基于电气控制系统结构及分析毕业论文.doc

论文基于电气控制系统结构及分析毕业论文目 录摘 要I1 绪 论11.1 电气控制系统简介及发展概况11.1.1 电气控制系统简介11.1.2 电气控制系统的发展方向11.2 题目研究的内容、目的及意义31.2.1 题目研究的内容31.2.2 题目研究的目的、意义32 电气控制系统42.1 普通机床电气控制42.1.1 车床的主要结构及运动形式42.1.2 卧式车床的工作特性52.2 电气线路分析62.2.1 电气原理图阅读分析的方法与步骤62.2.2 主电路分析82.2.3 控制电路分析82.2.4 照明和信号电路的分析93 电气控制元件103.1 常用电气图形符号和文字符号103.2 电气控制元件153.2.1 热继电器153.2.2 熔断器193.2.3 交流接触器234 电气控制系统的安装及故障264.1 电气线路安装步骤264.2 车床常见的电气故障的排除274.2.1 主轴电动机不能启动274.2.2 主轴电动机启动后不能自锁274.2.3 主轴电动机不能停止274.2.4 电源总开关合不上274.2.5 指示灯亮但各电动机均不能启动274.2.6 行程开关SQ1、SQ2故障274.2.7 带钥匙开关SA2的断路器QF 故障275 电气控制系统的设计295.1 电气控制设计的原则、内容和程序295.1.1 电气控制设计的一般原则295.1.2 电气控制设计的基本内容295.1.3 电气控制设计的一般程序305.2 电力拖动方案的确定和电动机的选择305.2.1 电力拖动方案的确定305.2.2 拖动电动机的选择305.3 电气原理图设计的步骤与方法325.3.1 电气控制原理图设计的基本步骤325.3.2 拖动电动机的选择325.4 电气控制工艺设计39参考文献40致 谢41附 录141附 录241论文第1章 绪 论1.1 电气控制系统简介及发展概况在经济生活高速发展的今天，随着科学技术水平的突飞猛进，对生产工艺的要求也越来越高，这就对电气控制的要求也越来越高，控制方法也从原来的手动发展到自动控制，而普通机床电气控制系统就是在这种必然的结果下诞生的，它一经出现就成为了普通机床不可或缺的一部分。电气控制技术也为机械制造提供了有利的条件，它使工作从笨重到轻便，提高了生产效率，更好的应用在各个领域。1.1.1 电气控制系统简介电气控制系统是由电动机和若干电气元件按照一定要求连接组成，使之完成一系列特定动作的控制系统。它有效的提高了工作效率、生产精度降低了生产成本。1.1.2 电气控制系统的发展方向电气控制系统技术的发展伴随着社会生产规模的扩大、生产水平不断提高而不断发展的。同时它也随着各种元器件的不断更新而取得更大的突破。其中计算机控制技术、大规模集成电路、及现代控制理论的发展，更是推动了机床电气控制技术的发展。同时它又反过来促进社会生产力的进一步提高。主要表现为：再控制方法上，从手动操纵发展到自动控制；从单机到群控。在实际操作上，从笨重到轻便。机床的电气控制系统飞速发展，它主要经历了一下四个阶段。(1)继电器接触器控制系统(2)断续控制方式、连续控制方式及自动控制系统(3)可编程控制器(PLC)(4)计算机数字控制系统1.2 题目研究的内容、目的及意义1.2.1 题目研究的内容题目研究的主要内容： 分析普通车床电气控制系统，对CA6140型车床的电气控制系统进行分析。各种电气控制元件的作用，包括电动机，热继电器，熔断器，低压短路器等电气控制元件的作用。电气控制系统故障的维修，主要是电气控制系统的常见故障。1.2.2 题目研究的目的、意义题目是研究普通车床电气控制系统的电路图分析及其工作原理以及它对普通车床的重要性。在普通机床中电气控制系统是机床中的一个重要组成部分，电气控制系统中各种电器元件的配合会直接影响到生产出工件的质量。由于所用工件原料及制造工艺的不同，即使在条件相同的情况下，同一种操作方法在不同的原料上也会产生不同的效果。且当前的机械制造业中普通车床仍占有较大的比例。因此，了解和认识普通车床电气控制系统具有十分重要的意义。第2章 电气控制系统2.1 普通机床电气控制论文以普通车床为例。