《机电设备控制基础》课件-第六章 常用机电设备的电气控制

第六章常用机电设备

的电气控制第一节铣床的电气控制第一节铣床的电气控制铣床可用来加工平面、斜面、沟槽，装上分度头可以铣切直齿齿轮和螺旋面，装上圆工作台还可铣切凸轮和弧形槽。铣床在机械行业的机床设备中占有相当大的比重，按结构型式和加工性能的不同，可分为升降台式铣床、龙门铣床、仿形铣床和各种专用铣床。

升降台式铣床用于加工尺寸不大的工件，特别适用于单件或批量生产，是铣床中应用最广的一种。铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制图6-1卧式万能铣床外形图1-底座2-进给电动机3-升降台4-进给变速手柄及变速盘

5-溜板6-转到部分7-工作台8-刀杆支架9-悬梁10-主轴11-主轴变速箱12-主轴变速手柄13-床身14-主轴电动机铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制一、XA6132型卧式万能铣床的运动及传动情况铣床所用的切削刀具为各种形式的铣刀。铣床的主运动是铣刀的旋转运动；工件在垂直方向（上、下）、横向（前、后）和纵向（左、右）三个相互垂直方向的直线运动是进给运动；而工件在三个相互垂直方向的快速直线运动为辅助运动。主轴传动系统在床身内部，进给系统在升降台内，为此采用单独传动形式，即主轴和工作台分别由主轴电动机、进给电动机拖动，而工作台的快速移动也由进给电动机经快速移动电磁铁来获得。主轴由主轴电动机经主轴变速箱驱动，便可获得18种转速。工作台在三个方向上的进给运动，是由进给电动机经进给变速箱获得18种不同转速，再经不同的传动链传递给三个进给丝杠后实现的。快移时经快速移动电磁铁将进给传动链中的摩擦离合器合上，减少中间传动装置，工件按原运动方向快速移动。铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制二、XA6132型卧式万能铣床的主拖动及其控制1.主拖动对电气控制的要求（1）主轴要求恒功率调速。主轴电动机采用笼型感应电动机，经主轴齿轮变速箱拖动主轴。（2）为能进行顺铣和逆铣加工，要求在加工前预选主轴转动方向。（3）主轴上安装有飞轮，主轴电动机应设有制动停车环节。（4）要求主轴电动机在主轴变速时应具有变速冲动。（5）为适应铣削加工时操作者的正面与侧面操作，应备有两地操作设施。铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制

（1）主轴电动机的起动控制SA4预选转向。SB3(SB4)与KA1配合。当SA4扳向左边时，KM1线圈通电，控制主轴电动机M1正转；当SA4扳向右边时，KM2线圈通电，控制主轴电动机M1反转。（2）主轴电动机的制动控制SB1（SB2），使KM1或KM2线圈断电；同时SB1（106-107）或SB2(106-107)接通电磁离合器YC1，至松开SB1（SB2）时制动过程结束。(3)主轴上刀换刀时的制动控制主轴上刀换刀制动环节由SA2控制，扳动SA2至“接通”位置，SA2（7-8）常闭触点断开主轴电动机的控制接触器KM1(或KM2)，主轴电动机停转；SA2（106-107）常开触点闭合，主轴电动机制动电磁离合器YC1通电，对主轴制动。换刀结束后，扳动SA2至“断开”位置，SA2（106-107）断开，主轴制动解除；SA2（7-8）闭合，为主轴电动机起动做准备。

铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制

(4)主轴变速控制瞬间压下主轴变速行程开关SQ5，使触头SQ5（8-13）闭合，触头SQ5（8-10）断开。主轴不转时变速，SQ5（8-13）闭合使KM1（或KM2）线圈瞬间通电吸合，主轴电动机作瞬时点动，利于齿轮啮合，当变速手柄榫块落进槽内时，SQ5不再受压，触头SQ5（8-13）断开，切断主轴电动机点动电路。在主轴旋转情况下变速时，SQ5（8-10）先使KM1（或KM2）线圈断电，待电机转速下降后再进行变速操作。只是变速完成后倘需再次起动电动机，主轴将在新选转速下旋转。（5）开门断电保护机床左壁龛上安装有限位开关SQ7，门关闭时受压。SQ7的常闭触点与断路器QF的失电压线圈串联。当打开控制箱门时，SQ7常闭触点闭合，使断路器的失电压脱扣器线圈得电，QF断开，达到开门断电保护的目的。铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制三、XA6132型卧式万能铣床进给拖动及其控制

