機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)

1、遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)電傳動(dòng)與控制課程綜合訓(xùn)練項(xiàng)目報(bào)告綜合訓(xùn)練項(xiàng)目 Z3025搖臂鉆床控制電路設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師 李建剛 院（系、部） 機(jī)械學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 機(jī)電14-4 組 別 第六組 學(xué) 號(hào) 1407060430 姓 名 張旭東 日 期 2016/11/11 一、綜合訓(xùn)練項(xiàng)目任務(wù)書綜合訓(xùn)練項(xiàng)目 Z3025搖臂鉆床控制電路設(shè)計(jì)目的和要求：加強(qiáng)對(duì)繼電-接觸器控制線路的單機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的理解；應(yīng)用電氣控制的基本理論和方法，解決Z3025鉆床往復(fù)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；提高分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。促成“富于探索精神，具有較強(qiáng)的自學(xué)能力、開(kāi)拓創(chuàng)新意識(shí)和敏銳的觀察事物以及分析處理事物的能力”的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。成果形式

2、：Z3025搖臂鉆床機(jī)床控制電路設(shè)計(jì)說(shuō)明書，主回路和控制回路的圖紙2-3張。相關(guān)參數(shù)：產(chǎn) 品 型 號(hào) Z302510A 最大鉆孔直經(jīng) 25mm 主軸中心線至立柱母線距離 最大1000mm 最小 200 mm 主軸端面至底座工作面的距離 最大1066 mm 最小 266 mm 主軸箱水平移動(dòng)距離 800 mm 搖臂升降距離 550 mm 搖臂升降速度 1.13m/min 搖臂回轉(zhuǎn)角度 360 主軸圓錐孔 莫氏3號(hào) 主軸轉(zhuǎn)速范圍 802000r/min 主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) 8級(jí) 進(jìn)給量范圍 0.130.54mm/r 進(jìn)給量級(jí)數(shù) 4級(jí) 主軸行程 250 mm 刻度盤每轉(zhuǎn)鉆孔深度 102 mm 主軸允許最大

3、進(jìn)給抗力 8kN 主軸允許最大扭矩 200Nm 主電機(jī)功率 1.5 kW 搖臂升降電機(jī)功率 0.75kW 機(jī)床冷卻泵電機(jī)功率 0.09kW 機(jī)床重量（約） 1400kg 床輪廓尺寸（長(zhǎng)寬高）mm 詳細(xì)設(shè)計(jì)要求：（1）Z3025鉆鉆床由電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3三個(gè)異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，M1為主電動(dòng)機(jī)，M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，M3為搖臂升降電動(dòng)機(jī)。按下按鈕SB3、SB4、SB5、SB6后松開(kāi)，對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)；如下圖示，SA控制主軸旋轉(zhuǎn)方向，A,B兩點(diǎn)是鉆床主軸的行程，C,D兩點(diǎn)是工作臺(tái)的極限位置。在主軸有效行程范圍內(nèi)（不含兩個(gè)極限位置），主軸機(jī)動(dòng)進(jìn)給使用機(jī)械定程裝置機(jī)動(dòng)撞停。

4、主軸機(jī)動(dòng)進(jìn)給時(shí)，不允許在主軸行程的上下兩個(gè)極限位置撞停。當(dāng)機(jī)動(dòng)進(jìn)給接近極限位置時(shí)，必須立即手動(dòng)脫開(kāi)機(jī)動(dòng)進(jìn)給，以防止損壞機(jī)床。2）工作過(guò)程：使主軸起動(dòng)需按下零壓按鈕SB1，隨即按鈕中的指示燈點(diǎn)亮，此時(shí)，將手柄轉(zhuǎn)至正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)位置，主軸即順或逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。（3）立柱的夾緊與松開(kāi)是由手柄操作進(jìn)行。當(dāng)手柄抬至最上時(shí)，立柱松開(kāi)；在最下位置時(shí)立柱夾緊。 主軸箱的夾緊與松開(kāi)是由手柄操作進(jìn)行。當(dāng)手柄抬至最上時(shí)，主軸箱松開(kāi)；在最下位置時(shí)主軸箱夾緊。搖臂的夾緊與松開(kāi)是由手柄操作進(jìn)行。當(dāng)手柄扳至右面時(shí)，搖臂夾緊，當(dāng)扳至上方時(shí)搖臂松開(kāi)。 （4）電動(dòng)機(jī)具有短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)，自鎖和互鎖保護(hù)； （5）能熟練運(yùn)用Visio

