沈职院电气控制技术CH3

第三章常用机床电气控制,第一节CA6140型车床的电气控制线路,第二节Z35型摇臂钻床电气控制线路,第三节XA6132型卧式万能铣床电气控制线路,第四节M7475B型平面磨床电气控制线路,本章小结,第五节起重机械的电气控制线路,第一节CA6140型车床的电气控制线路,一、主要结构及运动形式,第一节CA6140型车床的电气控制线路,（1）主拖动电动机一般选用三相笼式异步电动机，不进行电气调速。（2）采用齿轮箱进行机械有级调速。为减小振动，主拖动电动机通过几条V带将动力传递到主轴箱。（3）在车削螺纹时，要求主轴有正、反转，由主拖动电动机正、反转或采用机械方法来实现。（4）主拖动电动机的启动、停止采用按钮操作。（5）刀架移动和主轴转动有固定的比例关系，以便满足对螺纹的加工需要。（6）车削加工时，由于刀具及工件温度过高，有时需要冷却，因而应该配有冷却泵电动机，且要求在主拖动电动机启动后，方可决定冷却泵开动与否，而当主拖动电动机停止时，冷却泵应立即停止。（7）必须有过载、短路、欠压与失压保护。（8）具有安全的局部照明装置。,二、电力拖动特点及控制要求,第一节CA6140型车床的电气控制线路,三、电气原理图分析,22CA6140车床传动系统,1轴；2齿轮；3止推片；4外摩擦片；5内摩擦片；6螺母；7加压套；8钢球；9滑套；10套；11弹簧销；12止推片图1-4机械多片式摩擦离合器,第二节Z35型摇臂钻床的电气控制线路,作用：用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。分类：立式钻床、台式钻床、多轴钻床、摇臂钻床及专用钻床等。,第二节Z35型摇臂钻床的电气控制线路,第二节Z35型摇臂钻床的电气控制线路,在摇臂钻床上的运动有:（1）主运动主轴带动钻头的旋转运动。（2）进给运动钻头的上下移动。（3）辅助运动主轴箱沿摇臂水平移动、摇臂沿外立柱上下移动和摇臂连同外立柱一起相对于内立柱的回转。由于钻床的运动部件较多，常采用多台电动机拖动。钻床有时用来攻丝，所以要求主轴可以正反转。主轴的正反转一般通过正反转摩擦离合器来实现。Z35型摇臂钻床靠手柄推压弹簧和杠杆控制正反转摩擦离合器。因此，对于主轴电动机来说，只要求单方向旋转。主轴一般采用三相笼式异步电动机来拖动，用变速机构调节主轴转速和进刀量，主轴变速和进给变速的机构都在主轴箱内。,第二节Z35型摇臂钻床的电气控制线路,第二节Z35型摇臂钻床的电气控制线路,第二节Z35型摇臂钻床的电气控制线路,升降丝杆与摇臂松紧的机构示意图,第二节Z35型摇臂钻床的电气控制线路,电气控制电路分析,主轴电动机的控制过程摇臂升降电动机的控制过程主轴箱与立柱的松开、夹紧控制过程,立式床身型数控铣床,立式升降台型数控铣床,第三节XA6132型卧式万能铣床的电气控制线路,2数控卧式铣床主轴和工作台面平行。优点：便于排屑。缺点：加工时不便于观察。,第三节XA6132型卧式万能铣床的电气控制线路,3数控龙门铣床采用对称的双立柱机构工作台移动龙门架移动,第三节XA6132型卧式万能铣床的电气控制线路,第三节XA6132型卧式万能铣床的电气控制线路,一、结构与运动形式,1.主轴拖动对电气控制的要求,（1）为适应铣削加工需要，主轴要求调速，为此主轴电动机应选用法兰盘式三相笼式异步电动机，经主轴变速箱可拖动主轴，利用主轴变速箱使主轴获得18种转速。（2）铣床加工方式有顺铣和逆铣两种，分别使用顺铣刀和逆铣刀，要求主轴能正反转，但旋转方向不需经常变换，仅在加工前预选主轴旋转方向。为此，主轴电动机应能正反转，并由转向选择开关来选择电动机的转向。（3）铣削加工为多刀多刃不连续切削，这样切削时负载波动，为减轻负载波动带来的影响，往往在主轴传动系统中加入飞轮，以加大转动惯量，这样又给主轴制动带来了影响，为此主轴电动机停车时应设有制动环节。同时，为了保证安全，主轴在上刀时，也应使主轴制动。XA6132型卧式万能铣床采用电磁离合器来控制主轴停车制动和主轴上刀制动。（4）为使主轴变速时齿轮顺利啮合，减小齿轮端面的冲击，主轴电动机在主轴变速时应有主轴变速冲动环节。（5）为适应铣削加工时操作者在铣床正面或侧面的操作要求，主轴电动机的启动、停止等控制应能两地操作。,2.进给拖动对电气控制的要求,（1）XA6132型卧式万能铣床工作台运行方式有手动、进给运动和快速移动三种。其中手动为操作者通过摇动手柄使工作台移动;进给运动与快速移动则是由进给电动机拖动，在工作进给电磁离合器与快速移动电磁离合器的控制下完成的运动。