1.进给拖动对电气控制的要求（1）进给拖动系统恒转矩的调速要求。

(2)X62W型铣床工作台运行方式有手动、进给运动和快速移动三种。

(3)对进给电动机的控制采用电气开关、机械挂挡相互联动的手柄操作。(4)“纵向”机械操作手柄，和“垂直与横向”机械操作手柄（称为“十字”手柄）。（5）进给运动的控制也为两地操作。

(6)工作台上、下、左、右、前、后六个方向的运动，每次只可进行一个方向的运动。（7）主轴起动后，进给运动才能进行。（8）为便于进给变速时齿轮的啮合，应具有进给电动机变速冲动。（9）工作台上下左右前后六个方向的运动应具有限位保护。铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制2.进给拖动电气控制电路的分析先分析SA1的状态（1）工作台六个方向的进给纵向手柄实现的左右进给十字手柄实现的上下前后进给（2）进给变速时变速“冲动”的实现（3）进给方向快速移动的控制3.圆工作台的控制

四、冷却泵和机床照明的控制

铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制五、控制电路的联锁与保护

四、冷却泵和机床照明的控制

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.长工作台与圆工作台的联锁4.具有完善的保护

六、X62W型卧式万能铣床电气控制常见故障分析1.主轴停车制动效果不明显或无制动2.主轴停车后短时反向旋转3.主轴变速与进给变速时无变速冲动4.工作台控制电路的故障5.工作台不能快速移动第六章常用机电设备

的电气控制第二节镗床的电气控制铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制第二节镗床的电气控制

镗床是一种精密加工机床，主要用于加工精度高的孔，以及各孔间距离要求较为精确的零件，如一些箱体零件，变速箱、主轴箱等。往往在其上要加工多个尺寸不同的孔，且孔径大、精度高，对孔的同轴度、垂直度、平行度及孔间距等均有精确要求。这些都是钻床难以胜任的。镗床由于刚性好、其可动部分在导轨上的活动间隙小等可满足上述要求。镗床除镗孔外，在万能镗床上还可以钻孔、绞孔和扩孔；用镗轴或平旋盘铣削平面；加上车螺纹附件后车削螺纹；装上平旋盘刀架可以加工大的孔径、端面和外圆。按用途不同，镗床可分为卧式镗床、立式镗床、坐标镗床、金刚镗床和专用镗床。下面以T68卧式镗床为例分析其电气控制。铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制一、卧式镗床的结构、运动形式和拖动特点1．卧式镗床的结构图6-6卧式镗床外形图1-床身2-镗头架3-前立柱4-平旋盘5-镗轴6-工作台7-后立柱8-尾座9-上溜板10-下溜板11-刀具溜板铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制2．卧式镗床的运动形式（1）主运动镗轴与平旋盘的旋转运动。（2）进给运动镗轴的轴向进给，平旋盘刀具溜板的径向进给，镗头架的垂直进给；工作台的横向进给和纵向进给。（3）辅助运动工作台的回转，后立柱的轴向移动和尾架的垂直移动。铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制3．卧式镗床的电气控制特点（1）主运动和进给运动由一台电动机拖动。要求主轴能正、反转，一般采用多速笼型三相感应电动机拖动。（2）为满足加工过程调整工作的需要，主轴电动机应能实现正、反转点动控制。（3）要求主轴停车制动迅速、准确，为此设有主轴电动机电气制动环节。（4）主轴及进给速度可在开车前预选，也可在工作过程中进行变速，为便于变速时齿轮的顺利啮合，应设置变速冲动环节。（5）为缩短辅助时间，设置快速移动电动机，拖动机床各运动部件实现快速移动。（6）应设置必要的联锁与保护环节。铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制二、TSPX619卧式镗床的电气控制图6-4TSPX619型卧式镗床电气控制电路图铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制1．主电动机的正反转控制（1）主轴电动机正反转点动控制由正反转接触器KM1、KM2与正反转点动按钮SB3、SB4组成主电动机M1的点动控制电路。（2）主电动机正反向低速旋转控制SQ处于释放状态，SQ（12-13）断开。当主轴变速和进给变速手柄处于原位时，SQ1、SQ3被压下，SQ1（5-10）、SQ3（10-11）闭合。按下SB1或SB2时，KA1或KA2通电吸合，使KM3、KM1或KM2、KM6相继通电吸合。M1定子绕组联接成△，在全压下直接起动低速旋转。（3）主电动机正反向高速旋转控制电动机高速运转时应将速度选择手柄置于高速挡位，此时高低速行程开关SQ处于压合状态，SQ（12-13）闭合。按下起动按钮时，KM3通电吸合的同时，时间继电器KT也通电吸合。因此，电动机M1在低速运转3s左右的时间后，KT的通电延时断开触头KT（14-21）断开，KM6断电释放；同时，KT的通电延时闭合触头KT（14-23）闭合，KM7、KM8通电吸合，将电动机M1的定子绕组接成YY形（双星形），从而使电动机M1由低速起动后转为高速运转。

铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制2．主电动机停车与制动的控制主电动机的正反转反接制动控制电路由SB6、速度继电器KS、接触器KM1、KM2、KM3组成。以主电动机正向旋转时的停车制动为例，此时速度继电器KS的正向常开触头KS1（14-19）闭合。停车时，按下SB6，SB6（4-5）断开。若电动机M1原来处于低速正转状态，此时KM1、KM3、KM6和KA1断电释放；若电动机M1原来处于高速正转状态，此时KM1、KM3、KM7、KM8、KA1和KT断电释放。限流电阻R串入M1定子电路。而SB6（4-14）闭合，KM2经KS（14-19）通电吸合，并通过KM2（4-14）自锁。KM2、KM4的主触头闭合，经R接通电动机M1的三相电源，M1进行反接制动，其转速迅速下降。当速度下降至速度继电器复位时，KS1（14-19）断开，KM2、KM4线圈先后断电释放，其主触头切断主电动机的三相电源，反接制动结束。铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制3．主轴变速与进给变速的变速冲动（1）变速的操作过程（2）主轴电动机停车状态下的变速冲动变速手柄拉出，由于SQ1的释放、SQ2压合，通过SQ1（4-14）、KS1（14-17）、SQ2（17-15）使KM1通电吸合，通过SQ1（4-14）、KT（14-21）、KM7（21-22）使KM6通电吸合，电动机M1串入电阻R，在低速接法下正向起动。（3）主轴电动机旋转状态下的变速冲动拉出主轴变速手柄时，SQ1释放，SQ1（5-10）断开，KM3和KT（高速时）断电释放，KM3（5-18）使KM1断电释放。同时通过SQ1（4-14）、KS1（14-19）使KM2通电吸合，KM4也通电吸合，电动机M1先在低速接法下串入电阻R反接制动，其转速很快下降。

4．镗头架和工作台快速移动的控制5．机床的联锁保护铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制三、T68镗床的常见电气故障分析T68镗床的主电动机为双速电动机，机械装置与电气的配合较多，下面侧重分析这方面的故障。1．主轴的实际转速比变速盘指示的转速成倍提高或降低主要点在于SQ。2．主轴电动机只有高速挡无低速挡，或只有低速挡而无高速挡常见的原因是时间继电器KT不动作。3．主轴电动机无变速冲动，或在运行中变速后主轴电动机不能自行起动主轴的变速冲动是由与变速手柄联动的行程开关SQ1和SQ2来控制的。而SQ1、SQ2采用的是LX1型行程开关，它们往往由于安装不牢发生位置偏移，使触头接触不良，无法完成控制任务。甚至因SQ1的绝缘被击穿，导致SQ1（5-10）发生短路。这时即使变速手柄拉出，电路仍断不开，使主轴变速无法实现。第六章常用机电设备

的电气控制第三节桥式起重机的电气控制铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制第五节桥式起重机的电气控制一、桥式起重机概述起重机类型很多，按其构造分有桥架型起重机（如桥式起重机、龙门起重机等），缆索型起重机，臂架型起重机（如塔式起重机、流动式起重机、门座起重机、铁路起重机、浮动起重机、桅杆起重机等）；按其取物装置和用途分为：吊钩起重机、抓斗起重机、电磁起重机，冶金起重机，堆垛起重机，集装箱起重机，安装起重机，救援起重机等。它们广泛应用于厂矿企业、港口车站、仓库料场、建筑安装、电站等部门。桥式起重机是机械和冶金工业企业中广泛使用的起重设备，又称“天车”或“行车”，是一种横架在固定跨间上空用来吊运各种物件的设备。铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制1.桥式起重机的结构及运动情况图6-5桥式起重机总体结构示意图1-驾驶室2-辅助滑线架3-控制盘4-小车5-大车电动机6-大车端梁7-主滑线8-大车主梁9-电阻箱铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制2.桥式起重机的主要技术参数（1）起重量（2）跨度（3）起升高度（4）工作速度（5）工作级别3.桥式起重机对电力拖动和电气控制的要求（1）起重用电动机的特点（2）提升机构与移行机构对电力拖动自动控制的要求

铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制二、提升机构的电气控制1.凸轮控制器控制的提升机构控制电路

1-静触头2-动触头3-触头弹簧4-复位弹簧5-滚子6-绝缘方轴7-凸轮图6-6凸轮控制器工作原理图铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制图6-7KT14-25/J1型凸轮控制器提升机构电气原理图图6-8凸轮控制器提升电动机机械特性铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制2.主令控制器控制的提升机构电路