车床是机械加工中使用最为广泛的机床，约占机床总数的2035%3，在各种车床中，用得最多的又是普通车床。普通车床的万能性大，适用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面，如车削内外圆柱面、圆锥面、端面及加工各种常用公、英制螺纹，还可以钻孔、扩孔、铰孔、滚花等。2.1.1 车床的主要结构及运动形式图2-1 普通车床结构示意图普通车床主要由床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杠和光杠等部件组成。图1-1是CA6140型普通车床的主要结构示意图。主轴变速箱的功能是支承主轴和传动其旋转，包含有主轴及其轴承、传动机构、起停及换向装置、制动装置、操纵机构及华润装置。CA6140型普通车床的主传动链可使主轴获得24级正转转速(101400r/min)和12级反转转速(141580r/min)。进给箱的功用是变换被加工螺纹的种类和导程，以及获得所需的各种进给量。它通常由变换螺纹导程和进给量的变速机构、变换螺纹种类的移动机构、丝杠和光杠转换机构以及操纵机构等组成。溜板箱的功用是将丝杠或光杠传来的旋转运动转变为直线运动并带动刀架进给，控制刀架运动的接通、断开和换向等。刀架则是安装车刀并带动其作纵向、横向和斜向进给运动。车床有两个主要运动，一是卡盘或顶尖带动工件的旋转运动；另一是溜板带动刀架的直线移动，前者称为主运动，后者称为进给运动。中小型普通车床的主运动和进给运动一般是采用一台异步电动机驱动。车床的主运动是工件的旋转运动，它是由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转。电动机的动力通过主轴箱传给主轴，主轴一般只要单方向的旋转运动，只有在车螺纹时才需要用反转来退刀。CA6140用操纵手柄通过摩擦离合器来改变主轴的旋转方向。车削加工要求主轴能在很大的范围内调速，普通车床调速范围一般大于70。主轴的变速是靠主轴变速箱的齿轮等机械有级调速来实现的，变换主轴箱外的手柄位置，可以改变主轴的转速。进给运动是溜板带动刀具作纵向或横向的直线移动，也就是使切削能连续进行下去的运动。所谓纵向运动是指相对于操作者的左右运动，横向运动是指相对于操作者的前后运动。车螺纹时要求主轴的旋转速度和进给的移动距离之间保持一定的比例，所以主运动和进给运动要由同一台电动机拖动，主轴箱和车床的溜板箱之间通过齿轮传动来联接，刀架再由溜板箱带动，沿着床身导轨作直线走刀运动。车床的辅助运动包括刀架的快进与快退，尾架的移动与工件的夹紧与松开等。为了提高工作效率，车床刀架的快速移动由一台单独的进给电动机拖动。2.1.2 卧式车床的工作特性卧式车床的工作特性与电力拖动控制要求如下。(1)通常车削加工近似于恒功率负载，同时考虑经济性、工作可靠性等因素，主拖动电动机选用笼型异步电动机。(2)为了满足车削加工调速范围大的要求，车床主轴主要采用机械变速方法，但在较大型车床上也采用电动机变极调速的方法，进行速度分挡。(3)车削螺纹时，要求主轴能正、反向旋转，对小型车床采用控制电动机正、反转来实现，这样可大大简化机械机械结构。对于较大型的车床，直接控制电动机正、反转时，为了避免对电网的冲击，同时便于平滑过渡加工过程，很多都采用了机械传动方法来实现主轴正、反转，如采用摩擦离合器、多片式电磁离合器等。(4)车削螺纹时，刀架移动与主轴旋转运动之间必须保持正确的比例关系，故主运动和进给运动只由一台电动机拖动，它们之间通过一系列齿轮来实现配合。(5)主电动机的启动与停止。当主电动机功率小于5KW且电网容量满足要求的情况下，可控制电动机直接启动，否则应采用降压启动的控制方法。(6)较大型车床溜板是由一台可以正、反向旋转的电动机单独拖动的。这样可以有效减轻工人的劳动强度，提高机械加工的效率。(7)车削加工中，为了为防止刀具和工件的温度过高，延长刀具使用寿命，提高加工质量，车床都附有一台冷却泵电动机，只需但方向旋转，且只在主轴电动机启动加工时，方可选择启动与否，主轴电动机停止时它也应停止。当加工铸件或高速切削钢件时，不能采用冷却液，以保护机床与刀具，因此，冷却泵驱动电动机还应设有单独操作的控制开关。