课题9工作台自动往返控制线路的安装与检修

1、课题九课题九 工作台自动往返控制线路的安装与检修工作台自动往返控制线路的安装与检修一、训练目标一、训练目标1、通过对自动往返循环控制线路的接线，加深对有一些特殊要求的控制线路的了解。2、电动机自动往返运动的控制方法。3、熟悉行程开关的使用方法。掌握对自动往返电气线路的安装操作能力。二、实训设备和器件二、实训设备和器件 任务所需的实训设备和元件见表1。表1工作台自动往返控制线路的实训设备和元件明细表代号名称型号规格数量M三相异步电动机Y-112M-44kW、380V、接法、8.8A、1440r/min1QS组合开关HZ10-25/3三极、25A1FU1熔断器RL1-60/25500V、60A、配

2、熔体25A3FU2熔断器RL1-15/2500V、15A、配熔体2A2KM交流接触器CJ10-2020A、线圈电压380V2FR热继电器JR16-20/3三极、20A、整定电流8.8A1SB按钮LA4-3H保护式、500V、5A、按钮数33XT端子板JX2-1015500V、10A、20节1SQ1-4位置开关JLXK1-111单轮旋转式4主电路导线BVR-1.51.5mm2(70.25mm)若干控制电路导线BVR-1.01 mm2 (70.43mm)若干三、三、 相关知识相关知识项目学习情境项目学习情境11行程开关行程开关 行程开关又称位置开关（或称位置传感器），是一种很重要的小电流主令电器。

3、行程开关是利用生产设备某些运动部件的机械位移而碰撞位置开关，使其触点动作，将机械信号变为电信号，接通、断开或变换某些控制电路的指令，借以实现对机械的电气控制要求，通常，这类开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等。即主要 用于检测工作机械的位置，发出命令以控制其运动方向或行程长短。 各种系列的行程开关其基本结构大体相同，都是由操作头、传动机构、触点系统和外壳组成。操作头接受机械设备发出的动作指令或信号，并将其传递到触点系统，触点再将操作头传来的指令或信号，通过本身的结构功能变为电信号，输出到有关控制回路，使之作出必要的反应。 行

4、程开关触点结构及运动示意图见图1所示，工作机械碰撞传动头时，经传动机构使顶杆向下移动，到达一定行程时，改变了弹簧力的方向，其垂直方向力由向下变为向上，则动触点向上跳动，使动断触点分断，动合触头闭合。当外力去掉后，在复位弹簧的作用下顶杆上升，动触头又向下跳动，恢复初始状态。 行程开关的触点分合速度取决于生产机械挡块触动操作头移动速度，其缺点是当移动速度低于0.4m/min时，触点分合太慢易受电弧烧毁，从而减少触点使用寿命。 行程开关的种类很多，按运动形式划分为直动式和转动式；按照触点性质划分为有触点和无触点的。目前生产的产品有LX19、LX22、LX32及LX33，还有JLXK1系列。表2为常用

5、的LX19和JLXK1系列行程开关的技术数据。图1 行程开关触头结构及运动示意图和图形文字符号（a）结构示意图 （b）图形文字符号1-外壳2-顶杆3-常开静触点4-触点弹簧5-动触头6-常闭静触点7-恢复弹簧8-螺钉行程开关型号意义如下：表2 LX19和JLXK1系列行程开关的技术数据型号额定电压电流结构特点触点对数工作行程超行程触点转换时间（s）常开常闭LX19380V5A元件113mm1mm0.04LX19-111单轮，滚轮装在传动杆内侧，能自动复位1130度20度LX19-121单轮，滚轮装在传动杆外侧，能自动复位1130度20度LX19-131单轮，滚轮装在传动杆凹槽内能自动复位113

