数控机床常用电气元件

<数控机床缺点诊断与维修>工程一数控机床常用电气元件数控机床常用低压电器及选择1.11.2机床电气控制系统识图1.3机床电气系统根本环节1.4典型数控机床电器控制线路分析1.1.1概述1.1.2主令电器1.1数控机床常用低压电器及选择1.1.4低压断路器1.1.6继电器1.1.8变压器及直流稳压电源1.1.3组合开关1.1.5接触器1.1.7维护电器1.1.1概述对电能的消费、保送、分配和运用起控制、调理、检测、转换及维护作用的电工器械称电器。任务在交流电压1200V，或直流电压1500V及以下的电路中起通断、维护、控制或调理作用的电器产品叫做低压电器。一、低压电器的分类按用途分类低压电器的分类用于各种控制电路和控制系统的电器，如接触器、继电器等。控制电器用于自动控制系统中发送控制指令的电器，如按钮、行程开关等。主令电器用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等。执行电器用于维护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器等。维护电器用于电能的保送和分配的电器。如低压断路器、隔离器。配电电器一、低压电器的分类按任务原理分类低压电器的分类根据电磁感应原理来任务的电器，如交直流接触器、各种电磁式继电器等。电磁式电器电器的任务是靠外力或某非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器压力继电器、温度继电器等。控制电器二、低压电器的开展方向目前正沿着体积小、分量轻、平安可靠、运用方便的方向开展，大力开展电子化的新型控制电器，如接近开关、光电开关、电子式时间继电器、固态继电器与接触器等以顺应控制系统迅速电子化的需求。1.1.2主令电器主令电器是用来发布命令、改动控制系统任务形状的电器。主要有控制按钮、行程开关、接近开关开关等。一、控制按钮按钮的外形图和构造常用于接通和断开控制电路。(a)外形图常闭触点常开触点(b)构造一、控制按钮按钮图形符号和文字符号SBSBSB动合〔常开〕触头动断〔常闭〕触头复合触头按钮的选择应根据运用场所、控制电路所需触点数目及按钮颜色等要求选用。一、控制按钮数控机床上的按钮站普通用：红色表示停顿和急停；绿色表示起动；黑色表示点动；蓝色表示复位；另外还有黄、白等颜色，供不同场所运用。二、行程开关作用：用来控制某些机械部件的运动行程和位置或限位维护。构造：行程开关是由操作机构、触点系统和外壳等部分成。分类：按构造分为直杆式旋转式单轮旋转式双轮旋转式二、行程开关行程开关构造与按钮类似，但其动作要由机械撞击。未撞击撞击(a)外形图(b)表示图二、行程开关行程开关的选择在选择行程开关时，应根据被控制电路的特点、要求、消费现场条件和触点数量等要素进展思索。常用的行程开关有LX19、LX31、LX32、JLXK1等系列产品。符号常开〔动合〕触点常闭〔动断〕触点SQSQ三、接近开关接近开关又称无触点行程开关，它是一种非接触型的检测安装。1、作用：可以替代行程开关完成传动安装的位移控制和限位维护，还广泛用于检测零件尺寸、测速和快速自动计数以及加工程序的自动衔接等。2、特点：任务可靠、寿命长、功耗低、反复定位精度高、灵敏度高、频率呼应快以及顺应恶劣的任务环境等。3、分类：按任务原理分为高频振荡型电容型永久磁铁型霍尔效应型三、接近开关4、高频振荡型接近开关感应头高频振荡器整形放大器信号输出金属体振荡线圈交变磁场无金属体接近金属体接近振荡器振荡后，在感应头的感应面上产生交变磁场，当金属物体进入高频振荡器的线圈磁场〔感应头〕时，金属体内部产生涡流损耗，吸收了振荡器的能量，使振荡减弱以致停振。振荡与停振两种不同的形状，由整形放大器转换成二进制的开关信号，从而到达检测有无金属物的目的。三、接近开关5、常用接近开关：主要系列产品有LJ2、LJ6、LXJ18和35G等系列。