(8)必要的保护环节、连锁环节、照明和信号电路4。2.2 电气线路分析2.2.1 电气原理图阅读分析的方法与步骤1分析主电路 2分析控制电路 3分析辅助电路 4总体检查图1-2是CA6140普通车床电气控制系统原理图，所用电气元件见表1-1。CA6140车床是普通精度级车床，它的加工范围较广，但自动化程度低，适用与小批量生产及修配车间使用5。CA6140普通车床主轴正反转由操作手柄通过双向多片摩擦离合器控制，摩擦离合器还可起到过载保护作用。主轴的快速制动由机械制动实现。为了使刀具快速地接近或退离加工部位，有一快速移动电动机由操作按钮控制。图2-2 CA6140型普通车床的电气控制电路图符号元件名称型号规格件数作用M1主轴电动机Y132M-4-B37.5KW1450r/min1工件的旋转和刀具的进给M2冷却泵电动机AOB-2590W3000 r/min1供给冷却液M3快速移动电动机AOS56340.25KW1360r/min1刀架的快速移动KM1交流接触器CJ0-10A127V10A1控制主轴电动机M1KM2交流接触器CJ0-10A127V10A1控制冷却泵电动机M2KM3交流接触器CJ0-10A127V10A1快速移动电动机M3QF低压断路器DZ5-20380V20A1电源总开关SB1按钮LA2型500V5A1主轴启动SB2按钮LA2型500V5A1主轴停止SB3按钮LA2型500V5A1快速移动电动机M3点动SB4按钮HZ2-10/310A，三极1照明灯开关SA1转换开关HZ2-10/310A，三极1控制冷却泵电动机SA2钥匙式电源开关1开关锁SQ1行程开关LX3-11K1打开皮带罩时被压下SQ2行程开关LX5-11K1电气箱打开时闭合FR1热继电器JR16-20/3D15.4A1M1过载保护FR2热继电器JR2-10.32A1M2过载保护TC变压器BK-200380/127、36、6.3V1控制与照明用变压器FU熔断器RL140A1全电路的短路保护FU1熔断器RL11A1M2的短路保护FU2熔断器RL14A1M3的短路保护FU3熔断器RL11A1TC一次侧的短路保护FU4熔断器RL11A1信号回路的短路保护FU5熔断器RL12A1照明回路的短路保护FU6熔断器RL11A1控制回路的短路保护EL照明灯K-1，螺口40W36V1机床局部照明HL指示灯DX1-0白色，配6V0.15A灯泡1电源指示灯表2-12.2.2 主电路分析在主电路中，M1为主轴电动机，拖动主轴的旋转并通过传动机构实现车刀的进给。主轴电动机M1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10KW，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。M2、M3的容量都很小，分别加装熔断器FU1和FU2作短路保护。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。带钥匙的低压短路器QF是电源总开关。2.2.3 控制电路分析控制电路的供电电压是127V，通过控制变压器TC将380V的电压降为127V得到。控制变压器的一次侧由FU3作短路保护，二次侧由FU6作短路保护。（1）电源开关的控制电源开关是带有开关锁SA2的低压断路器QF，当要合上电源开关时，首先用开关钥匙将开关锁SA2右旋，再扳动断路器QF将其合上。若用开关钥匙将开关锁SA2左旋，其触点SA2（1-11）闭合，QF线圈通电，断路器QF将自动跳开。若出现误操作，又将QF合上，QF将在0.1s内再次自动跳闸。由于机床的电源开关采用了钥匙开关，接通电源时要先用钥匙打开开关锁，再合断路器，增加了安全性，同时在机床控制配电盘的壁龛门上装有安全行程开关SQ2，当打开配电盘壁龛门时，行程开关的触点SQ2（1-11）闭合，QF的线圈通电，QF自动跳闸，切除机床的电源，以确保人身安全。（2）主轴电动机M1的控制SB2是红色蘑菇型的停止按钮，SB1是绿色的启动按钮。按一下启动按钮SB1，KM1线圈通电吸合并自锁，KM1的主触点闭合，主轴电动机M1启动运转。按一下SB2，接触器KM1断电释放，其主触点和自锁触点都断开，电动机M1断电停止运行。