典型设备电气控制

1、第七章 典型设备的电气控制第一节 电气控制电路分析基础第二节 Z3040型摇臂钻床的电气控制第三节 XA6132型卧式铣床的电气控制第四节T68型卧式镗床的电气控制第五节 交流桥式起重机的电气控制第一节 电气 控制电路 分析基础一、电气控制分析的依据 依据：设备本身的基本结构、运行情况、加工工艺要求和电力拖动自动控制的要 求；熟悉了解控制对象，掌握其控制要求等。二、电气控制分析的内容设备说明书电 气控制 原理图电气设备的总装接线图电器元件布置图 与接线图三、电气原理图的阅读分析方法先机后电先主后辅化整为零集零为整、统观全局总结特点四 、分析 举例以C650普通卧式车床为例（一）卧式车床的主要结

2、构和运动情况C650卧式车床属中型车床，加工工件回转半径最大可达1020mm，长度可达 3000mm0其结构主要有床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝 杆和光杆等部分 组成 。普通车床的结构示意图1-进给箱2-挂轮箱3-主轴变速箱4-淋板与刀架&溜板箱&尾架 7-光杆於丝杆 9-床身（二）C650车床对电气控制的要求从车削加工工艺要求出发，对各电动机的控制要求是:1. 主轴与进给电动机M12. 冷却泵电动机M23. 快速移动电动机M34. 有必要的保护和联锁，有安全可靠的照明电路。（三）C650车床的电气控制电路分析r?TiJjtTujtx卞叭功机止转电聯机芒电站期

3、.悴 iff止出|止、反山制閒JR转ImMm u 】npija T TiuJk rv-iIA日-虫KM5kMJK.M2 K.A KK«K TCASO味电气劭珅 HILJim； tK)El.KM51. 主电路分析2. 控制电路分析1）主电动机的点动调整控制2）主电动机的正反转控制3）主电动机的反接制动控制4）冷却泵电动机控制5）刀架的快速移动电动机控制6）辅助电路7）完善的联锁与保护（四）C650车床电气控制特点与故障分析1. 电气控制电路特点1）采用三台电动机拖动，尤其是车床溜板箱的快速移动单由一台电动机拖动。2）主轴电动机不但有正、反向运转，还有单向低速点动的调整控制，正、反向 停

4、车时均具有反接制动控制。3）设有检测主轴电动机工作电流的环节。4）具有完善的保护与联锁。2. 常见故障分析1）主电动机点动起动时起动电流过大，达到全压起动电流的情况。2）主电动机正、反向起动时，检测电动机定子电流的电流表读数较大。3）主电动机反接制动时制动效果差。第二节 Z3040型摇臂钻床的电气控制、机床结构与运动情况摇臂钻床般由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱和工作台等部件组成二、电力拖动特点 与控制要求（一）电力拖动特 占八、（二）控制要求1. 4台电动机容量 均较小，采用直接 起动方式，主轴要 求正反转，但采用 机械方法实现，主 轴电动机单向旋 转。2. 升降电动机要求 正反转。液压泵电

5、动机用来驱动液压 泵送出不同流向的 压力油，推动活塞、 带动菱形块动作来 实现内外立柱的夹 紧与放松以及主轴 箱和摇臂的夹紧与摇符钻床结构及运动情况示意图1-底座2-工柞台3主输飙向进给 主1#旅转主运动 5主抽 6摘1T7主输向运渤8-主整犒g内外支株回转运动ll-MWSJt 移动放松，故液压泵电动机要求正反转。3. 摇臂的移动严格按照摇臂松开一摇臂移动一移动到位摇臂夹紧的程序进行。 因此，摇臂的夹紧放松与摇臂升降应按上述程序自动进行。4钻削加工时，应由冷却泵电动机拖动冷却泵，供出冷却液进行钻头冷却。5. 要求有必要的联锁与保护环节。6. 具有机床安全照明电路与信号指示电路。三、摇臂钻床液压

