￠400卧式车床电气控制系统设计

1、三江学院机电传动与控制课程设计 题目400卧式车床电气控制系统设计 机械工程学院 机械设计制造及其自动化（机电技术）专业 学生姓名 冯怿 学号12011158001 起讫日期 2014.6.16-2014.6.20 指导教师姓名（签名）王卓君目录第一章卧式车床简介及运动分析.11卧式车床的型号.12卧式车床各部分的名称和用途.13、车床的运动形式.2第二章控制方案设计.41、课程设计要求及任务.42、设备电气控制要求.43、电动机的选择.4第三章 电气控制线路设计.61、主电路设计.62、控制电路设计.7第四章 电气元件的选择.81、熔断器的选用.82、接触器的选用.83、热继电器的选用.84

2、、电气元件明细表.10课程设计小结.11参考文献.12第一章 卧式车床简介及运动分析1卧式车床的型号    卧式车床用C61×××来表示，其中C棗机床分类号，表示车床类机床；61棗组系代号，表示卧式。其它表示车床的有关参数和改进号。   图1  C6132普通车床的外形   2卧式车床各部分的名称和用途 C6132普通车床的外形如图1所示。 （1）主轴箱 主轴箱用来支承主轴，并使其作各种速度旋转运动；主轴是空心的，便

3、于穿过长的工件；在主轴的前端可以利用锥孔安装顶尖，也可利用主轴前端圆锥面安装卡盘和拨盘，以便装夹工件。 （2） 变速箱 变速箱用来改变主轴的转速。主要由传动轴和变速齿轮组成。通过操纵变速箱和主轴箱外面的变速手柄棗改变齿轮或离合器的位置，可使主轴获得12种不同的速度。主轴的反转是通过电动机的反转来实现的。   （3）挂轮箱 挂轮箱用来搭配不同齿数的齿轮，以获得不同的进给量。主要用于车削不同种类的螺纹。   （4） 进给箱 进给箱用来改变进给量。主轴经挂轮箱传入进给箱的运动，通过

4、移动变速手柄来改变进给箱中滑动齿轮的啮合位置，便可使光杆或丝杆获得不同的转速。   （5）溜板箱 溜板箱用来使光杠和丝杠的转动改变为刀架的自动进给运动。光杠用于一般的车削，丝杠只用于车螺纹。溜板箱中设有互锁机构，使两者不能同时使用。   （6）刀架 刀架用来夹持车刀并使其作纵向、横向或斜向进给运动。它由以下几个部分组成（见图2）： 图2  刀架   1）床鞍。它与溜板箱连接，可沿床身导轨作纵向移动，其上面有横向导轨。   &#

5、160;2）中滑板。可沿床鞍上的导轨作横向移动。   3）转盘。它与中滑板用螺钉紧固，松开螺钉便可在水平面内扳转任意角度。   4）小滑板。它可沿转盘上面的导轨作短距离移动；当将转盘偏转若干角度后，可使小滑板作斜向进给，以便车锥面。   5）方刀架 它固定在小滑板上，可同时装夹四把车刀；松开锁紧手柄，即可转动方刀架，把所需要的车刀更换到工作位置上。  图3  尾座 1顶尖 2套筒锁紧手柄 3顶尖套筒 4丝杆 

6、; 5螺母 6尾座锁紧手柄 7手轮 8尾座体 9底座   7） 尾座 尾座用于安装后顶尖以支持工件，或安装钻头、铰刀等刀具进行孔加工。尾座的结构如图3所示，它主要由套筒、尾座体、底座等几部分组成。转动手轮，可调整套筒伸缩一定距离，并且尾座还可沿床身导轨推移至所需位置，以适应不同工件加工的要求。    8) 床身床身固定在床腿上，床身是车床的基本支承件，床身的功用是支承各主要部件并使它们在工作时保持准确的相对位置。   9）丝杠

7、 丝杠能带动大拖板作纵向移动，用来车削螺纹。丝杠是车床中主要精密件之一，一般不用丝杠自动进给，以便长期保持丝杠的精度。   10）光杠 光杠用于机动进给时传递运动。通过光杠可把进给箱的运动传递给溜板箱，使刀架作纵向或横向进给运动。   11）操纵杆 操纵杆是车床的控制机构，在操纵杆左端和拖板箱右侧各装有一个手柄，操作工人可以很方便地操纵手柄以控制车床主轴正转、反转或停车。3、车床的运动形式31主运动 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

8、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。 32进给运动 车床的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。第二章 控制方案设计1、课程设计要求及任务1）设备机械运动部分说明2）主运动：机床主轴可正反转；直接启动；停车采用

9、反接制动、定子回路串如电阻；主轴正转可电动3）工作台进给运动：进给运动由主电动机驱动，实现纵向、横向两个方向的进给4） 快速进给：由快速进给电动机带动2、设备电气控制要求1）主电机M1：三相异步电动机（M1能正反转、反接制动、正向点动）2） 快移电动机：三相异步电动机（单向运转）3）冷却泵电动机：三相异步电动机直接由转换开关控制（控制按钮控制、可实现两地控制）4）主轴机械变速、要求监视主电动机工作电流5）照明电压24V，控制电压110V6）要有必要的指示灯3、电动机的选择（根据功率、转速等要求选择）表1 电动机参数数据型号额定功率额定电流转速效率功率因数堵转转矩堵转电流最大转矩噪声振动速度重量

10、额定转矩额定电流额定转矩1级2级kWAr/min%COS倍倍倍dB(A)mm/skg同步转速 1500r/min 4 级Y80M1-40.551.5139073.00.762.46.02.356671.817Y80M2-40.752139074.50.762.36.02.356671.817Y90S-41.12.7140078.00.782.36.52.361671.825Y90L-41.53.7140079.00.792.36.52.362671.826Y100L1-42.25143081.00.822.27.02.365701.834Y100L2-436.8143082.50.812.27

11、.02.365701.835Y112M-448.8144084.50.822.27.02.368741.847Y132S-45.511.6144085.50.842.27.02.370781.868Y132M-47.515.4144087.00.852.27.02.371781.879Y160M-41122.6146088.00.842.27.02.375821.8122Y160L-41530.3146088.50.852.27.02.377821.8142Y180M-418.535.9147091.00.862.07.02.277821.8174Y180L-42242.5147091.50.

