CW6136A型臥式車床電氣控制線路設(shè)計

1、上海第二工業(yè)大學(xué) 實訓(xùn)名稱: 機床電氣控制綜合實驗學(xué) 院: 機電工程學(xué)院班 級: 10機工A1姓 名: 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師: 何 成 2013年7月8日-7月13日CW6136A型臥式車床電氣控制線路設(shè)計CW6136A型臥式誠創(chuàng)主要由2臺電動機組成，即：主軸電動機M1和冷卻電動機M2。設(shè)計任務(wù)如下：1設(shè)計要求：整個機床電路具有短路保護，M1具有過載保護，M2具有短路保護；M1具有正、反轉(zhuǎn)控制功能；M1為雙速電機，可實現(xiàn)反接制動；M2為單向運轉(zhuǎn)，通過Y/ 啟動；主電路與控制電路之間具有控制變壓器TC；機床具有照明燈，照明電路電壓為24V；機床具有操作指示燈，指示燈電路電壓為6V；M1的溫度不得超

2、過95；思考題：控制M1的接觸器分別出現(xiàn)問題，會造成什么故障？M1不能運轉(zhuǎn)，分析故障原因。目 錄1、 分析題目要求，擬定控制方案-4（1）主回路設(shè)計-4（2）控制回路設(shè)計-4 （3）信號指示與照明電路-7（4）控制電路電源-8二、分析設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)、運動形式及控制要求-8三、選擇電機及相關(guān)元器件-9 （1）電源引入開關(guān)Q-9 （2）熱繼電器FR-9 （3）熔斷器-9 （4）接觸器的選擇-10 （5）溫度繼電器FC-11 （6）速度繼電器KS-11 （7）控制變壓器TC-11 （8）按鈕選擇-11四、手繪主電路及控制電路（見附錄）-11五、用CAD繪制電路圖（見附錄）-12六、列出電氣元件的明細

3、表-12七、繪制元器件布局圖-13八、分析、編寫設(shè)備工作原理-13九、完成思考題-16十、個人小結(jié)-17十一、附錄-18十二、參考資料-1919 機床電氣控制實踐報告一、分析題目要求，擬定控制方案 CW6136A型普通車床功率大，轉(zhuǎn)速高，剛性好，適合于高速切削和強力切削。因主電機采用了雙速電動機，故調(diào)速性能好，調(diào)速范圍更廣。 CW6136A型普通車床電路。機床電氣控制板安裝在機床前面左側(cè)，帶鎖的電源總開關(guān)QS裝在機床后面。開動機床前，先用鑰匙開啟鎖頭，再按下綠色的按鈕，此時電源接通，白色電源信號燈亮，機床即可啟動。（1）主回路的設(shè)計 主電路中共有兩臺電動機。其中主軸電動機M1是一臺雙速電動機，

4、為普通車床的主拖動電動機，它帶動主軸旋轉(zhuǎn)及工作進給?？刂浦鬏S電動機的四種運行狀態(tài)，即低速正轉(zhuǎn)、低速反轉(zhuǎn)、高速正轉(zhuǎn)、高速反轉(zhuǎn)。 機床的三相電源由電源引入開關(guān)QS引入。主電機M1具有過載保護，由熱繼電器FR來實現(xiàn)，它的短路保護可以由機床的前一級配電箱中的熔斷器充任。熔斷器冷卻泵電動機M2的過載保護裝置，主電機M1與冷卻泵電動機M2共同設(shè)有短路保護熔斷器FU。在主軸電動機M1內(nèi)設(shè)有溫度繼電器ST，以便當(dāng)電動機啟動頻繁或電流增大、電動機溫度升高時及時切斷電源，起到保護主軸電動機M1的作用。 （2） 控制電路的設(shè)計考慮到操作方便，主電動機M1可在床頭操作板上和刀架托板上分別設(shè)起停和停止按鈕進行操縱，主電