（3）冷却泵电动机的控制当主轴电动机启动后，KM1的常开触点KM1（8-9）闭合，这时若旋转转换开关SA1使其闭合，则KM2线圈通电，其主触点闭合，冷却泵电动机M2启动，提供冷却液。当主轴电动机M1停车时，KM1（8-9）断开，冷却泵电动机M2随即停止。M1和M2之间存在联锁关系。（4）快速移动电动机M3的控制快速移动电动机M3是由接触器KM3进行的点动控制。按下按钮SB3，接触器KM3线圈通电，其主触点闭合，电动机M3启动，拖动刀架快速移动；松开SB3，M3停止。快速移动的方向通过装在溜板箱上的十字手柄扳到所需要的方向来控制。（5）SQ1是机床床头的挂轮架皮带罩处的安全开关。当装好皮带罩时，SQ1（1-2）闭合，控制电路才有电，电动机M1、M2、M3才能启动。当打开机床床头的皮带罩时，SQ1（1-2）断开，使接触器KM1，KM2、KM3断电释放，电动机全部停止转动，以确保人身安全。2.2.4 照明和信号电路的分析照明电路采用36V安全交流电压，信号回路采用6.3V的交流电压，均由控制变压器二次侧提供。FU5是照明电路的短路保护，照明灯EL的一端必须保护接地。FU4为指示灯的短路保护，合上电源开关QF，指示灯HL亮，表明控制电路有电。 45哈尔滨应用职业技术学院毕业设计（论文）第3章 电气控制元件3.1 常用电气图形符号和文字符号在绘制电气线路图时，电气元件的图形符号和文字符号必须符合国家标准的规定，不能采用旧符号和任何非标准符号。本书所用形符号符合GB4728电气图用图形符号的规定，一些常用电气图所用的图形符号如表3-2所示。本论文所用文字符号符合GB715987电气技术中的文字符号制订通则的规定，一些常用电工设备文字符号如表3-2和3-3所示6。表3-1常用电气图形符号续表1续表2表3-2常用电气文字符号表3-3常用辅助文字符号(GB715987)3.2 电气控制元件电气控制元件是电气控制电路的主要组成部分，电气元件的连接组成了电气控制系统。主要包括热继电器，熔断器，低压断路器等。3.2.1 热继电器继电器是一种根据某种物理量的变化，使其自身的执行机构动作的电器。它既可以用来改变控制线路的工作状态，按照预先设计的控制程序完成预定的控制任务；也可以根据电路状态、参数的改变对电路实现某种保护。继电器一般由3个基本部分组成：检测机构、中间机构和执行机构。检测机构的作用是接受外界输入信号并将信号传递给中间机构；中间机构对信号的变化进行判断、物理量转换、放大等；当输入信号变化到一定值时，执行机构(一般是触头)动作，从而使其所控制的电路状态发生变化，接通或断开某部分电路，达到控制或保护的目的。继电器种类很多，按输入信号可分为：电压继电器、电流继电器、功率继电器、速度继电器、压力继电器、温度继电器等；按工作原理可分为：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、电子式继电器、热继电器等；按用途可分为控制与保护继电器；按输出形式可分为有触电和无触点继电器。继电器的特性为跳跃式的回环特性，如图3-1所示。图3-1 继电器的输入输出特性本论文仅介绍热继电器。电动机在实际运行中，常常遇到过载的情况。若过载电流不太大且过载的时间较短，电动机绕组不超过允许温升，这种过载是允许的。但若过载时间长，过载电流大，电动机绕组的温升就会超过允许值，使电动机绕组绝缘老化，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会使电动机绕组烧毁。所以，这种过载是电动机不能承受的。热继电器就是利用电流的保护电器。热继电器可以根据过载电流的大小自动调整动作时间，具有反时限保护特性，即过载电流大，动作时间短；过载电流小，动作时间长；当电动机的工作电流为额定电流时，热继电器应长期不动作。3.2.1.1 热继电器的结构及工作原理热继电器主要由热元件、双金属片和触头3部分组成。双金属片是热继电器的感测元件，由两种线膨胀系数不同的金属片用机械碾压而成。线膨胀系数大的称为主动层，小的称为被动层。在加热以前，两金属片长度基本一致。当串在电动机定子电路中的热元件有电流听过时，热元件产生的热量使两金属片伸长。