6、系统简介1. 操作机构液压系统主轴电动机拖动齿轮泵送出压力油，经主轴操作手柄操作，来实现主轴的 正转”反转”空档”变速”和停车”2. 夹紧机构液压系统液压泵电动机拖动液压泵送出压力油，经两套油路，推动活塞、带动菱形 块来实现主轴箱、内外立柱的夹紧与放松和摇臂的夹紧与放松。四、电气控制电路分析（一）主电路分析（二）控制电路分析1. 主轴电动机M1的控制2. 摇臂升降及摇臂放松与夹紧地控制3. 主轴箱与立柱的夹紧、放松控制4. 冷却泵电动机M4的控制5. 联锁与保护环节（三）照明与信号指示电路分析（四）Z3040型摇臂钻床电气控制特点1）Z3040型摇臂钻床采用机、电、液的综合控制2）摇臂的升降控

7、制与摇臂夹紧放松的控制有严格的程序要求，以确保先松开， 再移动，移动到位后自动夹紧。所以对M3、M2电动机的控制有严格的程序要求, 这些皆由电气控制电路，液压、机械相互配合来实现。3）电路具有完善的保护和联锁，有明显的信号指示。（五）电气控制常见故障分析1）摇臂不能上升移动。2）摇臂移动后，出现摇臂夹不紧。3）液压系统的故障。第三节 XA6132型卧式铣床的电气控制（一）卧式万能铣床主要结构及运动情况卧式万能铁床外形图1 一膳厘2进曲电动机3升犀會4-进 给壷逐乎柄及变）8盘动励 7 工忡會L刀乘支轩9-*# 1主* 11 一主二、万能卧式铣床的电 力拖动特点与控制要求 电力拖动特点XA613

8、2万能卧式铣床， 主轴传动系统在床身内 部，进给系统在升降台 内，而且主运动与进给运 动之间没有速度比例协 调的要求。故采用单独传 动，即主轴和工作台分别 由主轴电动机，进给电动 机拖动。而工作台工作进 给与快速移动由进给电 动机拖动；经电磁离合器 传动来获得。（一）主轴拖动对电气控 制的要求1）主轴电动机处于空载 下起动，为能进行顺铣和逆铣加工，要求主轴能实现正、反转，由于旋转方向不需经常改变，所以在加工 前预先选择主轴转动方向而在加工过程中不须变换。2）铣削加工是多刀多刃不连续切削，负载波动大。为减轻负载波动的影响，往 往在主轴传动系统中加入飞轮，以加大转动惯量，但为实现主轴快速停车，主轴

9、 电动机应设有停车制动。同时，主轴在上刀时，也应使主轴制动。为此本铣床采 用电磁离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动。3）为使主轴变速时，齿轮的顺利啮合，减少齿轮端面的冲击，主轴电动机在主 轴变速时应有主轴变速冲动环节。4）为便于操作者在铣床正面与侧面皆可操作，主轴电动机的起动、停止等控制 为两地操作。（二）进给拖动对电气控制的要求1）XA6132万能卧式铣床工作台运行方式有手动、进给运动和快速移动三种方式。进给运动和快速移动由进给电动机拖动并经工作进给电磁离合器与快速移动 电磁离合器来控制完成。2）为减少控制按钮数量，避免误操作，对进给电动机的控制采用机械手柄挂档, 同时压合相应行程开关的控

10、制方式。3）工作台的垂直、横向和纵向三个方向的运动由一台进给电动机拖动，而三个 方向的选择是由操纵手柄改变传动链来实现的。每个方向又有正反向的运动，这 就要求进给电动机能正、反转。而且，同一时间只允许工作台只有一个方向的移 动，故应有联锁保护。4）进给运动的控制也为两地操作方式。5）使用圆工作台时，工作台不得移动，即圆工作台的旋转运动与工作台上下、 左右、前后六个方向的运动之间有联锁控制。6）进给变速时，为保证变速时齿轮易于啮合，减少齿轮端面的冲击，要求变速 时进给电动机有进给变速冲动环节。7）根据工艺要求。主轴旋转和工作台进给应有先后顺序控制，即进给运动要在 铣刀旋转之后进行。加工结束时，主