6、0度15度LX19-212双轮，滚轮装在U形传动杆内侧，不能自动复位1130度15度LX19-222双轮，滚轮装在U形传动杆外侧，不能自动复位1130度15度LX19-232双轮，滚轮装在U形传动杆外侧，不能自动复位1130度15度LX19-001无滚轮，仅径向传动杆能自动复位114mm3mmJLXK-111JLXK-211JLXK-311JLXK-411500V5A单轮防护式双轮防护式直动防护式直动滚轮防护式111111111215度45度13mm13mm30度45度24mm24mm0.04项目学习情境项目学习情境22自动循环控制电路自动循环控制电路 利用机械设备运动部件行程位置，控制电动机

7、正反转，从而使生产机械自动往复循环运动，其控制原理如图8-2所示。 图2（a）为自动往复循环控制电路。合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，接触器KM1通电自锁，电动机正向旋转，拖动工作台向左移动；当运动加工到位时，挡铁1压下行程开关SQ1，使SQ1常闭触点断开，接触器KM1线圈断电释放，电动机M停转。与此同时，SQ1常开触点闭合，又使接触器KM2线圈通电吸合，电动机反转，拖动工作台向右移动，当向右移到位时，挡铁2压下行程开关SQ2，使接触器KM2线圈断电释放，同时接触器KM1又通电，电动机由反转变为正转，拖动运动部件变后退为前进，如此周而复始地自动往复工作。图2（b）为机床工作台往复运动示意

8、图， SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分别固定安装在床身上，SQ1、SQ2反映加工起点、终点位置；SQ3、SQ4限制工作台往复运动的极限位置，防止SQ1、SQ2失灵，工作台运动超出行程而造成事故。挡铁1、2安装在工作台移动部件上。图2 自动循环控制电路项目学习情境项目学习情境33直流电动机控制电路直流电动机控制电路 直流电动机按不同的励磁方式可分为他励，并励，串励和复励四种，他励与并励电动机实际应用最多，其性能和控制线路基本相同。下面介绍他励直流电动机的起动、正反向、制动控制线路。 1单向运转起动控制线路 他励直流电动机与三相笼型异步电动机的不同点之一是他励直流电动机是由电枢绕组和励磁绕组两个不

9、同绕组组成，必须有两个直流电源分别对他们进行供电。 由电机拖动可知，直流电动机电势平衡与反电动势方程式如下： 式中：U电源电压，单位为伏（V）； Em电枢反电动势，单位为伏（V）； Im电枢电流，单位为安（A）； Rm电枢电阻，单位为欧（） 由上式（8-1）、（8-2）可见，他励直流电动机在起动时应注意以下两个问题： （1）必须先给予励磁绕组加上电压再加电枢电压，若没有励磁就加上电枢电压，电机不能起动运转，就不会产生反电动势，而电枢回路电阻又很小，这样使电枢回路的电流大大超过其额定电流值，电机将被烧毁。 （2）起动时不得将电动机的额定电压直接加到电枢上去，应逐渐升高电枢电压直至其额定值。因为在

10、刚起动瞬间，电机转速n=0，从而而反电动势为0，此时，在电枢两端所加的额定电压的作用下，通过电枢的电流（即全压起动电流）将很大，其数数值能高出额定电流的1020倍，引起换向条件的恶化，产生极严重的火花和机械冲击，因此，除小容量电动机外，一般不允许直接起动，必须采用加大电枢电路电阻或降低电枢电压和方法来限制起动电流。 图3为电枢串两级电阻，按时间原则的起动控制电路。图中KA1为过电流继电器，KM1为起动接触器，KM2、KM3为短接起动电阻接触器，KT1、KT2为时间继电器，KA2为欠电流继电器，R3为放电电阻。图3 直流电动机串电阻按时间原则的起动控制电路 电路工作情况：合上电源开关Q1和控制开