6、接近开关的文字符号及图形符号a)动合触点SQb)动断触点SQ1.1.3组合开关常用在机床的控制电路中，作为电源的引入开关或是自我控制小容量电动机的直接起动、反转、调速和停顿的控制开关等。组合开关有单极、双极和多极之分。组合开关外形图由动触片、静触片、转轴、手柄、凸轮、绝缘杆等部件组成。当转动手柄时，每层的动触片随转轴一同转动，使动触片分别和静触片坚持接通和分断。为了使组合开关在分断电流时迅速熄弧，在开关的转轴上装有弹簧，能使开关快速闭合和分断。组合开关的图形符号和文字符号Q〔b〕三极组合开关的主要参数有额定电压额定电流有10A、25A、60A等极数Q〔a〕单极1.1.4、低压断路器低压断路器又称自动空气开关或自动空气断路器，简称自动开关。一、低压断路器的作用及分类作用：用于电动机和其他用电设备的电路中，在正常情况下，它可以分断和接通任务电流；当电路发生过载、短路、失压等缺点时，它能自动切断缺点电路，有效地维护串接于它后面的电器设备；还可用于不频繁地接通、分断负荷的电路，控制电动机的运转和停顿。分类：按构造分为框架式〔万能式〕塑料外壳式〔安装式〕二、低压断路器的构造和任务原理锁钩过流脱扣器欠压脱扣器衔铁连杆安装释放弹簧过载脱扣器二、低压断路器的构造和任务原理触点系统和灭弧安装：用于接通和分断主电路，为了加强灭弧才干，在主触点处装有灭弧安装。脱扣器是断路器的感测元件，当电路出现缺点时，脱扣器收到信号后，经脱扣机构动作，使触点分断。①欠压脱扣器②过电流脱扣器③过载脱扣器脱扣机构和操作机构是断路器的机械传动部件，当脱扣构造接纳到信号后由断路器切断电路。三、低压断路器的图形符号和文字符号QF四、低压断路器的主要技术参数额定电压额定电流极数脱扣器型整定电流范围分断才干动作时间等五、低压断路器的选用原那么1〕根据电气安装的要求确定断路器的类型2〕根据对线路的维护要求确定断路器的维护方式3〕低压断路器的额定电压和额定电流应大于或等于线路、设备的正常任务电压和任务电流4〕低压断路器的极限通断才干大于或等于电路最大短路电流5〕欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压6〕过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流1.1.5接触器一、接触器的用途和分类用途：用来频繁接通和断开电动机或其他负载主电路。是机床电动机主电路中最重要的控制电器。分类：接触器分为交流接触器

直流接触器二、接触器的构造电磁系统触点系统灭弧安装接触器构造电磁系统电磁系统由铁心衔铁励磁线圈等几部分组成常用的磁路构造1-衔铁2-铁心3-线圈点接触式:用于电流不大的场所面接触式:用于电流较大的场所触头系统构造有桥式指式:适宜于触头分合次数多、电流大的场所触头分为主触头:用于通断电流较大的主电路。辅助触头:用于通断电流较小的控制电路。灭弧安装作用：用来迅速熄灭主触点在分断电路时所产生的电弧，维护触点不受电弧灼伤，并使分断时间缩短。灭弧措施：〔1〕机械灭弧〔2〕磁吹灭弧〔3〕窄缝灭弧〔4)栅片灭弧栅片灭弧1-熄弧栅片2-触点3-电弧三、接触器的任务原理当接触器的励磁线圈通电后，在衔铁气隙处产生电磁吸力，使衔铁吸合。由于主触点支持件与衔铁固定在一同，衔铁吸合带动主触点也闭合，接通主电路。与此同时，衔铁还带动辅助触电动作，使动合触点闭合，动断触点断开。当线圈断电或电压显著降低时，电磁吸力消逝或变小，衔铁在复位弹簧的作用下翻开，使主、辅触电恢复到原来的形状，把电路切断。四、交流接触器交流接触器用于远间隔控制电压至380V，电流至600A的交流电路，以及频繁起动和控制交流电动机的控制电器。常用的交流接触器产品，国内有NC3〔CJ46〕、CJ12、CJ10X、CJ20、CJX1、CJX2等系列；引进国外技术消费的有B系列、3TB、3TD、LC—D等系列。