11、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、前后六个方向的运动应具有限位保护。三、电磁离合器电磁离合器又称电磁联轴节。它是利用表面磨擦和电磁感应原理，在两个作旋转 运动的物体间传递转矩的执行电器。多片式摩擦电磁离合器结构简图1一主动轴2从动齿轮3筒衔铁 1从动磨擦片 主动僭擦片？一电刷与滑环8线圈9鉄心|宙廊晋照测灯、咆臥 紂说+：血t,T7奋4別冠弱嗣五 il -H向屯给宦也制励逍FLHKkfl KM4I"医M25TC113-1K.WKA2KM3KKC4K；TUL125kW 27殛ZYI32M 4 FW 7u3kW liDDr/irniA&

12、#165;WL 4 IJ5 l.5kW1445 mino口匚KA1I KM1 KM2ID4KML相VA3SJjV/2-1VlKJDVA mij iKflvsev SA2SA2|KA2105FR2f I'KJf|JW-s_ x KA I KA2KM42162 2>亠5 5-2 231333 33©7-S XA6I32卧式万能洗床巴气捽豺城理图四、XA6132卧式铣床电气控制电路分析（一）主电路分析（二）控制电路分析1. 主拖动控制电路分析1）主轴电动机的起动控制2）主轴电动机的制动控制3）主轴上刀换刀时的制动控制4）主轴变速冲动控制2. 进给拖动控制电路分析1）工作台纵向

13、进给运动的控制2）工作台向前与向下进给运动的控制3）工作台向后与向上进给的控制4）进给变速冲动控制5）进给方向快速移动的控制3. 圆工作台的控制4 .冷却泵和机床照明的控制5.控制电路的联锁与保护1）主运动与进给运动的顺序联锁2）工作台6个运动方向的联锁3）长工作台与圆工作的联锁4）工作台进给运动与快速运动的联锁5）具有完善的保护（三）XA6132卧式万能铣床控制特点及常见故障分析1. 电气控制特点1）采用电磁磨擦离合器的传动装置，实现主轴电动机的停车制动和主轴 上刀时的制动，以及对工作台工作进给和快速进给的控制。2）主轴变速与进给变速均设有变速冲动环节。3）进给电动机的控制采用机械挂挡-电气

14、开关联动的手柄操作，而且操作 手柄扳动方向与工作台运动方向一致具有运动方向的直观性。4）工作台上下左右前后6个方向的运动具有联锁保护。2. 常见故障分析1）主轴停车制动效果不明显，或无制动2）主轴变速与进给变速时无变速冲动。3）工作台控制电路的故障。第四节 T68型卧式镗床的电气控制一、T68卧式镗床的主要结构和运动形式 T68卧式镗床主要由床身、前立柱、镗头架、 后立柱、尾座、下溜板、上溜板、工作台等部 分组成。T68卧式镣床结构示意图1-床身2镣头架3-前立柱4平旋盘&镣轴工作台T68卧式镗床的运动形式有：主运动：镗轴和平旋盘的旋转运动。进给运动：镗轴的轴向进给，平旋盘刀具溜板 的

15、径向进给，镗头架的垂直进给，工作台的纵向进给和横向进给。辅助运动：工作台的回转，后立柱的轴向移动，尾座的垂直移动及各部分的快速 移动等。二、电力拖动特点和控制要求T68卧式镗床控制要求是：1）主轴旋转与进给量都有较大的调速范围，主运动与进给运动由一台电动机拖 动，为简化传动机构采用双速笼型异步电动机。2）由于各种进给运动都有正反不同方向的运转，故主电动机要求正、反转。3）为满足调整工作需要，主电动机应能实现正、反转的点动控制。4）保证主轴停车迅速、准确，主电动机应有制动停车环节。5）主轴变速与进给变速可在主电动机停车或运转时进行。为便于变速时齿轮啮 合，应有变速低速冲动过程。6）为缩短辅助时间