5、繪制Z3025液壓搖臂鉆床控制主回路圖、控制回路圖 指導(dǎo)教師簽字：2、 指導(dǎo)教師評(píng)閱意見(jiàn)三、綜合訓(xùn)練項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容（需另加附頁(yè)）1. Z3025機(jī)床簡(jiǎn)介 Z3025型搖臂鉆床屬于大型立式鉆床主軸箱能在搖臂上移動(dòng)，搖臂能回轉(zhuǎn)和升降，工件固定不動(dòng)，適用于加工大而重和多孔的工件，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造中。，能夠進(jìn)行多種形式的機(jī)械加工，如鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、刮平面以及攻螺紋等。搖臂鉆床的運(yùn)動(dòng)部件較多，常采用多臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，一般采用三相交流鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，用機(jī)械變速調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)刀量，變速箱為機(jī)械有級(jí)調(diào)速，鉆床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都有較大的調(diào)速范圍。2. Z3025搖臂鉆床研究現(xiàn)狀 在國(guó)內(nèi)，我們國(guó)家

6、的機(jī)床以及其自動(dòng)線，加工和生產(chǎn)較大批量的箱體類和軸類零件是它們的主要工作。以往的幾十年間，機(jī)械制造業(yè)由減少產(chǎn)品成本的競(jìng)爭(zhēng)，發(fā)展到如今的新的產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)，由于我們加入世貿(mào)組織，經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢(shì)，我國(guó)的機(jī)床行業(yè)也隨之與世界接軌，機(jī)械行業(yè)在面臨挑戰(zhàn)的同時(shí)，同時(shí)也面臨著新的發(fā)展形勢(shì)以Z3025機(jī)床來(lái)說(shuō)，該機(jī)床生產(chǎn)的產(chǎn)品技術(shù)更新愈來(lái)愈快，產(chǎn)品的批量也是愈來(lái)愈小了。雖然我們國(guó)家的組合機(jī)床總體技術(shù)和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在著很大的差距，一些高水平的組合機(jī)床以及自動(dòng)線基本上都是靠進(jìn)口，導(dǎo)致投資規(guī)模和產(chǎn)品成本都大大提高，但是到目前為止我們國(guó)家對(duì)機(jī)床的研究水平也越來(lái)越爐火純青，并且用戶對(duì)產(chǎn)品提出了更嚴(yán)格的要求，人們對(duì)于

7、產(chǎn)品的要求越來(lái)越個(gè)性化和多樣化。為了滿足和響應(yīng)市場(chǎng)的需求，我們需要不斷推出新的技術(shù)、工藝、產(chǎn)品，組合機(jī)床行業(yè)的產(chǎn)品已向柔性化、數(shù)控化發(fā)展。傳統(tǒng)組合機(jī)床的控制系統(tǒng)由繼電器電路組成，數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)使控制系統(tǒng)產(chǎn)生了翻天覆地的變化，傳統(tǒng)意義上的組合機(jī)床已逐漸具有一定柔性。以數(shù)控編程，數(shù)控機(jī)床和數(shù)控加工技術(shù)為基礎(chǔ)而發(fā)展起來(lái)的數(shù)字化制造與以CAD(Computer Aided Design)和CAE(Computer Aided Engineering)技術(shù)為核心的數(shù)字化設(shè)計(jì)相輔相成。利用編程方便、可靠性高的可編程控制器PLC(Programmable Logic Controller)來(lái)設(shè)計(jì)主軸進(jìn)給系統(tǒng)

