機械課程設(shè)計

1、機電傳動控制課程設(shè)計說明書院系班級 計算機學院 姓 名 趙威 學 號012301744137 指導老師 熊巍老師 目錄一、課程設(shè)計的內(nèi)容及目的3二、系統(tǒng)總體方案設(shè)計32.1控制要求的分析32.2系統(tǒng)硬件配置及組成原理42.2.1系統(tǒng)硬件配置42.2.2組成原理42.3系統(tǒng)變量定義及分配表52.4系統(tǒng)可靠性設(shè)計6三、控制系統(tǒng)設(shè)計73.1原理圖73.1.1主電路73.1.2控制電路83.2元件選型83.2.1熔斷器的選擇83.2.3熱繼電器的選擇93.2.4交流接觸器的選擇10四、設(shè)計心得10專用榫齒銑電氣控制系統(tǒng)設(shè)計一、課程設(shè)計的內(nèi)容及目的專用榫齒銑電氣控制系統(tǒng)設(shè)計，使用繼電器接觸器電路實現(xiàn)控制

2、。榫齒銑加工的循環(huán)圖如圖所示。設(shè)計目的：1）具有兩種控制選擇，即加工時的連動循環(huán)及調(diào)整中的單機點動（快進、工進、快退）。2）有照明及必要的燈光顯示。3）有必要的電氣保護與連鎖。二、系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1控制要求的分析榫齒機是用于某型發(fā)動機葉片根部榫齒銑削加工的一種高效專用銑床，有四臺電動機拖動即：（1） 銑刀主軸拖動電機M1：主要負責主軸的拖動。（2） 銑刀架工進拖動電機M2,：主要負責刀架的工進拖動。（3） 銑刀架快進拖動電機M3：主要負責刀架的快進拖動和快退拖動。（4） 冷卻泵拖動電機M4：主要負責冷卻泵的拖動。2.2系統(tǒng)硬件配置及組成原理2.2.1系統(tǒng)硬件配置銑刀主軸拖動電機M1 ，銑刀

3、架工進拖動電機M2，銑刀架快進拖動電機M3，冷卻泵拖動電機M4.熱繼電器，變壓器，交流接觸器，熔斷器，電源，開關(guān)等。2.2.2組成原理開關(guān)QS控制整個電路的總電源。熔斷器Fu在電路中起到保護整個電路防止各電氣設(shè)備的電流過載或短路時破壞損失的進一步擴大。將四臺電動機并聯(lián)到電路上以使電動機可以同時啟動。由交流接觸器KM1對主軸拖動電機M1進行控制同時又由熱繼電器FR1對主軸拖動電機M1進行保護；由交流接觸器KM2對銑刀架工進拖動電機M2進行控制同時又由熱繼電器FR2對銑刀架工進拖動電機M2進行保護；由交流接觸器KM3對銑刀架快進拖動電機M3進行正轉(zhuǎn)控，由交流接觸器KM4對銑刀架快進拖動電機M3進行

4、反轉(zhuǎn)控制同時又讓交流接觸器KM3和KM4構(gòu)成互鎖又由熱繼電器FR3對銑刀架快進拖動電機M3進行保護；交流接觸器KM4對冷卻泵拖動電機M4進行控制又由熱繼電器FR4對冷卻泵拖動電機進行保護。當開啟榫齒機時，按鈕開關(guān)SB2交流接觸器自鎖KM1銑刀主軸拖動電機M1開始轉(zhuǎn)動，按下開關(guān)SB1則銑刀主軸拖動電機M1停轉(zhuǎn)。按手動選擇開關(guān)SA則可以設(shè)置照明電燈EL的開啟或者關(guān)閉。按按鈕開關(guān)SB7則交流接觸器KM4自鎖冷卻泵拖動電機M4開始轉(zhuǎn)動帶動冷卻泵停轉(zhuǎn)，按下開關(guān)SB6則冷卻泵拖動電機M4停轉(zhuǎn)。當主軸轉(zhuǎn)動后，按按鈕SB9中間繼電器接通，進入自動循環(huán)控制；按下開關(guān)SB6則銑刀架工進。當按下開關(guān)SB2則銑刀架快