图6-9PQR10B型主令控制电路图6-13PQR10B型主令控制器控制电动机机械特性铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制（3）电路的联锁与保护1）限制高速下降的环节。2）确保反接制动电阻串入情况下进行制动下降的环节。3）制动下降挡位与强力下降挡位相互转换时断开机械制动的环节。4）顺序联锁保护环节。5）完善的保护。三、移行机构的电气控制四、起重机的保护1.保护箱2.制动器与制动电磁铁3.其他安全装置（1）缓冲器（2）提升高度限位器（3）载荷限制器及称量装置第六章常用机电设备

的电气控制第四节组合机床的电气控制铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制第四节组合机床的电气控制

通用机床生产效率低、操作频繁、工人劳动强度大。为实现生产专业化、自动化，提高生产效率，逐步形成了各类专用机床。专用机床往往是为完成工件某道或几道工序的加工而设计的。一般采用多刀加工，具有自动化程度高、加工精度稳定、生产效率高、结构简单、操作方便等优点。但当加工工件结构与尺寸改变时，须重新调整或重新设计制造机床。为了克服专用机床的弊端，组合机床应运而生。组合机床是以通用部件为基础，配合少量的专用部件组合而成。具有结构简单、生产效率和自动化程度高、便于调整组合成新的机床、适应加工工件结构尺寸以及形状变化的需要、机床本身的生产周期短等特点。铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制图6-11单工位三面复合式组合机床结构示意图1、6、10-滑台2、9、13-动力头3、5、8-变速箱4-工件7-立柱11-底座12-工作台铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制一、组合机床控制电路基本环节1.多台电动机同时起动并能单独工作的电路2.两台动力头同时起动，同时或分别停机的电路图6-12多台电动机同时起动并可单独工作的电路图6-13两台电动机同时起动、同时停止的电路铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制图6-14两台电动机同时起动、分别停机的电路3.主轴不转时引入和出的电路图6-15主轴不转时引入与退出电路铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制4.危险区自动切断电动机的电路图6-19危险区示意图图6-17两动力头同时起动避开危险区电路铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制图6-18两台动力头分别起动避开危险区的电路铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制二、通用部件的参考电路1.小型机械动力头的电气控制（1）小型机械钻孔动力头的控制电路1-进给电磁离合器2-拖动电动机3-减速器4、14-蜗杆5、13-涡轮6-制动电磁离合器7-配换齿轮8-花键套筒9-弹簧10-原位开关11-挡铁12-终端开关15-主轴套筒16-主轴17-凸轮滚子18-端面凸轮图6-22机械钻孔动力头传动系统示意图铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制图6-20小型机械钻孔动力头控制电路图6-21凸轮进给小型机械动力头攻螺纹电路铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制2.箱体移动式机械动力头电路图6-22箱体移动式机械动力头传动系统示意图铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制（1）箱体移动式机械动力头传动原理主电动机M1通过变速齿轮zE、zF带动主轴旋转。箱体的进给运动由主轴上的蜗杆z1、蜗轮z2，经过电磁离合器YCl（一次进给）或YC2（二次进给），再经过一对变换齿轮zA、zB（一次进给）或zC、zD（二次进给）传递给第二对蜗杆z3、蜗轮z4，带动装有螺母的套简回转，由于丝杠被快速电动机M2端部的制动电磁铁YB抱住不转，所以套简回转实现了箱体（或主轴）的一次（或二次）进给。动力头的快速进给由快速电动机M2经减速齿轮zG、zH带动丝杠旋转，这时装有螺母的套筒不转，丝杠驱动箱体实现快速进给，此时制动电磁铁是松开的。主轴电动机与快速电动机配合，可完成如图6-23所示的工作循环图6-23箱体移动式机械动力头工作循环图铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制图6-24箱体移动式机械动力头二次进给控制电路铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制3.机械动力滑台控制电路图6-25机械动力滑台传动示意图铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制图6-26不带反向工作进给的机械动力滑台控制电路铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制图6-27具有反向工作进给的机械动力滑台控制电路铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制4.液压动力滑台的控制电路图6-28液压动力滑台二次进给液压系统图一次工作进给二次工作进给死挡铁停留快速退回原位停止

铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制表6-1元件动作表元件工步YV1YV2行程阀KP原位----快进+---工进+-+-死挡铁停留+-+-/+快退-++/--注：表中“－”表示无外力作用；“＋”表示受外力作用动作。铣床电气控制镗床电气控制起重机的电气控制组合机床电气控制图6-33具有二次工作进给控制电路的执行电路第六章常用机电设备

的电气控制习题铣床电气控制