8、和工作滑臺(tái)的工作循環(huán)可顯著提高機(jī)床工作效率?，F(xiàn)以各國(guó)數(shù)控技術(shù)發(fā)展為例，20世紀(jì)90年代初期，德國(guó)組合機(jī)床的數(shù)控化率已經(jīng)達(dá)到了32%-39%；同一時(shí)期，美國(guó)大部分的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始采用了占25%的柔性生產(chǎn)系統(tǒng)FMS(Flexible Manufacturing System)和占25%的可謂可變生產(chǎn)線FTL(Flexible Transfer Line),數(shù)控化率達(dá)到企業(yè)總比率的一半。數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，保證了組合機(jī)床的工作可靠性，提高了加工精度及其生產(chǎn)效率。3. Z3025機(jī)床運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)分析： Z3025型搖臂鉆床由底座、外立柱、內(nèi)立柱、搖臂、主軸箱及工作臺(tái)等部分組成。搖臂鉆床的內(nèi)立柱

9、固定在底座的一端，外立柱套在內(nèi)立柱上工作時(shí)用液壓夾緊機(jī)構(gòu)與內(nèi)立柱夾緊，松開(kāi)后可繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)360。搖臂的一端為套筒，它套在外立柱上，經(jīng)液壓夾緊機(jī)構(gòu)可與外立柱夾緊。夾緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)后，借助升降絲杠的正、反向旋轉(zhuǎn)可沿外立柱作上下移動(dòng)。由于升降絲杠與外立柱構(gòu)成一體，而升降螺母則固定在搖臂上，所以搖臂只能與外立柱一起繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)。主軸箱是一個(gè)復(fù)合部件，它由主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)、主軸和主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給和變速機(jī)構(gòu)以及機(jī)床的操作機(jī)構(gòu)等部分組成。主軸箱安裝于搖臂的水平導(dǎo)軌上，可以通過(guò)手輪操作使主軸箱沿?fù)u臂水平導(dǎo)軌移動(dòng)，通過(guò)液壓夾緊機(jī)構(gòu)緊固在搖臂上。搖臂鉆床的主要運(yùn)動(dòng)形式 (1)主軸帶刀具的旋轉(zhuǎn)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：鉆削加工時(shí)，主

10、軸旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，而主軸的直線移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。即鉆孔時(shí)鉆頭一邊作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一邊作縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，主軸的旋轉(zhuǎn)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由一臺(tái)三相交流異步電動(dòng)機(jī)M1驅(qū)動(dòng)的。 (2)各運(yùn)動(dòng)部件的移位運(yùn)動(dòng)：用于實(shí)現(xiàn)主軸對(duì)刀移位。主軸在三維空間的移位運(yùn)動(dòng)有：主軸箱沿?fù)u臂長(zhǎng)度方向的水平移動(dòng)，搖臂沿外立柱的升降運(yùn)動(dòng)，外立柱帶動(dòng)搖臂沿內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其中，搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱沿?fù)u臂水平導(dǎo)軌方向的左右移動(dòng)通常采用手動(dòng)。 (3)移位運(yùn)動(dòng)裝置的夾緊與放松：對(duì)刀移位的3套裝置中有相應(yīng)的夾緊與放松部件，在對(duì)刀進(jìn)行移位操作時(shí)，需要將裝置放松；在機(jī)加工過(guò)程中，需要將裝置夾緊。3套夾緊部件分別是搖臂夾緊（搖臂與外立柱之間夾緊）、主軸箱夾緊（主軸

11、箱與搖臂導(dǎo)軌之間夾緊）、立柱夾緊（外立柱與內(nèi)立柱之間夾緊）。搖臂的上升、下降由一臺(tái)三相交流異步電動(dòng)機(jī)M3拖動(dòng)，立柱的夾緊和松開(kāi)、搖臂的夾緊與松開(kāi)以及主軸箱的夾緊與松開(kāi)均由另一臺(tái)三相交流異步電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)液壓泵，供給夾緊裝置所需要的壓力油推動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。 (4)主軸變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 主軸變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安設(shè)在機(jī)床主軸箱的上部，設(shè)有四根傳動(dòng)軸，通過(guò)一個(gè)四聯(lián)滑移齒輪和一個(gè)兩聯(lián)滑移齒輪與固定齒輪在不同位置的嚙合，使主軸獲得8種不同速度的轉(zhuǎn)速。在軸上設(shè)有摩擦離合器1，出廠時(shí)調(diào)整為4060Nm，以保證電機(jī)換向時(shí)主傳動(dòng)各件不會(huì)由于沖擊而損壞。螺釘2用于離合器鎖緊螺母防松。 在結(jié)構(gòu)安排上，主軸箱上部分為三層