由于线膨胀系数不同，且因它们紧密结合在一起。所以，双金属片就会发生弯曲。电动机正常运行时，双金属片的弯曲程度不足以使热继电器动作，当电动机过载时，热元件中电流增大，加上时间效应，所以双金属片接受的热量就会大大增加，从而使弯曲程度加大，最终使双金属片推动导板使热继电器的触头动作，切断电动机的控制电路。其结构原理图如图3-2所示。图3-23.2.1.2 热继电器的型号及选用我国目前生产的热继电器主要有JR0、JR5、JR10、JR14、JR15、JR16等系列。按热元件数量分为两相结构和三相结构。三相结构中有三相带断相保护和不带断保护装置两种JR16系列热继电器的结构示意图如图3-2所示。图3-3 JR16系列热继电器结构示意图图3-3为带有差动式断相保护装置的热继电器动作原理示意图。图中(a)为通电前的位置；(b)是三相均通过额定电流时的情况。此时3个双金属片受热相同，同时向左弯曲，内、外导板一起平行左移一段距离，但移动距离尚小，未能使常闭触头断开，电路继续保持通电状态；(c)为三相均匀过载的情况，此时三相双金属片都因过热向左弯图3-4 差动式断相保护装置动作原理图曲，推动内、外导板向左移动较大距离。经补偿双金属片和推杆，并借助片簧和弓簧使常闭触头断开，从而达到切断控制回路保护电动机的目的；(d)为电动机发生一相断线故障(图中是右边的一相)的情况，此时该相双金属片逐渐冷却，向右移动，带动内导板右移，而其余两相双金属片因继续通电受热而左移，并使外导板仍旧左移，这样内、外导板产生差动，通过杠杆的发达作用，使常闭触点断开，从而切断控制回路。选择热继电器的原则为：根据电动机的额定电流确定热继电器的型号及热元件的额定电流等级。对于星形接法的电动机及电源对称性较好的场合，可选用两相结构的热继电器；对于三角形接法的电动机或电源对称性不好的场合，可选用三相结构或三相结构带断相保护的热继电器。热继电器热元件的额定电流原则上按被控制电动机的额定电流选取，即热元件额定电流应接近或略大于电动机的额定电流。热继电器的图形符号和文字符号如图3-5所示。在表3-4中列出JR16系列热继电器热元件规格。图3-5 热继电器的图形及文字符号表3-4 JR16系列热继电器热元件规格3.2.2 熔断器熔断器是一种结构简单、使用方便、价格低廉而有效的保护电器。使用时串接于被保护电路中。当电路发生严重过载或短路时，熔断器的熔体熔断而切断电路、达到保护的目的。3.2.2.1 熔断器的结构与工作原理熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管或熔座两部分组成。熔体由熔点较低的材料如铅、锌、锡及锡铅合金作成丝状或片状。熔管是熔体的保护外壳，由陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维制成，在熔断时兼起灭弧作用。熔断器熔体中的电流为熔体的额定电流时，熔体长期不熔断；当电路发生严重过载时，熔体在比较短时间内熔断：当电路发生短路时，熔体能在瞬间熔断。熔体的这个特性称为反时限保护特性，即电流为额定时长期不熔断，过载电流或短路电流越大，熔断时间越短。电流与熔断时间的关系曲线称为安秒特性，如图3-6所示。由于熔断图3-6 熔断器的安秒特性器对过载反应不灵敏，不宜用于过载保护，主要用于短路保护。表3-5示出某种熔体安秒特性数值关系。表3-5 常用熔体安秒特性3.2.2.2 常用熔断器(1)RC1A系列瓷插式熔断器它是由瓷盖、瓷座、触头和熔丝4部分组成。如图3-7所示。这类产品主要用作低压分支电路的短路保护。(2)RL1系列螺旋式熔断器该系列产品主要由瓷帽、熔管、瓷套、上下接线端及瓷座组成，如图3-8所示。多用与机床线路中作短路保护。图3-7 RC1A系列瓷插式熔断器 图3-8 螺旋式熔断器(3)RM10无填料封闭管式熔断器该系列熔断器由熔管、熔体和插座等部分组成。在低压电力网络、配电设备中作短路保护，也可兼顾过载保护。(4)RT0系列有填料封闭管式熔断器RT0系列熔断器装有填充料(石英砂)，是一种灭弧能力强、分断能力高的熔断器。用于具有较大短路电流的电力输配电网络中。常用熔断器技术参数见表3-6表3-6 常用低压熔断器技术数据3.2.2.3 熔断器的选择1.