5、動機的高低速轉(zhuǎn)動由按鈕開關(guān)來選擇控制。冷卻泵電動機由進行起停操作，裝在車床床頭的操作板上?？刂齐娐分?，為緊急停止按鈕。 根據(jù)電氣傳動的要求，由接觸器、控制電動機M1四種運行狀態(tài)，即低速正轉(zhuǎn)、低速反轉(zhuǎn)、高速正轉(zhuǎn)、高速反轉(zhuǎn),冷卻泵電動機M2主要由接觸器來控制,如圖1所示。圖1 當(dāng)接觸器和閉合時，主軸電動機M1處于低速正轉(zhuǎn)運行狀態(tài)；當(dāng)接觸器和閉合時，主軸電動機M1處于低速反轉(zhuǎn)狀態(tài)；當(dāng)接觸器和閉合時，主軸電動機M1處于高速正轉(zhuǎn)狀態(tài)；當(dāng)接觸器和閉合時，主軸電動機M1處于高速反轉(zhuǎn)狀態(tài)。用接觸器控制電動機M1的正轉(zhuǎn)，用接觸器控制電動機M1的反轉(zhuǎn)，控制主電動機的低速運動，和控制主電動機的高速運動。主電機正反轉(zhuǎn)

6、控制電路： 如圖2所示。圖2 高低速的選擇控制電路：圖3冷卻泵電動機的控制電路：圖4（3） 信號指示與照明電路 可設(shè)電源指示(綠色），在電源接通后立即發(fā)光顯示，表示機床已經(jīng)處于供電狀態(tài)。設(shè)指示燈(紅色）表示主電機是否運動，這兩個指示燈可以由接觸器的動合和動斷輔助觸電進行切換通電顯示，如圖5所示。設(shè)置照明燈EL安全照明（照明燈的電路電壓為24V)。圖5（4） 控制電路電源 考慮安全可靠及滿足照明指示燈的要求，采用變壓器供電，控制電路220V，照明電路24V,指示燈電壓6V。二、分析設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)、運動形式及控制要求 (1)主要結(jié)構(gòu)CW6136A主型臥式車床主要由主電動機M1、冷卻泵電動機M2、快

7、速進給電動機。（2） 運動形式 CW6136A主型臥式車床的運動形式主要由主軸電動機經(jīng)過一系列的變速機構(gòu)以后，帶動車床的主軸做回轉(zhuǎn)運動和進給運動；刀架的進給運動有橫向前后運動和縱向縱向左右運動；（3） 控制要求機床的主運動和進給運動由電動機M1集中傳動，主軸運動的正反轉(zhuǎn)是靠兩組離合器完成。主軸制動采用反接制動來控制主軸的停止。冷卻泵由M2電動機來拖動。進給運動的縱向左右運動和橫向前后運動，以及快速移動，都集中于一個手柄操作。刀架的快速移動由單獨的快速電動機來完成。三、選擇電機及相關(guān)元器件本設(shè)計中根據(jù)CW6136A臥式車床的相關(guān)參數(shù)及工作要求，選用主電機及冷卻泵電動機如下：主電機M1：Y160M

8、-4 11kW 380V 30A 1460r/min;冷卻泵電機M2：JCB-22 0.15kW 380V 0.43A 2790r/min;（1） 電源引入開關(guān)Q Q的作用作為電源隔離開關(guān)用，并不是用它來直接起停電動機，可按照電動機額定電流來選擇，顯然根據(jù)兩臺電動機來選擇。中小型常用組合開關(guān)，選用HZ10-60/3型，額定電流為60A,三極組合開關(guān)。（2） 熱繼電器 熱繼電器用于電動機的過載保護。熱繼電器的選擇主要是根據(jù)電動機的額定電流來確定其型號和規(guī)格。熱繼電元件的額定電流IRT應(yīng)接近或者略大于電動機的額定電流Ied，即： 熱繼電器的整定電流值是指熱元件通過的電流超過此值的20%時，熱繼電器

9、應(yīng)當(dāng)在20min內(nèi)動作。選用時整定電流應(yīng)與電動機額定電流一致。主電動機M1額定電流30A,熱繼電器應(yīng)選用JR0-40型的，熱元件的電流為40A,整定電流調(diào)節(jié)范圍2540A,工作時將額定電流調(diào)節(jié)為30A。（3） 熔斷器 選擇熔斷器，主要是選擇熔斷器的種類、額定電流、熔斷器的額定電流等級和熔體的額定電流。 是對M1、M2兩臺電動機進行保護的熔斷器。熔體的電流為：可以選用RL1-100型熔斷器，配用80A的熔體。 可以選用RL1-15型熔斷器，配用2A的熔體。（4） 接觸器的選擇接觸器用于帶負載主電路的自動接通或切斷。分直流、交流兩類，機床中應(yīng)用最多的是交流接觸器。選擇接觸器主要考慮一下技術(shù)數(shù)據(jù)：1