12、，欲拆卸主軸箱時(shí)，可將主電機(jī)拔出，再將電機(jī)座4卸下，然后把主軸箱蓋兩側(cè)的有機(jī)玻璃板卸下，取出在其旁邊的定位銷并卸下緊固螺釘，則可將第二層主軸箱蓋5卸下，這時(shí)全部傳動(dòng)系統(tǒng)的零件均暴露在外，每根傳動(dòng)軸都可以直接從主軸箱體中拔出。(5)主軸進(jìn)給變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 主軸進(jìn)給變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、安設(shè)位置、結(jié)構(gòu)上的安排和裝卸程序與主軸變速傳動(dòng)相似。 (6)主軸進(jìn)給機(jī)構(gòu) 主軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括蝸桿軸和水平軸兩部分。動(dòng)力由主軸進(jìn)給變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳給蝸桿軸1，經(jīng)蝸桿帶動(dòng)蝸輪2，最后由水平軸6傳給主軸套，使主軸獲得進(jìn)給動(dòng)力。主軸套上主要裝有齒結(jié)合子7、36個(gè)9鋼球8、及鎖緊螺母9。 鋼球保險(xiǎn)離合器3的作用是當(dāng)進(jìn)給抗力超過(guò)規(guī)

13、定值時(shí)，可斷開(kāi)機(jī)動(dòng)進(jìn)給，起到保險(xiǎn)作用。定程切削時(shí)，由滾輪與杠桿相碰切斷機(jī)動(dòng)進(jìn)給。 需拆卸蝸桿軸時(shí)，將主軸箱前蓋卸下，取出圓柱銷5并將接套向上移,即可使鋼球保險(xiǎn)離合器組件從由主軸箱體內(nèi)抽出。 需拆卸水平軸時(shí)，首先將主軸移動(dòng)到最上位置，放松主軸平衡彈簧并拆下手輪后，水平軸組件便可從箱體內(nèi)抽出。 重新裝上水平軸時(shí)，應(yīng)注意：主軸必須移到最上位置，凸輪也必須在水平位置上。 (7)操縱機(jī)構(gòu) 機(jī)床的變速操縱部分均采用手柄、杠桿、撥叉等手動(dòng)操縱結(jié)構(gòu)。 (8)主軸箱夾緊 推動(dòng)手把6到下極限位置，使偏心凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)并頂壓壓塊壓在搖臂導(dǎo)軌上，消除主軸箱與搖臂導(dǎo)軌的間隙，將主軸箱夾緊在搖臂上。 (9)主軸及平衡 主軸為兩

14、點(diǎn)支承式普通型結(jié)構(gòu)。主軸平衡采用凸輪螺旋彈簧結(jié)構(gòu)，通過(guò)凸輪4上的齒輪使主軸部件的重力與彈簧力保持平衡。通過(guò)調(diào)整螺釘6，可以調(diào)整彈簧來(lái)調(diào)整平衡力。 欲拆卸主軸時(shí)，首先卸下水平軸；如還要卸下主軸平衡彈簧組件5時(shí)，需要先將鏈條從凸輪4上卸下，再拆卸蓋上的螺釘7，此時(shí)才可將主軸平衡彈簧組件從箱體中卸下。裝回時(shí)，逆以上步驟執(zhí)行即可。圖3.1左為蝸桿軸結(jié)構(gòu)圖，右為水平軸結(jié)構(gòu)圖4. Z3025搖臂鉆床控制電路設(shè)計(jì) Z3025鉆床控制機(jī)構(gòu)主要是通過(guò)繼電器元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。開(kāi)啟總電源開(kāi)關(guān)QS1，按下零壓起動(dòng)按鈕SB2，零壓起動(dòng)繼電器供電，同時(shí)零壓起動(dòng)指示燈HL1亮。當(dāng)電壓消失或降低過(guò)多時(shí)，零壓起動(dòng)繼電器釋放，觸點(diǎn)斷開(kāi)