16、，各进给方向均能快速移动，配有快速移动电动机拖动，采 用快速电动机正、反转的点动控制方式。7）主电动机为双速电机，有高、低两种速度供选择，高速运转时应先经低速起 动。8）由于运动部件多，应设有必要的联锁与保护环节。三、电气控制电路分析反转限虑控制挖制iF转反转3SQ5 SQ6%LM4yKM5KAKM1KM2KMI14KM2SB4Ei尹1gmKMI14KS 2客。417回SO2KS - 1AKTSB3 KM3NQ7A267kKM2KM3 KI7KM710 7X 19M4 KM5X22 3X21KM6 KM7 KM8 KX|1 S 1 X X4（一）主电路分析（二 ）控制电路分析1. M1主电动机

17、的点动控制2. M1主电动机正反转控制3. M1主电动机高低速的转换控制4. M1主电动机的停车制动控制5. 主轴及进给变速控制1）停车时的变速2）运行中的变速控制6. 快速移动控制7. 联锁与保护环节1）主轴箱或工作台机动进给与主轴机动进给的联锁。2）M1主电动机正反转之间、高速与低速运行之间、M2快速移动电动机 的正转于反转之间均设有互锁控制环节。3）熔断器FU1FU4实现相应电路的短路保护；热继电器FR实现M1过 载保护；电路采用按钮、接触器或继电器构成的自锁环节具有欠电压与零电压保 护作用。（三）辅助电路分析（四）T68型卧式镗床电气控制特点及常见故障分析1. 电气控制特点1）主电动机

18、M1为双速笼型异步电动机。低速时将定子绕组接成三角形; 高速时将定子绕组接成双星形。高、低速转换由行程开关SQ控制。低速时，可 直接起动。高速时，进行二级起动，以减小起动电流。2）主电动机M1能正反向点动控制、正反向连续运行，并具有停车反接 制动。在点动、反接制动以及变速中的脉动低速旋转时，在定子电路中串入限流 电阻R，定子绕组接成三角形接法，以减少起动和制动电流。3）主轴变速和进给变速均可在停车情况或在运行中进行。变速时，M1 主电动机定子绕组接成三角形接法，在速度继电器KS的控制下进行连续反复低 速运行，以利齿轮啮合，使变速过程顺利进行。4）主轴箱、工作台与主轴、平旋盘刀具溜板由快速电动机

19、M2拖动实现 其快速移动。它们之间的机动进给设有机械和电气联锁保护。2. 常见电气故障分析1）主轴旋转时的实际转速要比主轴变速盘上指示的转速成倍提高或降低。2）主电动机只有低速档，而无高速档。第五节 交流桥式起重机的电气控制/z y7/ y/t/y/ y /W y一、桥式起重机概述（一）桥式起重机的结构及运动情况 桥式起重机由桥架（又称大车）、大 车移行机构、小车及小车移行机构、 提升机构及驾驶室等部分组成。1. 桥架2. 大车移行机3 小车4. 驾驶室1驾駛寧线翟哩¥體釁臺燮犬车电动机6-大丰端 集?主普线大毕主槃电魁箱提升重物时电动工作状态（二）桥式起重机对电力拖动和电气控制的要

20、求1）具有合理的升降速度，空钩能实现快速下降，轻载提升速度大于重载时的提 升速度。2）具有一定的调速范围，普通起重机的调速范围为23。3）提升的第1档作为预备档，用以消除传动系统中的齿间隙，将钢丝绳张紧, 避免过大的机械冲击，该级起动转矩一般限制在额定转矩的一半以下。4）下放重物时，依据负载大小，提升电动机 可运行在电动状态（强力下放）、倒拉反接制 动状态，再生发电制动状态，以满足不同下降 速度的要求。5）为确保安全，提升电动机应设有机械抱闸 并配有电气制动。（三）起重机电动机工作状态的分析1. 提升重物时电动机的工作状态提升重物时电动机负载转矩TL由重力转矩TW 及提升机构磨擦阻转矩Tf两部分组成。当电 动机电磁转矩T克服这两个阻转矩时，重物将 被提升，当T=TL+Tf时，电动机稳定工作在机 械特性的a点，以na转速提升重物。2. 下降重