类型选择选择熔断器的类型时，主要根据线路要求、使用场合、安装条件、负载要求的保护特性和短路电流的大小等来进行。2.额定电压的选择额定电压应大于或等与线路的工作电压。3.熔体额定电流的选择（1）对于电炉、照明等电阻性负载的短路保护，应使熔体的额定电流等于或大于电路的工作电流即（2）保护一台电动机时，考虑到起动电流的影响，可按下式选择， 式中电动机额定电流。（3）保护多台电动机时，可按下式计算：式中容量最大的一台电动机的额定电流。其余电动机额定电流之和。4.熔断器额定电流的选择熔断器的额定电流必须大雨或等于所装熔体的额定电流。3.2.2.4 熔断器的图形符号与文字图形符号与文字符号如图3-9所示。 图3-9 熔断器的图形和文字符号3.2.3 交流接触器交流接触器用于控制电压至380V、电流至600A的50Hz交流电路。铁心为双E型、由硅钢片叠成。在静铁心端面上嵌入短路环。对CJ0、CJ10系列交流接触器，大都采用衔铁作直线运动的双E直动式电磁机构。而CJ12、CJ12B系列交流接触器，采用衔铁轴转动的拍合式电磁机构。线圈做成短而粗的形状，线圈与铁心之间留有空隙以增加铁心的散热效果。接触器的触头用于分断或接通电路。交流接触器一般有3对主触头，2对辅助触头。主触头用于接通或分断主电路，辅助触头用在控制电路中，具有常闭常开各2对。主触头和辅助触头一般采用双断点的桥式触头，电路的接通和分断由两个触头共同完成。由于这种双断点的桥式触头具有电动力吹弧的作用，所以10A以下的交流接触器一般无灭弧装置，而10A以上的交流接触器则采用栅片灭弧罩灭弧。图3-10为交流接触器结构示意图。图3-10 CJ0-20型交流接触器结构示意图3.2.3.1 工作原理交流接触器工作时，一般当施加在线圈上的交流电压大于线圈额定电压值的85%时，接触器能够可靠地吸合。其原理为：在线圈上施加交流电压后在铁心中产生磁通，该磁通对衔铁产生克服复位弹簧拉力的电磁吸力，使衔铁带动触头动作。触头动作时，常闭先断开，常开后闭合。主触头和辅助触头是同时动作的。当线圈中的电压值降到某一数值时（无论是正常控制还是失压、欠压故障），铁心中的磁通下降，吸力减小到不足以克服复位弹簧的反力时，衔铁就在复位弹簧的反力作用下复位，使主触头和辅助触头的常开触头断开，常闭触头恢复闭合。这个功能正是接触器的失压保护功能。所谓触头的常开（闭）就是线圈中不通电时触头的状态，换句话说，常开（闭）触头就是线圈不带电时断开（闭合）的触头。3.2.3.2 常用交流接触器常用的交流接触器有CJ10系列，可取代CJ0、CJ8等老产品，CJ12、CJ12B系列可取代CJ1、CJ2、CJ3等老产品，其中CJ10是统一车技产品。表3-7为CJ10系列交流接触器的技术数据7。表3-7 CJ10系列交流接触器技术数据第4章 电气控制系统的安装及故障4.1 电气线路安装步骤1CA6140普通车床的主要的电气设备表2-1列出了CA6140普通车床的主要的电气设备。2CA6140普通车床电气线路的安装步骤（1）按电气元件明细表配齐电气设备和电气元件，并逐个对其校验。（2）分别将热继电器FR1、FR2的整定电流整定到15.4A和0.32A。（3）根据电动机的功率选配主电路的联接导线。（4）根据具体情况按照安装规程设计电源开关和电气控制箱的安装尺寸及电线管的走向。（5）根据电气控制图给各元件和联接导线作好编号标志，给接线板编号。（6）安装控制箱，接线经检查无误后，通入三相电源对其校验。（7）将联接导线穿管后，找出各线端并作标记，明敷安装电线管。引入车床的导线用软管加以保护。（8）安装按钮、行程开关、转换开关和照明灯、指示灯。（9）安装电动机并接线。（10）安装接地线。（11）测试绝缘电阻。（12）清理安装场地。（13）全面检查接线和安装质量。（14）通电试车并观察电动机的转向是否符合要求。（15）安装传动装置，试车并全面检查各电气元件、线路、电动机及传动装置的工作情况是否正常，否则应立即切断电源进行检查，待调整或修复后方能再次通电试车。3注意事项（1）不要漏接接地线，不能用金属软管作为接地的通道。（2）在控制箱外部进行布线时，导线必须穿在导线通道内或敷设在机床底座内的导线通道里。