15、，控制電路斷電，當(dāng)電壓重新恢復(fù)時(shí)，零壓起動(dòng)繼電器仍不能得到供電，欲使電機(jī)重新工作，需再將零壓起動(dòng)按鈕SB2按下，使零壓起動(dòng)繼電器吸合，而保證控制電路供電。將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)QS2閉合，冷卻泵即轉(zhuǎn)動(dòng)。 將SA1扳向“正轉(zhuǎn)”，接觸器接通主電機(jī)正轉(zhuǎn)。將SA1扳向“反轉(zhuǎn)”，接觸器KM2接通主電機(jī)反轉(zhuǎn)。當(dāng)欲停止主軸電機(jī)時(shí)，可將SA1扳至中間停止位置即可。 按下按鈕SB3，搖臂上升繼電器KA2接通，搖臂上升。當(dāng)按下按鈕SB4時(shí)，搖臂下降繼電器KA3接通，搖臂下降。松開(kāi)按鈕SB3（SB4）就可以使搖臂升降運(yùn)動(dòng)停止。 利用微動(dòng)開(kāi)關(guān)SQ2限制搖臂上升的極限位置；利用微動(dòng)開(kāi)關(guān)SQ3限制搖臂下降的極限位置。 搖臂夾緊是手動(dòng)

16、的，在搖臂夾緊時(shí)，手柄會(huì)同時(shí)按下聯(lián)鎖按鈕SQ1，把電路斷開(kāi)，搖臂上升或下降的控制電路都被斷開(kāi)，起者互鎖作用。只有等搖臂松開(kāi)后，聯(lián)鎖按鈕恢復(fù)原來(lái)位置，把電路接通，才有可能操縱搖臂上升或下降。 當(dāng)機(jī)床的任意部分在工作狀態(tài)時(shí)發(fā)生意外或者因其它原因，需要緊急停止所有工作時(shí)，按下急停按鈕SB1；此時(shí)，按鈕SB1斷開(kāi)觸點(diǎn)即斷開(kāi)了所有控制電源。操作機(jī)床照明燈EL1燈頭座上的開(kāi)關(guān)即可。當(dāng)機(jī)床的任意部分在工作狀態(tài)時(shí)發(fā)生意外或者因其它原因，需要緊急停止所有工作時(shí)，按下急停按鈕SB1；此時(shí)，按鈕SB1斷開(kāi)觸點(diǎn)，即斷開(kāi)了所有控制電源。5. Z3025搖臂鉆床的維護(hù) 5.1機(jī)床電源相序檢查 機(jī)床安裝完畢，接通總電源和零

17、壓保護(hù)繼電器，松開(kāi)搖臂，按下上升或下降按鈕，視其是否與實(shí)際相符，如相符，表示電源相序正確，否則，需將電源線路中任意兩根導(dǎo)線對(duì)換位置。 5.2電氣設(shè)備的維護(hù) 在檢查機(jī)床設(shè)備前，必須切斷總電源。若要帶電維修，必須由專業(yè)人員從事操作。 在機(jī)床使用過(guò)程中，若出現(xiàn)熔斷器（保險(xiǎn)）燒斷，首先須查明原因，然后在換上同容量規(guī)格的保險(xiǎn)絲。絕對(duì)禁止任意加大熔斷器保險(xiǎn)絲的容量，絕對(duì)禁止用銅絲代替保險(xiǎn)絲，否則，會(huì)擴(kuò)大機(jī)床故障范圍，甚至損壞其它元器件。 機(jī)床故障排除后，切記要關(guān)好電箱門，并用螺釘擰緊。 電氣設(shè)備必須保持清潔，為此必須定期清除灰塵、贓物和油垢等。 電氣每年要檢修和清理一次。 使用電壓不允許超過(guò)額定電壓的10

18、%，電源頻率波動(dòng)范圍不允許超過(guò)額定值的1%。 (1)潤(rùn)滑 1.自動(dòng)潤(rùn)滑 主軸箱上部的齒輪及軸承。 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的蝸桿及蝸輪：主軸箱下部油箱的油，通過(guò)浸在油中的蝸輪將油帶到各部，使其得到潤(rùn)滑。 升降機(jī)構(gòu)減速箱：飛濺潤(rùn)滑。 2 人工潤(rùn)滑 搖臂導(dǎo)軌、外柱導(dǎo)軌、刻度盤、主軸花鍵及絲桿、主軸箱夾緊裝置：用油壺或油槍進(jìn)行潤(rùn)滑。 主軸軸承：，用黃油槍通過(guò)主軸套側(cè)面上、下各一個(gè)小注油孔壓入黃油進(jìn)行潤(rùn)滑。 3 油箱的注油及排油 操作者必須注意檢查位于主軸箱左側(cè)中上部及立柱上端殼體側(cè)面的指示油標(biāo)的油位，注油時(shí)最高不得超過(guò)油標(biāo)的中心。注意：主軸箱左側(cè)上部的圓形大玻璃窗口是觀察窗口，用于觀察主軸箱內(nèi)的潤(rùn)滑油是否有良好、充

