卧式车床设计(完整报告版)

-.z."电气控制技术课程设计"课题任务书课题名称通用卧式车床电气控制系统设计设计内容及要求

车床是一种应用广泛的金属切削机床，主要用于车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型外表，也可通过尾架进展钻孔、铰孔、攻螺纹等加工。机床主运动为工件旋转运动，由主轴通过卡盘带开工件旋转；进给运动为溜板带动刀架的横向或纵向直线运动；辅助运动为溜板箱快移，专用一台电机拖动。

技术要求:1．机床主运动和进给运动共用一台三相异步电动机传动，主轴正反转通过改变电动机电源相序实现。2．主轴停车采用电气制动，制动时要有限流措施。3．为减小电动机起动电流对电网的冲击，主电机采用Y－Δ降压起动。4．主电机有工作电流指示，电流表有防冲击措施。5．为减轻劳动强度和节省辅助工作时间，由专门的快移电机拖动刀架快速移动。6．设置冷却泵电机用于刀具冷却。7．有工作照明和必要的信号指示。8．有必要的电气保护和联锁措施。

设计技术数据:1．主轴电动机：15KW1460r／min380V2．冷却泵电动机：0．2KW2900r／min380V3．快移电动机：1．5KW1400r／min380V

设计工作量

设计任务：1．在了解控制系统构造、工艺流程的根底上，设计系统的电气控制原理图；2．选择电器元件参数及型号；3．设计电控柜安装接线图；4．设计控制台面板正面效果图及接线图；4．撰写设计说明书。注:第3、4项任务中可任选1项。

参考资料:1许寥等主编.电器控制与PLC控制技术.:机械工业，20072方承远主编.工厂电气控制技术.第2版.:机械工业，20003陈少华著.机械设备电器控制.**:华南理工大学,19984熊幸明主编.电工电子实训教程.:清华大学，20065熊幸明主编.电气控制与PLC.:机械工业，20216本书编写组编.工厂常用电气设备手册.:机械工业7本书编写组编.电气制图及图形符号国家标准汇编.:中国标准

进度方案起止日期〔或时间量〕设计内容〔或预期目标〕备注第1周：

星期一至星期二布置设计任务，查阅资料；

星期三~星期五设计方案论证，进展电路设计；

第2周：

星期一~星期三计算并选择电路元件及参数，设计安装接线图；

星期四~星期五撰写设计说明书，进展个别辩论。

系〔部〕主管领导意见

年月日目录一概述…….…………6二通用卧式车床电气控制要求………….…………6三电气原理图设计………….………6四电器元件选择…………………….8五面板布置图及接线图设计……...........………….9六设备使用及考前须知..……………….………...10七设计心得………………,……………….………...10八参考文献…………10一、概述车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转外表的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。铣床和钻床等旋转加工的机械都是从车床引伸出来的。普通车床主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。

主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出局部动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。

进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进展切削。

丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进展工件的其他外表车削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。

溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。二、通用卧式车床电气控制要求1．机床主运动和进给运动共用一台三相异步电动机传动，主轴正反转通过改变电动机电源相序实现。2．主轴停车采用电气制动，制动时要有限流措施。3．为减小电动机起动电流对电网的冲击，主电机采用Y－Δ降压起动。4．主电机有工作电流指示，电流表有防冲击措施。5．为减轻劳动强度和节省辅助工作时间，由专门的快移电机拖动刀架快速移动。6．设置冷却泵电机用于刀具冷却。7．有工作照明和必要的信号指示。8．有必要的电气保护和联锁措施。电气原理图设计1.主电路设计该车床由主轴电机，快移电机，冷却泵三个电机组成，分述如下。(1)主轴电机：因为车床功率较大，为了防止电机启动时对电网的冲击采用Y－Δ降压起动。KM1和KM2可实现正反转，除了有短路保护和过载保护外，还通过电流互感器TA接入电流表监视主电动机的电流，电流表在Y－Δ降压起动期间应当短路，正常工作后，再接入电路中。停车时，为了使电机在较短时间停车，采用反接制动。(2)快移电机：由设计要求P=1.5KW，属于小功率，因为快移电机不是长时间连续工作，因此不必接入热继电器。启动方式为直接启动。(3)冷却泵：冷却泵的功率更小，但需要长时间工作所以要接一个热继电器FR2。2.照明及信号灯电路：该电路由220转36V、6V变压器EL1,HL1,HL2,HL3,及各电路接触器组成。主电路3.控制电路设计根据功能需要，主轴电机控制由正反转，Y－Δ，反接制动三局部组成。快移电机、冷却泵只设置了启动、停顿电路。除此外，各电机正反转的都设置了互锁，这样在正反切换时可以保证电机正常工作，不至于出现短路故障。主电机和冷却泵用热继电器作为过载保护。3.整体设计通过对主电路、照明及信号电路、控制电路的设计可以综合连接成完整电气原理图如下四、电器元件选择(1)刀开关QS：HS系列双投刀开关适用于交流50Hz、额定电压400V、直流220V，额定电流至1500A的成套配电装置中，用作手动不频繁接通与分断交直流电路或用作电气隔离之用。得主轴电机：快移电机：冷却泵：因此车床在正常工作时最大电流为26A，根据=78A经查表HS11-200/38刀开关额定电流为200A，足以满足车床的正常工作。(2)熔断器FU：RO19，RO20系列熔断器适用于交流50Hz、额定电压至600V、额定电流至125A，主要作为电气线路的过载和短路保护(gG)。由公式：得：A经查表RO19C系列的50A熔断器可以满足要求热继电器FR：JR36系列热过载继电器适用于交流50Hz，电压至690V、电流至160A的电路中，用作交流电动机的过载保护由镇定电流公式：得主轴电机：得冷却泵电机：经查表：JR36-200.25-0.35A，JR36-2020-32A的整定电流分别为0.25-0.35A20-32A足以满足要求。(4)交流接触器KM:CJ*8〔B〕系列交流接触器主要用于交流50Hz或60Hz、电压至690V，额定电流至370A的电力线路中，供远距离接通与分断电力线路或频繁的控制交流电动机之用，具有失压保护作用。由参考公式：得主轴电机：得快移电机：得冷却泵：经查表：CJ*8-65，CJ*8-12,CJ*8-9的工作电流分别为：45A,4.9A,3.5能够满足设计要求。(5)时间继电器：KTJS7-A系列空气式时间继电器适用于交流50Hz，电压至380V的电路中，通常用在自动或半自动控制系统中，按预定时间使被控制元件动作。该控制电路中采用通电延时继电器：JS7-2A(6)主要器件元件目录表通用卧式车床元件清单符号名称型号用途FR1热继电器JR36-2020-32A主轴电机热继电器FR2热继电器JR36-200.25-0.35A冷却泵热继电器FU1熔断器RO19C主电路熔断器1FU2熔断器RO19C主电路熔断器2FU3熔断器RO19C主电路熔断器3KM1接触器CJ*8-65主轴电机接触器KM2接触器CJ*8-65主轴电机接触器KM3接触器CJ*8-65快移电机接触器KM4接触器CJ*8-9冷却泵接触器KMY接触器CJ*8-65主轴电机接触器KMΔ接触器CJ*8-65主轴电机接触器KM5接触器CJ*8-9TA互锁触头QS刀开关HS11-200/38总开关KT1时间继电器JS7-2A主轴电机启动继电器KT2时间继电器JS7-2A主轴电机停车继电器M1_WORK指示灯*D1主轴电机指示灯M2_WORK指示灯*D2快移电机指示灯M3_WORK指示灯*D3冷却泵电机指示灯EL照明灯*D4照明M2主轴电机Y200L-8移开工件M1快移电机Y90L-4切削M3冷却泵电机YB100L1-4冷却SB1按钮LA19-11主轴电机、快移电机停顿SB2按钮LA19-11主轴电机正转SB3按钮LA19-11主轴电机反转SB4按钮LA19-11快移电机启动SB5按钮LA19-11冷却泵电机停顿SB6按钮LA19-11冷却电机启动SB7按钮LA19-11主轴电机、快移电机停顿SB8按钮LA19-11主轴电机正转SB9按钮LA19-11主轴电机反转T1变压器BK50380/36/6.3变压五、面板布置图及接线图设计六、设备使用及考前须知1.启动前先检查控制面板的按钮，仪表等是否正常。2.设备使用过过程中应带严格按操作流程执行，启动顺序;QS－SB2－SB3－SB4停车：SB2－QS3.电机在Y－Δ降压起动为完成时，不能按正反转按钮。4.布线一定要合理，交直流电源要严格分开，控制线要与电机动力线，电源线严格分开。5.为保证机床正常工作和延长使用寿命，必须按机床润滑图所示各点经常地、及时给以润滑。6.车床在运行时必须有人看守，中途不得离开。七设计心得本次课程设计，在"电气控制与PLC〞这门课程的根底上，对电机的各种启动、制动，及对应的控制线路进展分析设计。加深了我对通用卧式车床的了解。期间我对各种电器元件的作用及选择规则有了更多的认识。本次课程设计提高了我们的动手能力及解决实际问题的能力。本次课程设计是由熊教授指