12、862.07.02.277821.8192Y200L-43056.8147092.20.872.07.02.279841.8253Y225S-43770.4148091.80.871.97.02.279841.8294Y225M-44584.2148092.30.881.97.02.279841.8327Y250M-455103148092.60.882.07.02.281862.8381Y280S-475140148092.70.881.97.02.285902.8535Y280M-490164148093.50.891.97.02.285902.8634Y315S-411020114809

13、3.50.891.86.82.293982.8912Y315M-4132240148094.00.891.86.82.2961012.81048Y315L1-4160289148094.50.891.86.82.2961012.81105Y315L2-4200361148094.50.891.86.82.2961012.81260Y355M1-4220407148894.40.871.46.82.21064.51690Y355M3-4250461148894.70.871.46.82.21084.51800Y355L2-4280515148894.90.871.46.82.21084.5194

14、5Y355L3-4315578148895.20.871.46.92.21084.51985本设计中根据C650卧式车床的相关参数及工作要求，选用主电机及冷却泵电动机，快移电动机如下：主电机：P=35.5D1.54P=8.66kw主电机M1：Y160M-4 11kW 380V 22.6A 1460r/min;冷却泵电机M2：JCB-22 0.15kW 380V 0.43A 2790r/min;快移电动机M3：Y160M1-2 11kw 380V 21.8A 2930 r/min第三章 电气控制线路设计1、 主电路设计图1 主电路设计图电路说明和解释刀开关QS按下，KM1接通，主电机M1开始启动

15、，当KM3接通时，M1正常运行；若KM1断开，KM2接通时。M1反转；KM5接通时，冷却泵电动机M2开始启动，当KM4接通时，M2正常工作；KM6接通时，快移电动机M3工作，此工作为点动。2、 控制电路设计图2 控制电路设计图电路说明和解释当SB4按下时，KM1接通，此按钮为点动；当SB2按下时，KM3接通，KA接通，KM1接通，此时KM1可以保持接通，KS2闭合，当按下SB1时，KA线圈断电，此时KA的常闭触点闭合，KM2开始工作，由于电机还处于正转，所以此状态称为反接制动；当SB3按下时，KM3接通，KA接通，KM1接通，此时KM1反转，保持接通，KS1闭合，当按下SB1时，由于线圈KA断

16、电，所以KA的澄碧触点闭合，KM1开始工作，此状态也为反接制动；SB6按下，KM4、KM5接通，按下SB5则断开；按下SQ，KM6接通，此按钮也为点动；按下SB1，所有电路断开。第四章 电气元件的选择1、熔断器的选用选择熔断器，主要是选择熔断器的种类、额定电流、熔断器的额定电流等级和熔体的额定电流。表2 RT12系列熔断器的技术数据 IrN=(1.52.5)IN IrN=56.5A熔断器FU1、5 ：RT12型 熔断器代号A3 熔断器稳定电流63A 熔体额定电流63AFU4： IrN=1.075A RL1-15型 2A熔体 FU0： IrN=（1.52.5）INmax+IN=79.53A RT

17、12型 熔断器代号A3 熔断器稳定电流100A 熔体额定电流80A 热继电器FR2、接触器的选用接触器用于带负载主电路的自动接通或切断。分直流、交流两类，机床中应用最多的是交流接触器。选择接触器主要考虑一下技术数据：1） 电源种类：交流、直流。2） 主触点额定电压、额定电流。3） 辅助触点的种类、数量及触点额定电流。4）电磁线圈的电源种类，频率和额定电压。5）额定操作频率，即允许的没小时接通的最多次数。接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6，根据主电动机M1的额定电流Ig=22.6A,控制回路电源110V，KM1需要主触点3对；KM2需要主触点3对；KM3需要主触点3对；KM4需

18、要主触点3对；KM5需要主触点3对；KM6需要主触点3对；根据上述情况，选用CZO-400/20接触器，电磁线圈电压为220V，额定电流为40A。3、热继电器的选用热继电器用于电动机的过载保护。热继电器的选择主要是根据电动机的额定电流来确定其型号和规格。热继电元件的额定电流IRT应接近或者略大于电动机的额定电流Ied，即：表3 JR0-40型热继电器的技术数据热继电器的整定电流值是指热元件通过的电流超过此值的20%时，热继电器应当在20min内动作。选用时整定电流应与电动机额定电流一致。主电动机M1额定电流22.6A,热继电器FR应选用JR0-40型的，热元件的电流为40A,整定电流调节范围1640A,工作时将额定电流调节为22.6A.冷却泵电动机M2额定电流0.43A,热继电器FR应选用JR0-40型的，热元件的电流为0.64,整定电流调节范围0.40.64A,工作时将额定电流调节为0.43A。快移电动机M3额定电流21.8A,热继电器FR应选用JR0-40型的，热元件的电流为40A,整定电流调节范围1640A,工作时将额定电流调节为21.8A.3、 电气元件明细表表4 电气元件明细表序号电器元件型号参数个数1主电动机Y160M-411kW 380V 22.6A 1460r/min12冷却泵电动机JCB-22