19、分的飛濺，千萬(wàn)不能當(dāng)作注油時(shí)的指示油標(biāo)。 在主軸箱上油箱放油、主軸上軸承注油及下油箱注油時(shí)，均需取下主軸箱前面板。6. 總體設(shè)計(jì) 6.1 Z3025搖臂鉆床拖動(dòng)方案： 現(xiàn)代機(jī)床或其它生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件大多是由電動(dòng)機(jī)來(lái)帶動(dòng)，電力拖動(dòng)系統(tǒng)是由電動(dòng)機(jī)，供電電源，控制設(shè)備以及生產(chǎn)機(jī)械組成，電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載配合的穩(wěn)定性是拖動(dòng)方案最重要的影響因素，該機(jī)床采用單獨(dú)電機(jī)拖動(dòng)方式，可確保機(jī)床各個(gè)部分獨(dú)立有效的工作，使電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載配合的穩(wěn)定性變高提高了工作效率。所以，該系統(tǒng)采用單獨(dú)電機(jī)拖動(dòng)。 6.2 Z3025搖臂鉆床電氣控制方案： 機(jī)床的工作電壓是380V，可采用弱電控制方案，即采用有觸電的機(jī)電接觸

20、器控制系統(tǒng)。這種控制方式操作簡(jiǎn)單，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間斷，元件修復(fù)容易，節(jié)約生產(chǎn)成本但精度較PLC低，Z3025搖臂鉆床，工作方式較為單一，主要是上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)，靠繼電器等元件就可以完成工序，所以選擇用弱電控強(qiáng)電，即繼電器控制。 6.3 Z3025搖臂鉆床工作原理： 6.31主軸的起動(dòng)： 使主軸起動(dòng)需按下按鈕1，隨即按鈕中的指示燈點(diǎn)亮，此時(shí)，將手柄轉(zhuǎn)至正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)位置，主軸即順或逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。 6.32主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給量的變換：撥動(dòng)手柄9，使其上所示的轉(zhuǎn)速對(duì)準(zhǔn)箭頭即可得到所需轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)手柄7，使其上箭頭對(duì)準(zhǔn)所需進(jìn)給量即可實(shí)現(xiàn)進(jìn)給量的變換。 6.33 主軸的進(jìn)給 機(jī)動(dòng)進(jìn)給：將手柄14向下壓至極限位置，再將手

21、柄10向外拉出，機(jī)動(dòng)進(jìn)給已被接通。若主軸正轉(zhuǎn)為向下進(jìn)給；若主軸反轉(zhuǎn)，主軸向上進(jìn)給；若需切斷機(jī)動(dòng)進(jìn)給，將手柄14抬起即可。 (1)手動(dòng)進(jìn)給：將手柄10向里推進(jìn)，順或逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)手柄10即可帶動(dòng)主軸向上或向下進(jìn)給。 (2)微量進(jìn)給：將手柄14向上抬至水平位置，再將手柄10向外拉出，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪17即可實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給。 (3)定程切削：轉(zhuǎn)動(dòng)圖4-2中的旋鈕8至A向（1）所示位置，此時(shí)刻度盤脫開(kāi)嚙合，可轉(zhuǎn)動(dòng)刻度盤使所需切削深度值與箱體上的副尺“0”線對(duì)齊，再轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕8至合適位置，此時(shí)刻度盤嚙合，接通機(jī)動(dòng)進(jìn)給；當(dāng)切削深度達(dá)到所需值時(shí)，手柄14會(huì)自動(dòng)抬起，斷開(kāi)機(jī)動(dòng)進(jìn)給，完成定程切削。 (4)攻螺紋：操作與手動(dòng)