CJ20系列交流接触器的主触点均做成三极，辅助触点那么为两动合两动断方式。此系列交流接触器常用于控制笼型电动机的起动和运转。1-动触头2-静触头3-衔铁4-缓冲弹簧5-电磁线圈6-铁心7-垫毡8触头弹簧9-灭弧罩10-触头压力簧片构造表示图五、直流接触器直流接触器与交流接触器的任务原理一样。构造也根本一样，不同之处是，铁心线圈通以直流电，不会产生涡流和磁滞损耗，所以不发热。为方便加工，铁心由整块软钢制成。为使线圈散热良好，通常将线圈绕制生长而薄的圆筒型，与铁心直接接触，易于散热。常用的直流接触器有：CZ0、CZ18等系列。六、接触器的图形和文字符号KMKMKM线圈常开〔动合〕触头常闭〔动断〕触头

KM七、接触器的主要技术参数1、额定电压2、主触头额定电流3、辅助触头额定电流4、主触点和辅助触点数目5、吸引线圈额定电压6、接通和分断才干八、接触器的选用1〕控制交流负载应选用交流接触器，控制直流负载那么选用直流接触器。2〕接触器的运用类别应与负载性质相一致。3〕主触点额定电压应大于或等于负载回路的额定电压。4〕主触点的额定电流应大于或等于负载的额定电流。5〕吸引线圈电流种类和额定电压应与控制回路电压相一致，接触器在线圈额定电压85%及以上时应能可靠吸合。6〕接触器的主触点和辅助触点的数量应满足控制系统的要求。交流接触器按运用类别分为12种，运用类别代号和相应典型用途举例如下：

使用类别代典型用途举例AC-1无感或微感负载、电阻炉AC-2绕线转子异步电动机的起动、分断AC-3笼型电动机的起动、运转中分断AC-4笼型电动机的起动、反接制动AC-5a控制放电灯的通断AC-5b控制白炽灯的通断AC-6a变压器的通断运用类别1.1.6继电器继电器是一种利用电流、电压、时间、温度等信号的变化来接通或断开所控制的电路，以实现自动控制或完成维护义务的自动电器。一、中间继电器中间继电器和接触器的构造和任务原理大致一样。主要区别：接触器的主触点可以经过大电流；继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能经过小电流。所以，继电器普通用于机床的控制电路中。二、时间继电器时间继电器是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过一段时间延时后触头才动作的继电器。适用于定时控制。按任务原理分空气阻尼式电磁式电动式电子式等。按延时方式分通电延时型断电延时型数控机床中普通由计算机软件实现时间控制。时间继电器的文字符号和图形符号a)b)c)d)e)f)g)h)i)KTKTKTKTKTKTKTKT普通线圈符号b)通电延时线圈c)断电延时线圈d)延时闭合的动断触点e)延时断开的动断触点f)延时断开的动合触点g)延时闭合的动断触点h)瞬时动合触点i)瞬时动断触点1.1.7维护电器灭弧器熔断器电压继电电流继电器热继电器热继电器触点接线柱热元件导板触点主电路接线柱电流调理凸轮手动复位按钮(a)外形(b)构造热继电器作用及分类热继电器是一种利用电流的热效应来切断电路的维护电器。专门用来对延续运转的电动机进展过载及断相维护，以防电动机过热而烧毁。按相数分为两相热继电器三相热继电器不带断相维护带断相维护热继电器热继电器任务原理：发热元件接入电机主电路，假设长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其弯曲，推进导板运动，常闭触点断开。热继电器主要参数及常用型号主要参数1.热继电器额定电流：指可以安装的热元件的最大整定电流2.相数3.热元件额定电流：指热元件的最大整定电流。4.整定电流：指长期经过热元件而不引起热继电器动作的最大电流。按电动机额定电流整定。5.调理范围：是指手动调理整定电流的范围。常用的热继电器有JR0、JR14、JR15、JR16、R20等系列。热继电器的根本技术数据可查阅有关资料。