10、） 電源種類：交流、直流。2） 主觸點額定電壓、額定電流。3） 輔助觸點的種類、數(shù)量及觸點額定電流。4） 電磁線圈的電源種類，頻率和額定電壓。5） 額定操作頻率，即允許的沒小時接通的最多次數(shù)。主觸點額定電流，一般根據(jù)電動機容量Pd計算觸點電流Ic，即 式中，K經(jīng)驗常數(shù)，一般取11.4； Pd電動機功率（kW）； Ud電動機額定線電壓（V）； IC接觸器主觸點電流（A）； Uea線路額定電壓，接觸器觸點額定電壓UC Uea。 主電機： 接觸器KM1、KM2、KM、KML、KMH，根據(jù)主電動機M1的額定電流,控制回路電源220V，KM1需要主觸點3對，動合觸點3對，動斷觸點1對；KM2需要主觸點3

11、對，動合觸點3對，動斷觸點1對；KML需要要主觸點3對，動合觸點1對，動斷觸點1對；KMH需要主觸點3對，動合觸點1對，動斷觸點1對；KM需要主觸點3對。根據(jù)上述情況，選用CJ0-40型接觸器，電磁線圈電壓為220V。冷卻泵：由于M2電動機的額定電流較小，接觸器KM3、KM4、KM5可選用CJ0-40交流接觸器，線圈電壓220V,觸點電流5A，KM3需要主觸點3對，動合觸點1對；KM4需要主觸點3對，動斷觸點1對；KM5需要主觸點3對，動合觸點1對，動斷觸點1對。由于采用Y/ 啟動，選用時間繼電器控制。其觸點數(shù)量分別為：動合觸點1對，動斷觸點1對， 型號為CJ0-40。（5） 溫度繼電器FC

12、根據(jù)設(shè)計要求中M1電機溫度不超過95度，綜合各方面考慮，可選用JUC-1M型溫度繼電器。（6） 速度繼電器KS 速度繼電器的選擇主要考慮電動機的轉(zhuǎn)速，由于電動機M1的轉(zhuǎn)速1460r/min,所以可選擇型號為JY1。其在持續(xù)工作中可靠地工作在3000r/min以下，在電器軸轉(zhuǎn)速為150r/min左右時，即能動作。100r/min分以下觸點恢復(fù)正常位置。（7） 控制變壓器TC 變壓器的最大負載是電動機M1、M2和照明燈同時工作，根據(jù)式子可得： 根據(jù)式子可得：可知變壓器的容量為68.4V考慮到照明燈等其它電路的容量，可以選用BK-100型變壓器或BK-150型變壓器，電壓等級380V/220V-24

13、V-6V，可以滿足輔助回路中各種電壓的需求。（8） 按鈕()選擇按鈕選擇LA19-11系列應(yīng)用于控制電路，電流大小5A左右，電壓220V。啟動按鈕綠色停止按鈕紅色所以選擇：LA19-11 220V 7個四、手繪主電路及控制電路（見附錄）五、用CAD繪制電路圖（見附錄）六、列出電氣元件的明細表符號名稱型號規(guī)格數(shù)量三相異步電動機Y160M-411KW 380V1460r/min1冷卻泵電動機JCB-220.125kW 380V 2790r/min1組合開關(guān)HZ10-60/33極380V 60A3交流接觸器CJ0-40額定電流40A220V8熔斷器RL1-100380V 100A 熔體80A1熔斷器

14、RL1-15380V 15A熔體2A1TC控制變壓器BK100100V.A 380V/220V-24V-6V1按鈕LA19-11紅色 5A2按鈕LA19-11綠色 5A5指示燈信號燈ZSD-06V 綠色1 白色12照明燈JZ24-40電壓24V額定功率40W1時間繼電器7PR1040220V 動斷、動合各11FR熱繼電器JR0-40額定電流40A，整定電流30A1 速度繼電器JY1380V 2A 1003600r/min1FC溫度繼電器JUC-1M95度1七、繪制元器件布局圖八、分析、編寫設(shè)備工作原理 主電動機M1的動作情況：（1）低速正轉(zhuǎn)當(dāng)按SB2下按鈕，KM1線圈得電，KM1主觸點閉合，然