22、進(jìn)給相同。 6.34 主軸箱和立柱的夾緊、松開(kāi)： 立柱的夾緊與松開(kāi)是由手柄4操作進(jìn)行。當(dāng)手柄4抬至最上時(shí)，立柱松開(kāi)；在最下位置時(shí)立柱夾緊。主軸箱的夾緊與松開(kāi)是由手柄6操作進(jìn)行。當(dāng)手柄6抬至最上時(shí)，主軸箱松開(kāi)；在最下位置時(shí)主軸箱夾緊。 6.35 搖臂夾緊、松開(kāi)及升降： 搖臂的夾緊與松開(kāi)是由手柄5操作進(jìn)行。當(dāng)手柄扳至右面時(shí)，搖臂夾緊，當(dāng)扳至上方時(shí)搖臂松開(kāi)。注意：由于電氣聯(lián)鎖控制，只有在搖臂松開(kāi)后，搖臂升降運(yùn)動(dòng)才允許進(jìn)行。按下按鈕12時(shí)搖臂上升；按下按鈕13時(shí)搖臂下降。搖臂上升或下降至所需位置時(shí)，松開(kāi)按鈕，升降運(yùn)動(dòng)即停止。 1 零壓按鈕8 主軸箱移動(dòng)手柄16 主軸平衡調(diào)整軸10 主軸移動(dòng)手柄3 總電

23、源開(kāi)關(guān)14 接通、斷開(kāi)機(jī)動(dòng)進(jìn)給手柄12 搖臂下降按鈕 4 立柱夾緊手柄9 主變速手柄2 冷卻泵開(kāi)關(guān)11 搖臂上升按鈕7 進(jìn)給變速手柄 13 急停按鈕5 搖臂夾緊手柄15 主軸正反轉(zhuǎn)手柄1 8 冷卻開(kāi)關(guān)6 主軸箱夾緊手柄 17 微動(dòng)進(jìn)給手輪表6.1 機(jī)床零件名稱表7. Z3025搖臂鉆床的電動(dòng)機(jī)選型： 7.1 電動(dòng)機(jī)工作方式分析(1)主軸電動(dòng)機(jī)M1的運(yùn)動(dòng)要求：主軸電動(dòng)機(jī)主要通過(guò)旋轉(zhuǎn)加工。這便要求機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有較大的調(diào)速范圍，同時(shí)電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給調(diào)速主要通過(guò)齒輪變速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，主軸正反轉(zhuǎn)一般采用機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)。(2)冷卻泵電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)要求：滿足基本轉(zhuǎn)速。(3)搖臂升降電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)要求：主要配合

24、液壓系統(tǒng)來(lái)完成搖臂的夾緊與放松。要求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)。對(duì)電動(dòng)機(jī)的效率要求高（功率因數(shù)大）對(duì)電機(jī)的使用壽命也有較高的要求。 7.2 Z3025搖臂鉆床電動(dòng)機(jī)計(jì)算：根據(jù) T=F.L (7.1) L=D/2 (7.2) P=T.n/9550 (7.3)T是扭矩，單位N.m；D是鉆床最大鉆孔直徑m，單位；P為電動(dòng)機(jī)功率單位kw （其中D為已知，Z3025為25mm）鉆床切削力如下表：型號(hào)M1M2M3F（N）80020410鉆床轉(zhuǎn)速如下表型號(hào)M1M2M3N（r/min）140028001390計(jì)算功率P：由上式可知，P=(0.025*F*n)/(9550*2) (7.4)得功率如下表所示型號(hào)M1M2M

25、3P(kw)1.4660.0730.746根據(jù)常用電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表可知： M1為Y90L-4，M2為AOB-25，M3為YB02-4如下表 電 機(jī)型 號(hào)功率kw轉(zhuǎn)速rpm電 流A效率功率因數(shù)重 量kg噪聲dBYYBY90L-41.514003.7790.79283767AOB-250.0928000.24#YB02-47513902#表8.1 電動(dòng)機(jī)參數(shù)8. Z3025搖臂鉆床的控制電器選型： 8.1 融斷器選用 主要依據(jù)負(fù)載的保護(hù)特性和短路電流的大小選擇熔斷器的類型。對(duì)于容量小的電動(dòng)機(jī)和照明支線，常采用熔斷器作為過(guò)載及短路保護(hù)，因而希望熔體的熔化系數(shù)適當(dāng)小些。通常選用鉛錫合金熔體的RQA系