热继电器的选择1〕根据实践要求确定热继电器的构造类2〕根据电动机的额定电流来确定热继电器的型号、热元件的电流等级和整定电流。a)热元件b)动断触点FR电流继电器根据输入电流大小而动作的继电器。运用时，电流继电器的线圈和被维护的设备串联，其线圈匝数少而线径粗、阻抗小、分压小，不影响电路正常任务。按用途分为过电流继电器：当电路发生短路及过流时立刻切断电路欠电流继电器：当电路电流过低时立刻切断电路I＞KII＜KIa)过电流继电器线圈b)欠电流继电器线圈c)动合触点d)动断触点电压继电器根据输入电压大小而动作的继电器。运用时，电压继电器的线圈与负载并联，其线圈匝数多而线径细。电压继电器分过电压继电器：起过电压维护作用欠电压继电器：起欠电压维护作用零电压继电器：起零电压维护作用U＞KVU＜KVa)过电压继电器线圈b)欠电压继电器线圈c)动合触点d)动断触点熔断器用于低压线路中的短路维护。常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器和有填料式熔断器。FU熔断器的选择1.根据线路的要求、运用场所和安装条件选择熔断器类型。2.熔断器额定电压应大于或等于线路的任务电压。3.熔断器额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流。4.熔体额定电流的选择1〕电路上、下两级都装设熔断器时，为使两级维护相互配合良好，两极熔体额定电流的比值不小于1.6：1。2〕用于电炉、照明等电阻性负载的短路维护，熔体的额定电流等于或稍大于电路的任务电流。3〕维护一台异步电动机时，思索电动机冲击电流的影响，熔体的额定电流按下式计算：IfN≥〔1.5～2.5〕IN式中：IfN---熔体额定电流；IN---电动机额定电流4〕维护多台异步电动机时，假设各台电动机不同时起动，那么应按下式计算：IfN≥〔1.5～2.5〕INmax+∑IN灭弧器(阻容吸收安装〕用途：消除交流电路中感性负载如：接触器等通断操作中的接点火花干扰。构造：由一个电阻和一个电容串联而成。分类：分为单相和三相。RCRCRCRCRC1.1.8变压器及直流稳压电源变压器直流稳压电源变压器作用：将某一数值的交流电压变换成频率一样但数值不同的交流电压。1、机床控制变压器适用于50HZ—60HZ，输入电压不超越交流600V的电路，常作为各类机床机械设备中普通电器的控制电源和步进电动机驱动器，部分照明及指示灯的电源。2、三相变压器在三相交流系统中，三相电压的变换普通采用三相变压器来实现。在数控机床中三相变压器主要是给伺服系统供电。

变压器TT单相变压器三相变压器3、变压器的选择机床常用控制变压器型号有：JBK系列，BK系列等。变压器主要参数有：初级电压；次级电压。1〕根据实践负载情况选择初级额定电压U1，再选择次级额定电压U2，U3……。2〕根据实践负载情况，确定各次级绕组额定电流I1、I2……，普通绕组的额定输出电流应大于或等于额定负载电流。3〕次级额定容量由总容量确定。总容量算法：P2=U2I2+U3I3+U4I4+……变压器直流稳压电源功能：将非稳定交流电源变成稳定直流电源。在数控机床电气控制系统中，为驱动器控制单元，直流继电器，信号指示灯等提供直流电源。数控机床中主要运用开关电源一体化电源~-VC图形符号及文字符号：1、开关电源被称作高效节能电源。GZM-U40型开关电源的外观图。主要参数：输入AC电压；输入频率；冷态冲击电流；维护方式；启动上升坚持时间；平安规范；输出电压调整；纹波噪声；效率等。直流稳压电源直流稳压电源2、一体化电源是采用外壳传导冷却方式的AC/DC开关电源。4NIC系列电源的型号含义：外形图：输出功率上限4NIC—K2—2000输出功率下限开关电源集成一体化3、直流稳压电源的选择选择时主要思索：电源的输出功率，输出路数。电源的尺寸。电源的安装方式和安装孔位。电源的冷却方式。电源在系统中的位置及走线。环境条件。绝缘强度。