（2）为减少按钮数量，避免误操作，对进给电动机的控制采用电气开关、机构挂挡相互联动的手柄操作，即扳动操作手柄的同时压合相应的电气开关，挂上相应传动机构的挡，而且要求操作手柄扳动方向与运动方向一致，增强直观性。（3）工作台的进给有左右的纵向运动、前后的横向运动和上下的垂直运动，它们都是由进给电动机拖动的，故进给电动机要求有正反转。采用的操作手柄有两个，一个是纵向机械操作手柄，另一个是垂直与横向机械操作手柄。前者有左、右、中间三个位置，后者有上、下、前、后、中间五个位置。,（4）进给运动的控制也为两地操作方式。所以，纵向机械操作手柄与垂直、横向机械操作手柄各有两套，可在工作台正面与侧面实现两地操作，且这两套操作手柄是联动的，快速移动也为两地操作。（5）工作台有左右、上下、前后六个方向的运动，为保证安全，同一时间只允许一个方向的运动。因此，应具有六个方向的联锁控制环节。（6）进给运动由进给电动机拖动，经进给变速机构可获得18种进给速度。为使变速后齿轮顺利啮合，减小齿轮端面的冲击，进给电动机应在变速后作瞬时点动。（7）为使铣床安全可靠地工作，铣床工作时，要求先启动主轴电动机（若换向开关扳在中间位置，主轴电动机不旋转），才能启动进给电动机。停车时，主轴电动机与进给电动机同时停止，或先停进给电动机，后停主轴电动机。（8）工作台上、下、左、右、前、后六个方向的移动应设有限位保护。,图3-7摩擦片式电磁离合器结构图,第三节XA6132型卧式万能铣床的电气控制线路,二、电气控制原理,主轴电动机的控制过程工作台横向进给及升降控制过程工作台纵向进给控制过程工作台快速移动控制过程,第三节XA6132型卧式万能铣床的电气控制线路,三、连锁与保护,进给运动与主运动的顺序连锁工作台各方向的连锁长工作台与圆工作台的连锁保护环节,第三节XA6132型卧式万能铣床的电气控制线路,第四节M7475B型平面磨床的电气控制线路,磨床是用砂轮对工件的表面进行磨削加工的一种精密机床。通过磨削，使工件表面的形状、精度和光洁度等达到预期的要求。磨床的种类很多，有平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、无心磨床、螺纹磨床等，其中以平面磨床应用最为普遍。M7475B型平面磨床型号的含义如下：,M7475B型磨床是一种立轴圆台面平面磨床，它采用立式磨头，用砂轮的端面进行磨削，工件固定在圆形的电磁工作台上，工作台做旋转运动机床共有五台电动机,第四节M7475B型平面磨床的电气控制线路,砂轮电动机M1,带动砂轮旋转，对工件进行磨削加工,电动机M2,拖动圆形工作台带动工件的转动,电动机M3,拖动工作台的移动,磨头升降电动机M4,带动磨头做垂直运动,冷却泵电动机M5,为磨削加工提供冷却液,双速控制,点动、正反转,点动、正反转,（a）主电路,一、概念,第五节起重机械的电气控制线路,桥式起重机,单梁桥式起重机双梁桥式起重机,二、起重机种类按结构的不同可分为：桥式起重机门式起重机塔式起重机旋转起重机缆索起重机,单主梁吊钩门式起重机,汽车起重机,旋转起重机缆索起重机,三、桥式起重机的结构桥式起重机一般由桥架（又称大车）、装有提升机构的吊运车、大车移行机构、操纵室、小车导电装置（辅助滑线）、起重机总电源导电装置（主滑线）等部分组成。,一、提升物品时电动机的工作状态,提升物品时，电动机负载转矩TL由重力转矩TW及提升机构摩擦阻转矩Tf两部分组成，当电动机电磁转矩T克服TL时，重物被提升；当T=TL时，重物以恒定速度提升。由此出发，可作出如图4.3所示特性，此时电动机处于正向电动状态。,二、下降物品时电动机工作状态,1.反转电动状态当空钩或轻载下放时，由于负载重力转矩小于提升机构摩擦阻转矩，此时依靠重物自身重量不能下降。为此，电动机必须向着重物下降方向产生电磁转矩，并与重力转矩一起共同克服摩擦阻转矩，强使空钩或轻载下放，这在起重机中常叫做强力下降。电动机运行在-na下，以na速度下放重物。,二、下降物品时电动机工作状态,2.再生制动状态在中载或重载长距离下降重物时，可将提升电动机按反转相序接线，产生下降方向的电磁转矩T，使电动机很快加速并超过电动机的同步转速。此时，转子绕组内感应电动势和电流均改变方向，产生阻止重物下降的电磁转矩。当T=TW-Tf时，电动机以高于同步转速的速度稳定运行，所以可称为超同步制动。,二、下降物品时电动机工作状态,3.倒拉反接制动状态在下放重型载荷时，电动机定子仍按正转提升相序接线，但在转子电路中串接较大电阻，这时电动机起动转矩小于负载转矩TL，因此电动机就被载荷拖动，迫使电动机反转，反转以后电动机的转差率增大，转子的电动势和电流都加大，转矩也随之加大，直至T=TL，在nc稳定运行