5、進。當壓行程開關(guān)SB3使銑刀使快進拖動電機M3反轉(zhuǎn)帶動銑刀架快退。2.3系統(tǒng)變量定義及分配表1) 刀開關(guān)QS控制整個電路的總電源；2) 熔斷器Fu1在電路中起到保護整個電路防止各電氣設(shè)備的電流過載或短路時破壞損失的進一步擴大；3) 照明燈由SA控制；4) SB在電路中起到控制電路的閉合與斷開；5) 行程開關(guān)能夠起到 也被稱為限位開關(guān)，通過其他物體的位移來控制電路的通段。行程開關(guān)可以被安裝在相對靜止的靜物或相對運動的動物上，當動物與靜物發(fā)生相對運動時，行程開關(guān)可感知兩者之間位移并以連桿驅(qū)動開關(guān)觸動點閉合或分斷，以控制電路和機構(gòu)的動作；電氣原件的分配表文字符號名稱型號規(guī)格KM1交流接觸器CJ0-1

6、0線圈電壓380VKM2交流接觸器CJ0-10線圈電壓380VKM3 KM5交流接觸器CJ0-10線圈電壓380VKM4交流接觸器CJ0-10線圈電壓380VTC變壓器BK-5050V*A 380V/36VQS閘刀開關(guān)HD9SA自動手動選擇開關(guān)SQ1，SQ2，SQ3行程開關(guān)JKXK1-311FU熔斷器EL照明燈A19交流36VFR1-FR4熱繼電器JB2-20/383號熱元件SB1-SB9按鈕開關(guān)LA10-12.4系統(tǒng)可靠性設(shè)計為了保障和保護人身安全、防止間斷觸電而將設(shè)備的外露可導電部分接地。主要用于在設(shè)備出現(xiàn)漏電時保護人身保護，避免被點擊出現(xiàn)傷害或傷亡事故。本設(shè)計屬于對多臺電動機負載的短路保

7、護其計算公式為注：其中Iu為最大一臺電動機的額定電流，I為其余幾臺電動機總的計算電流。將設(shè)計的數(shù)值代入得：可以選用熔體為15A的熔斷。三、控制系統(tǒng)設(shè)計3.1原理圖3.1.1主電路3.1.2控制電路3.2元件選型3.2.1電動機的選擇M1:P1=1.5kw n1=960r/minM2:p1=1kw n2=1440r/minM3:p3=1kw n3=2860r/minM4:p4=0.125kw n4=2860r/min3.2.2熔斷器的選擇熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一定時間后，已其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開的原理制成的一種電流保護器。熔斷器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)及用電設(shè)備中

8、，作為短路和過電流保護，是應(yīng)用最廣泛的保護電器之一。熔斷器是一種過電流保護電器。熔斷器主要由熔體和熔管兩個部分及外加填料組成。使用時，將熔斷器串聯(lián)于被保護電路中，當被保護的電流超過規(guī)定值，并經(jīng)過一定時間后，由熔體自身產(chǎn)生的熱量熔斷熔體，使電路斷開，起到保護作用。以金屬導體作為熔體而分斷電路的電器。串聯(lián)于電路中，當過載或短路電流通過熔體時，熔體自身將發(fā)熱而熔斷，從而對電力系統(tǒng)、各種電工設(shè)備及家用電器起到保護作用。具有反時延特性，當過載電流小時，熔斷時間長；過載電流大時，熔斷時間短。因此，在一定過載電流范圍內(nèi)至電流恢復(fù)正常，熔斷器不會熔斷，可以繼續(xù)使用。熔斷器主要由熔體、外殼和支座3部分組成，其中