11、关Q2，KT1通电，其常闭触点断开，切断KM2、KM3电路。保证起动时串入电阻R1、R2。按下起动按钮SB2，KM1通电并自锁，主触点闭合，接通电动机电枢电路，电枢串入两级电阻起动，同时KT1断电，为KM2、KM3通电短接电枢回路电阻作准备。在电动机起动的同时，并接在电阻R1两端的KT2通电，其常闭触点打开，使KM3不能通电，确保R2串入电枢，经过一段时间延时后，KT1延时闭合的触点闭合，KM2通电，短接电阻R1，随着电动机转速升高，电枢电流减小，为保持一定的加速转矩，起动过程中将串接电阻逐级切除，就在R1被短接的同时，KT2线圈断电，经一定延时，KT2常闭触点闭合，KM3通电，短接电阻R2，

12、电动机在全压下运转，起动过程结束。 电动机保护环节：过电流继电器KA1实现过载保护和短路保护；欠电流继电器KA2实现欠磁场保护，电阻R3与二极管VD构成电动机励磁绕组断开电源时的放电回路，避免发生过电压。2可逆运转起动控制线路 直流电动机的转向取决于电磁转矩的方向，因此，改变直流电动机的转向有两种方法，即：当电动机的励磁绕组端电压的极性不变时，改变电枢绕组端电压极性，或者电枢绕组端电压极性不变，改变励磁绕组端电压极性，都可以改变电动机的旋转方向，但当两者的电压极性同时改变时，电动机的旋转方向不变。 在采用改变电枢绕组端电压极性的方法时，因主回路电流较大，故接触器容量也较大，并要求采用灭弧能力强

13、的直流接触器，这就给使用带来不便，但采用改变直流电动机励磁电流极性来讲，由于电磁惯性大，对于频繁正反向运行的电动机，通常采用前一种方法。 图4为直流电动机可逆运转的起动控制电路。图中KM1、KM2为正反转接触器，KM3、KM4为短接电枢回路电阻接触器，KT1、KT2为时间继电器。KA1为过电流继电器，KA2为欠电流继电器，R1、R2起动电阻，R3为放电电阻。其电路工作情况与图3相同。此处不再重复，由读者自行分析。图4 直流电动机可逆运转的起动控制电路四、训练内容和步骤四、训练内容和步骤1训练内容和控制要求 图2是自动往复控制线路的实训电路。线路的动作过程：先合上电源开关QS。 按下按钮SB2K

14、M1通电并自锁M正转，拖动工作台向左移动；当运动到位时压下SQ1常闭触点断开KM1线圈断电M停转同时SQ1常开触点闭合KM2通电并自锁M反转，拖动工作台向右移动，当运动到位时压下SQ2KM2线圈断电，同时SQ2常开触点闭合KM1又通电M由反转变为正转，拖动运动部件变后退为前进，如此周而复始地自动往复工作。2训练步骤及要求（1）识读与分析自动往复循环控制线路电气原理图2。（2）根据电气原理图绘制自动往复循环控制电气安装接线图如图5所示。（3）固定电器元件。（4）按电气安装接线图接线。注意接线要牢固，接触要良好，文明操作。（5）在接线完成后，若检查无误，经指导老师检查允许后方可通电调试。图5自动往

15、复循环控制电气安装接线图L1L2L3L1L2L3U111V111W111U111V111U121V121W12110452334701233UVWPEM3FRKM1U13V13W13QS83113U121V121 W121U121 V121 W121U13V13W13U13V13W13SB1SB2SB3XTWUVKM210116704868挡块SQ4SQ2SQ1SQ391023注意事项 在接线完成后要检查电动机的转向与限位开关是否协调。例如电动机正转（即KM1吸合），运动部件运动到所需要反向的位置时，挡铁应该撞到限位开关SQ1，而不应撞到SQ2。否则，电动机不会反向，即运动部件不会反向，如果电动机与限位开关不协调，只要将三相异步电动机的三根电源线对调两根即可。4思考与练习 （1）位置开关SQ3 、SQ4在电路在起什么作用？ （2）位置开关应该安