电磁兼容性。直流稳压电源1.2.1电气原理图1.2.2电器元件布置图1.2机床电气控制系统识图1.2.3电气安装接线图1.2.4电气识图方法与步骤1.2.1电气原理图电气控制系统图：指根据国家电气制图规范，用规定的电气符号、图线来表示系统中各电气设备、安装、元器件的衔接关系的电气工程图。电气控制系统图包括：1、电气原理图2、电器元件布置图3、电气安装接线图电气原理图：表示电流从电源到负载的传送情况和各电气元件的动作原理及相互关系，而不思索各电器元件实践安装的位置和实践连线情况。一、文字符号和图形符号1、文字符号用来表示电气设备、安装、元器件的称号、功能、形状和特征的字符代码。例如，FR表示热继电器。2、图形符号用来表示一台设备或概念的图形、标志或字符。例如，“～〞表示交流，表示电阻等。国家电气图用符号规范GB/T4728规定了电气简图中图形符号的画法，该规范及国家电气制图规范GB/T6988于1997年1月1日正式开场执行。二、电气原理图绘制原那么主电路用粗线条画在左边；控制电路用细线条画在右边。电器元件，采用国家规范规定的图形符号和文字符号表示。需求测试和拆、接外部引线的端子，运用图形符号“空心圆〞表示。电路的衔接点用“实心圆〞表示。同一电器元件的各部件可不画在一同，但文字符号要一样。假设有多个同一种类的电器元件，可在文字符号后加上数字符号的下标，如KM1、KM2等。一切按钮、触点均按没有外力作用和没有通电时的原始形状画出。控制电路的分支电路，原那么上按动作顺序和信号流自上而下或自左至右的原那么绘制。二、电气原理图绘制原那么电路图应按主电路、控制电路、照明电路、信号电路分开绘制。直流和单相电源电路用程度线画出，普通画在图样上方，相序自上而下陈列。中性线〔N〕和维护接地线〔PE〕放在相线之下。主电路与电源电路垂直画出。控制电路与信号电路垂直画在两条程度电源线之间。耗电元件〔如电器的线圈，电磁铁，信号灯等〕直接与下方程度线衔接。控制触点衔接在上方程度线与耗电元件之间。当图形垂直放置时，各元器件触点图形符号以“左开右闭〞绘制。当图形为程度放置时以“上闭下开〞绘制。电气原理图三、图区的划分在图样的下方沿横坐标方向划分图区，并用数字编号。同时在图样的上方沿横坐标方向划区，分别标明该区电路的功能。四、符号位置的索引元件的相关触点位置的索援用图号、页次和区号组合表示。图08/26/B2图区行号，列号〔无行号时只写列号〕页次〔仅一页时可省略〕图号〔只需一个多页图样时，可省略〕四、符号位置的索引接触器和继电器的触点位置可采用附图的方式表示。左栏中栏右栏主触点的图区号辅助动合触点的图区号辅助动断触点的图区号接触器各栏的含义：继电器各栏的含义：左栏右栏动合触点的图区号动断触点的图区号五、主电路各接点标志三相交流电源引入线采用L1、L2、L3标志。电源开关之后的分别按U、V、W顺序标志。分级三相交流电源主电路可采用1U、1V、1W；2U、2V、2W等。各电动机分支电路各接点可采用三相文字代号后面加数字来表示如：U11、U21等，数字中的十位数字表示电动机代号，个位数字表示该支路的接点代号。控制电路采用阿拉伯数字编号，普通由三位或三位以下的数字组成1.2.2、电器元件布置图电器元件布置图详细绘制出电气设备、零件的安装位置。图中各电器代号应与有关电路和电器清单上一切元器件代号一样。1.2.3安装接线图安装接线图是用来阐明电气设备各单元之间的接线关系。图中阐明了电气设备外部元件的相对位置及它们之间的电气衔接，是实践安装接线的根据。1.2.4电气识图方法与步骤识图方法识图步骤识图方法1、结合电工根底知识识图在掌握电工根底知识的根底上，准确、迅速地识别电气图。如改动电动机电源相序，即可改动其的旋转方向的控制。2、结合典型电路识图典型电路就是常见的根本电路，如电动机的起动、制动、顺序控制等。不论多复杂的电路，几乎都是由假设干根本电路组成的。因此，熟习各种典型电路，是看懂较复杂电气图的根底。