所有导线不得有接头。（3）在导线通道内敷设导线进行接线时，必须作到查出一根导线，套一根线号。（4）在进行快速进给时，注意将运动部件处于行程的中间位置，以防止运动部件与车头或尾架相撞。4.2 车床常见的电气故障的排除4.2.1 主轴电动机不能启动发生主轴电动机不能启动的故障时，首先检查故障是发生在主电路还是控制电路，若按下启动按钮，接触器KM1不吸合，此故障则发生在控制电路，主要应检查FU6是否熔断，过载保护FR1是否动作，接触器KM1的线圈接线端子是否松脱，按钮SB1、SB2的触点接触是否良好。若故障发生在主电路，应检查车间配电箱及主电路开关的熔断器的熔丝是否熔断，导线联接处是否有松脱现象，KM1主触点的接触是否良好。4.2.2 主轴电动机启动后不能自锁当按下启动按钮后，主轴电动机能启动运转，但松开启动按钮后，主轴电动机也随之停止。造成这种故障的原因是接触器KM1的自锁触点的联接导线松脱或接触不良。4.2.3 主轴电动机不能停止造成这种故障的原因多数为KM1的主触点发生熔焊或停止按钮击穿所致。4.2.4 电源总开关合不上电源总开关合不上的原因有两个，一是电气箱子盖没有盖好，以致SQ2（1-11）行程开关被压下；二是钥匙电源开关SA2没有右旋到SA2断开的位置。4.2.5 指示灯亮但各电动机均不能启动造成这种故障的主要原因是FU6的熔体断开，或挂轮架的皮带罩没有罩好，行程开关SQ1（1-2）断开。4.2.6 行程开关SQ1、SQ2故障CA6140车床在使用前首先应调整SQ1、SQ2的位置，使其动作正确，才能起到安全保护的作用。但是由于长期使用，可能出现开关松动移位，致使打开床头挂轮架的皮带罩时SQ1（1-2）触头断不开或打开配电盘的壁龛门时SQ2（1-11）不闭合，因而失去人身安全保护的作用。4.2.7 带钥匙开关SA2的断路器QF 故障带钥匙开关SA2的断路器QF的主要故障是开关锁SA2失灵，以致失去保护作用，因此在使用时应检验将开关锁SA2左旋时断路器QF能否自动跳闸，跳开后若又将QF合上，经过0.1s断路器能否自动跳开8。第5章 电气控制系统的设计5.1 电气控制设计的原则、内容和程序5.1.1 电气控制设计的一般原则1）最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求，这些生产工艺要求是电气控制设计的依据。2）在满足控制要求前提下，设计方案力求简单、经济、合理，不要盲目追求自动化和高指标。 3）正确、合理地选用电器元件，确保控制系统安全可靠地工作。4）为适应生产的发展和工艺的改进，在选择控制设备时，设备能力留有适当裕量。5.1.2 电气控制设计的基本内容电气控制系统设计的基本内容是根据控制要求，设计和编制出电气设备制造和使用维修中必备的图样和资料等。包括电气原理图设计和电气工艺设计两部分。 5.1.2.1 电气原理图设计内容1）拟定电气设计任务书2）选择电气拖动方案和控制方式 3）确定电动机类型、型号、容量、转速4）设计电气控制原理框图、确定各部分之间的关系5）设计并绘制电气控制原理图，计算主要技术参数6）选择电器元件，制定元器件清单7）编写设计说明书5.1.2.2 电气工艺设计内容1）根据设计出的电气原理图及选定的电气元件,设计电气设备的总体配置,绘制电气控制系统的总装配图及总接线图。2）按照原理框图或划分的组件，对总原理图进行编号，绘制各组件原理电路图，列出各部件的元件目录表，并根据总图编号列出各组件的进出线号 。3）根据组件原理电路图及选定的元件目录表，设计组件电器装配图（电器元件布置与安装图）、接线图、图中应反映出各电器元件的安装方式和接线方式。 4）根据组件装配要求，绘制电器安装板和非标准的电器安装零件图样。5）设计电气箱，根据组件尺寸及安装要求确定电气柜结构与外形尺寸，设置安装支架，标明安装方式，各组件的连接方式，通风散热方式及开门方式等 。6）汇总总原理图、总装配图及各组件原理图等资料，列出外构件清单，标准件清单，主要材料消耗定额等 。7）编写使用维护说明书。 