15、后按下SB4按鈕，KML線圈得電，KML主觸點閉合，低速正轉(zhuǎn)起動。M1低速正轉(zhuǎn)（2）高速正轉(zhuǎn) 當(dāng)按下SB2按鈕，KM1線圈得電，KM1主觸點閉合，然后按下SB5按鈕，KMH線圈得電，KM線圈得電，KMH主觸點閉合，同時KM主觸點閉合，高速正轉(zhuǎn)起動。M1高速正轉(zhuǎn) （3）低速反轉(zhuǎn)當(dāng)按下SB3按鈕，KM2線圈得電，KM2主觸點閉合，然后按下SB4按鈕，KML線圈得電，KML主觸點閉合，低速反轉(zhuǎn)起動。M1低速反轉(zhuǎn)（4）高速反轉(zhuǎn) 當(dāng)按下SB3按鈕，KM2線圈得電，KM2主觸點閉合，然后按下SB5按鈕，KMH線圈得電，KM線圈得電，KMH主觸點閉合，同時KM主觸點閉合，高速反轉(zhuǎn)起動。M1高速反轉(zhuǎn) 冷卻泵M

16、2的動作情況：（1） 當(dāng)按下SB6按鈕，KM3線圈得電，KM4線圈得電，KT線圈得電，KM3主觸點閉合，KM4主觸點閉合，Ts后，KT動合觸點閉合，KM5線圈得電，KM5主觸點閉合、自鎖Y/ 降壓啟動。 型啟動Y型啟動 九、完成思考題（1） 控制M1的接觸器分別出現(xiàn)問題，會造成什么故障？ 答：若接觸器KM1出現(xiàn)故障，電動機M1正轉(zhuǎn)將不能啟動； 若接觸器KM2出現(xiàn)故障，電動機M1反轉(zhuǎn)將不能啟動； 若接觸器KML出現(xiàn)故障，電動機M1低速運轉(zhuǎn)將不能運行； 若接觸器KMH出現(xiàn)故障，電動機M1高速運轉(zhuǎn)將不能運行； 若接觸器KM出現(xiàn)故障，電動機M1高速運轉(zhuǎn)將不能運行；因為電動機M1的高速運轉(zhuǎn)要靠KM與KM

17、H觸點同時閉合來實現(xiàn)。（2） M1不能運轉(zhuǎn)，分析故障原因。 答：導(dǎo)致M1不能運轉(zhuǎn)可能有以下幾種情況： 組合開關(guān)QS沒有閉合。 主電動機M1的主觸點KM1、KM2均出現(xiàn)了故障。 熱繼電器壞掉。 KML、KMH或KM主觸點均出現(xiàn)了故障。 熔斷器FU1沒有安裝，或被熔斷。 導(dǎo)線接觸不良或接線有誤。十、個人小結(jié) 通過對本門課程的學(xué)習(xí)，讓我對用電氣控制電路和電氣控制在現(xiàn)實生活中的重要作用有了很深的了解。課堂上老師講解的知識在我們實訓(xùn)中得到了鞏固和提高，通過這次的課程設(shè)計更是升華了我們平時學(xué)習(xí)中所獲得的知識。實習(xí)目的是通過理論聯(lián)系實際，鞏固所學(xué)的知識，提高處理實際問題的能力，為畢業(yè)設(shè)計的順利進行做好充分的準備，我發(fā)現(xiàn)這項技術(shù)在我們以后的工作和學(xué)習(xí)中將起到很大的作用，將是我們步入社會后找工作的一點最基本的、最起碼具備的技能，會讓我們對電氣控制在生產(chǎn)生活中的作用有更深的了解和瞭望！下面是本人對這次實訓(xùn)的總結(jié)： 首先，在學(xué)習(xí)或工作中要有良好的學(xué)習(xí)能力，要有一套學(xué)習(xí)知識的系統(tǒng)，遇到問題自己能通過相關(guān)途徑自行解決能力，善于去查找相關(guān)的資料。 因為在工作中遇到問題各種各樣，并不是每一種情況都能把握。