3、结合制图要求识图在绘制电气图时，为了加强图纸的规范性、通用性和表示性，必需遵照一些规那么和要求，利用这些制图的知识可以准确地识图。识图步骤1、预备：了解消费过程和工艺对电路提出的要求；了解各种用电设备和控制电器的位置及用途；了解图中的图形符号及文字符号的意义。2、主电路：首先要仔细看一遍电气图，弄清电路的性质，是交流电路还是直流电路。然后从主电路入手，根据各元器件的组合判别电动机的任务状可。如电动机的起停、正反转等。3、控制电路:：分析完主电路后，再分析控制电路，要按动作顺序对每条小回路逐一分析研讨，然后再全面分析各条回路间的联络和制约关系，要特别留意与机械、液压部件的动作关系。4、最后阅读维护、照明、信号指示、检测等部分。1.3.1笼型异步电动机直接起动控制1.3.2笼型异步电动机正反转控制1.3机床电气控制系统根本环节返回1.3.3笼型异步电动机降压起动控制1.3.4笼型异步电动机制动控制1.3.5按顺序任务时的联锁控制1.3.1笼型异步电动机直接起动控制点动控制既能长动又能点动的控制电路延续运转控制点动控制常用于机床主轴或任务台的调整；机床的试车、检修等。L1L2L3KMSBQSKMM3～FU1FU2点动按钮任务过程：先接通电源开关QS电动机断电停转KM主触头闭合按下SBKM线圈得电松开SBKM线圈断电KM主触头复位电动机M通电起动延续运转控制KMSB1SB2KMQSKMFRM3~L1L2L3FRFU1FU2短路维护过载保护起动按钮停顿按钮自锁触头维护环节短路维护：FU1、FU2过载维护：FR欠压失压维护：KM自锁环节任务过程：先接通电源开关QS按下SB2KM线圈得电KM主触头闭合电动机运转KM动合辅助触头闭合自锁按下SB1KM线圈断电电动机停既能长动又能点动的控制电路KMFRSB1KMSB2SB3☆按下SB2，KM得电自锁，电动机延续运转。☆按下SB1，KM断电，电动机停转☆按下点动按钮SB3，KM得电，电动机运转。松开SB3，KM断电，电动机停转。☆点动按钮SB3的作用：(1)使接触器线圈KM通电；(2)使线圈KM不能自锁。停顿按钮复合按钮点动按钮1.3.2电动机的正反转控制用于机床任务台的前进与后退或主轴的正反转等。由电动机原理可知，只需把电动机的三相电源进线中的恣意两相对调，就可改动电动机的转动方向。需求用两个接触器来实现这一要求。当正转接触器任务时，电动机正转；当反转接触器任务时，将电动机接到电源的恣意两根联线对调一下，电动机反转。一、按钮控制的正反转控制电路正转反转电气互锁按钮联锁一、按钮控制的正反转控制电路接触器互锁的正反转控制完成“正转-停-反转〞或“反转-停-正转〞的电气控制。线路的动作原理:合上电源开关QS按SB1反转控制：按SB3正转控制：按SB2KM1线圈得电KM1自锁触头闭合KM1主触头闭合KM1互锁触头断开电动机M正转KM1线圈失电电动机M停转KM2线圈得电电动机M反转SB1KM1SB3KM2KM2KM1KM2KM1SB2互锁互锁正转按钮反转按钮按钮接触器联锁的正反转控制可实现“正—反—停〞或“反—正—停〞的操作控制。线路的动作原理按下SB2KM1得电电动机正转正转：按下SB3KM1断电KM2得电反转：电动机反转SB1KM1SB3KM2KM2KM1KM2KM1SB2互锁互锁按钮联锁二、行程开关控制的正反转电路自动往返运动：SQ1SQ3SQ4SQ2前进(正转〕后退12行程开关挡块到达预定位置挡铁1撞击SQ1按下SB2KM1通电电机正转任务台前进停顿正转KM1断电KM2得电电机反转任务台后退SB1KM1SB3KM2KM2KM1SQ2SQ1KM2KM1SB2SQ3SQ4Y-△降压起动定子串电阻降压起动1.3.3笼型异步电动机降压起动控制定子串电阻降压起动按下SB2KM1得电KT得电计时电电动阻机起串动KM2得电电动机全压运转图中电动机由降压起动转为全压运转后KM1和KT均断电，只需KM2得电。按下SB1，电动机停