5.1.3 电气控制设计的一般程序1 拟定设计任务书 2 选择拖动方案 3 选择电动机4 选择控制方式 5 设计电气控制原理图 6 设计电气设备制造、安装、调试所必需的各种施工图 7 编写设计说明书 5.2 电力拖动方案的确定和电动机的选择5.2.1 电力拖动方案的确定（1）拖动方式的选择（2）调速方案的选择（3）电动机调速性质应与负载特性相适应5.2.2 拖动电动机的选择5.2.2.1 电动机选择的基本原则 1）电动机的机械特性应满足生产机械提出的要求，要与负载的负载特性相适应。保证运行稳定且具有良好的起动、制动性能。2）工作过程中电动机容量能得到充分利用，使其温升尽可能达到或接近额定温升值。3）电动机结构型式满足机械设计提出的安装要求，并能适应周围环境工作条件。4）在满足设计要求前提下，应优先采用结构简单、价格便宜、使用维护方便的三相笼型异步电动机。5.2.2.1 电动机容量的选择1分析计算法 根据生产机械负载图预选一台电动机，再用该电动机的技术数据和生产机械负载图求出电动机的负载图。最后按电动机的负载图从发热的方面进行校验，并检查电动机的过载能力与起动转矩是否满足要求，如若不合格，另选一台电动机重新计算，直到合格为止。2统计类比法 将各国同类型、先进的电动机容量进行统计和分析，从中找出电动机容量与机床主要参数间的关系，再根据国情得出相应的计算公式来确定电动机容量的一种实用方法。（1）车床式中： P电动机容量，单位为KW； D工件最大直径，单位为m。（2）立式车床式中 ： P电动机容量，单位为KW； D工件最大直径，单位为m（3）摇臂钻床式中：D最大钻孔直径，单位为mm。（4）卧式镗床式中：D镗杆直径，单位为mm。（5）外圆磨床式中： B砂轮宽度，单位为mm。 K砂轮主轴用滚动轴承时，K=0.81.1, 砂轮主轴用滑动轴承时，K=1.01.3。（6）龙门铣床式中：B工作台宽度，单位为mm9。5.3 电气原理图设计的步骤与方法 5.3.1 电气控制原理图设计的基本步骤 1）设计系统原理框图 2）设计出原理框图中各个部分的具体电路 3）绘制系统总原理图 4）选择电气原理图中每一电器元件，编制出元器件目录清单 5.3.2 拖动电动机的选择5.3.2.1 分析设计法1、设计各控制单元环节中拖动电动机的起动、正反向运转、制动、调速、停车等的主电路或执行元件的电路。2、设计满足各电动机的运转功能和工作状态相对应的控制电路，以及满足执行元件实现规定动作相适应的指令信号的控制电路。3、连接各单元环节构成满足整机生产工艺要求，实现加工过程自动或半自动和调整的控制电路。4、设计保护、联锁、检测、信号和照明等环节控制电路。5、全面检查所设计的电路。5.3.2.2 逻辑设计法逻辑设计法是利用逻辑代数这一数学工具来进行电路设计。它是从工艺资料（工作循环图、液压系统图等）出发，将控制电路中的接触器、继电器线圈的通电与断电，触头的闭合与断开，以及主令元件的接通与断开等看成逻辑变量，并根据控制要求，将这些逻辑变量关系表示为逻辑函数关系式，再运用逻辑函数基本公式和运算规律对逻辑函数式进行化简，然后按化简后的逻辑函数式画出相应的电路结构图，最后再作进一步的检查和完善，以期获得最佳设计方案，使设计出的控制电路既符合工艺要求，又达到线路简单、工作可靠、经济合理的要求。1逻辑设计法设计控制电路的方法步骤1）按工艺要求作出工作循环图。2）决定执行元件与检测元件，并作出执行元件动作节拍表和检测元件状态表。3）根据检测元件状态表写出各程序的特征数，并确定待相区分组，设置中间记忆元件，使各待相区分组所有程序区分开。4）列写中间记忆元件开关逻辑函数式及其执行元件动作逻辑函数式并画出相应的电路结构图。5）对按逻辑函数式画出的控制电路进行检查、化简和完善。 2设计举例 下面以典型的液压纵、横油缸进给加工的控制电路设计为例。1）纵横油缸液压进给加工工艺及工作循环图。图5-1）作出执行元件动作节拍表及检测元件状态表程序名称执行元件节拍表检测元件状态表转换主令待相区分组中间记忆元件1YV2YV3YV4YV5YV6YVSQ1SQ2SQ3SQ4SQ5SQ6SBABDEF方案1方案20原始_1001000KA1KA1、KA21纵快+_00100SB2纵工+_+_0101000SQ23横快+_+_011000SQ34横工+_+_+0110100SQ55横退+_+_+_01100SQ6