图 5示。 图 5床 电气控制原理图 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 20 页 授人以渔 能力为本 电路图 说明如下 ： 表 5接触器触头在电路图 中位置的标记 栏目 左栏 中栏 右栏 触头类型 主触头所处的图区号 辅助常开触头所处 的图区号 辅助常闭触头所处 的图区号 举例 8 X 2 10 X 2 表示 3 对主触头均在图区 2 表示一对辅助常开触头在图区 8，另一对常开触头在图区 10 表示 2 对辅助常闭触头未用 表 5继电器触头在电路图中位置的标记 栏目 左栏 右栏 触头类型 常开触头所处的图区号 常闭触头所处的图区号 举例 3 3 表示 3 对常开触头均在图区 3 表示常闭触头未用 四川科技职业学院 毕业设计 (论文 ) 第 21 页 授人以渔 能力为本 结论 毕业设计（论文）的撰写可以反映出一个大学生在这大学三年里对所学知识的掌握情况，以及运用所学知识的情况，也是对着三年来所学知识的一次全面考核。 本次毕业设计通过对 床的电气控制进行分析 ，再一次巩固了大学所学的知识。在对整个电路分析过程中采取化整为零的方法，将整个电路分成 若干部分，然后再针对每个部分中每一条线路，每一个元件进行分析。 培养了我综合运用所学的基础理论课，技术基础课，专业课的知识和实践技能去分析和解决实际操作中的一般工程技术问题的能力，使 我建立了正确的设计思路，学