9、熔體是控制熔斷特性的關(guān)鍵元件。由于各種電器設(shè)備都有一定的過載能力，當過載較輕時可以允許較長時間運行，而超過某一過載倍數(shù)時，相應(yīng)要求熔斷器在一定時間內(nèi)熔斷。選擇熔斷器保護過載和短路，必須了解用電設(shè)備的過載特性，使這一特性恰當?shù)靥幵谌蹟嗥髅?安特性的保護范圍之內(nèi)。 選用熔斷器的一般原則為：1) 熔斷器的保護特性與被保護的過載特性有良好的配合。2) 按線路的電壓等級選用相應(yīng)等級的熔斷器，一般熔斷器額定電壓不應(yīng)低于線路額定電壓。3) 根據(jù)配電系統(tǒng)中可能出現(xiàn)最大短路電流，選擇具有相應(yīng)分段能力的熔斷器。4) 各級熔斷器贏相互配合，一般要求前一級熔體比后一級的額定電流大23倍，以免發(fā)生越級動作而擴大停電范圍

10、。5) 熔體的額定電流應(yīng)小于或等于熔斷器的額定電流。3.2.3熱繼電器的選擇 熱繼電器時一種電器保護元件。它是利用電流的熱效應(yīng)來推動運動機構(gòu)使觸頭閉合或斷開的保護電器，主要用于電動機的過載保護、斷相保護、電流不平衡保護以及其他電器電器設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)時的控制。由電阻絲做成的熱元件，其電阻值較小，工作時將它串聯(lián)在點動機的主電路中，電阻絲所圍繞的雙金屬片是由兩片線膨脹系數(shù)不同的金屬片壓合而成，左端與外殼固定。當熱元件中通過的電流超過其額定值而過熱時，由于雙金屬片的上面一層熱膨脹系數(shù)小，而下面的大，使雙金屬片受熱后向上彎曲，導致扣板脫落，扣板在彈簧的拉力下將常閉觸點斷開。觸點時串接在電動機的控制電路中的

11、，使得控制電路中的接觸器的動作線圈斷電，從而切斷電動機的主電路。熱繼電器的基本結(jié)構(gòu)包括3.2.4交流接觸器的選擇1) 持續(xù)運行的設(shè)備，接觸器按6775%算，即100A的交流接觸器，只能控制最大額定電流的6775A以下的設(shè)備。2) 間斷運行的設(shè)備。按接觸器的80%算，即100A的交流接觸器，只能控制最大額定電流的80A以下的設(shè)備。3) 反復(fù)短時工作的設(shè)備。按接觸器116120%算，即100A的交流接觸器，只能控制最大額定電流是80A以下的設(shè)備。4) 當線圈通電時，靜鐵芯產(chǎn)生電磁吸力，將動芯吸合，由于觸頭系統(tǒng)是與動鐵芯聯(lián)動的，因為動鐵芯帶動三條動出片同時運行，觸點閉合，從而接通電源。當線圈斷電時，吸力小時，動鐵芯聯(lián)動部分依靠彈簧的反作用力而分離，使主觸頭斷開，切斷電源。四、設(shè)計心得通過這次課程設(shè)計，很大的提高了自己獨立完成某項任務(wù)的辦事能力，能使大學所學書本上的理論知識與實際很好的結(jié)合起來，也能很熟練的操作運用應(yīng)用辦公軟件和辦公自動化軟件，了解了寫一篇機械論文的步驟和格式，有了這次設(shè)計，相信對以后的工作會很有幫助，感覺什么事情都會越做越好的。只要你肯做！ 此次設(shè)計是專用榫齒電氣控制系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計中通過經(jīng)驗設(shè)計法對其電氣控制系統(tǒng)進行本次設(shè)計，并選擇電器合理配置。使其達到最優(yōu)化。氣候，應(yīng)用科學的計算方法選用各種型號的電器元