26、列熔斷器。對(duì)于較大容量的電動(dòng)機(jī)和照明干線，則應(yīng)著重考慮短路保護(hù)和分?jǐn)嗄芰?。通常選用具有較高分?jǐn)嗄芰Φ腞M10和RL1系列的熔斷器；當(dāng)短路電流很大時(shí)，宜采用具有限流作用的RT0和RTl2系列的熔斷器。熔體的額定電流可按以下方法選擇： (1)保護(hù)無(wú)起動(dòng)過(guò)程的平穩(wěn)負(fù)載如照明線路、電阻、電爐等時(shí)，熔體額定電流略大于或等于負(fù)荷電路中的額定電流。 (2)保護(hù)單臺(tái)長(zhǎng)期工作的電機(jī)熔體電流可按最大起動(dòng)電流選取，也可按下式選?。篒RN(1.52.5)IN式中IRN-熔體額定電流；IN-電動(dòng)機(jī)額定電流。如果電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)，式中系數(shù)可適當(dāng)加大至33.5，具體應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。 (3)熔斷器的級(jí)間配合 為防止發(fā)生越級(jí)

27、熔斷、擴(kuò)大事故范圍，上、下級(jí)(即供電干、支線)線路的熔斷器間應(yīng)有良好配合。選用時(shí)，應(yīng)使上級(jí)(供電干線)熔斷器的熔體額定電流比下級(jí)(供電支線)的大12個(gè)級(jí)差。 常用的熔斷器有管式熔斷器R1系列、螺旋式熔斷器RLl系列、填料封閉式熔斷器RT0系列。電動(dòng)機(jī)： 單臺(tái)直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)熔體額定電流(1.52.5)電動(dòng)機(jī)額定電流。 多臺(tái)直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)總保護(hù)熔體額定電流(1.52.5)各臺(tái)電動(dòng)機(jī)電流之和。 降壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)熔體額定電流(1.52)電動(dòng)機(jī)額定電流。 繞線式電動(dòng)機(jī)熔體額定電流(1.21.5)電動(dòng)機(jī)額定電流。 配電變壓器低壓側(cè)熔體額定電流(1.01.5)變壓器低壓側(cè)額定電流。故 Fu:I1Ie=P/U=

28、40/24=1.67A（Ie為燈泡EL1額定電流） (8.1) Fu1:I21.67A (8.2) Fu2：I31.67A (8.3) 查表可選GF1-4A 型 號(hào)編 號(hào)額定電流GF1-4A R719 16/PFU4AGF1-4A R719 16/PFU14AGF1-4A R719 16/PFU24A表8.2 熔斷器參數(shù)8.2 接觸器的選擇 (1)選擇接觸器的種類 通常先根據(jù)接觸器所接觸的電動(dòng)機(jī)及負(fù)載電流類別來(lái)選擇相應(yīng)的接觸器型，即交流負(fù)載應(yīng)使用交流接觸器，直流負(fù)載應(yīng)使用直流接觸器；如果控制系統(tǒng)中主要是交流電動(dòng)機(jī)，而直流電動(dòng)機(jī)或直流負(fù)載的容量比較小時(shí)，也可全用交流接觸器進(jìn)行控制，但是觸點(diǎn)的額定

29、電流應(yīng)適當(dāng)選擇大一些。 (2)選擇接觸器主觸點(diǎn)的額定電壓 通常選擇接觸器主觸點(diǎn)的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載賄賂的額定電壓。通常電壓等級(jí)分為交流接觸器380、660及1140V；直流接觸器220V，440V,660V. (3)選擇接觸器主觸點(diǎn)的額定電流 接觸器控制電阻性（如電熱設(shè)備）時(shí)，主觸點(diǎn)的額定電流應(yīng)等于負(fù)載的工作電流。 接觸器控制電動(dòng)機(jī)時(shí)，主觸點(diǎn)的額定電流大于或稍大于電動(dòng)機(jī)的額定電流。接觸器設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的使用類別來(lái)確定。 可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：Ic= Pn/KUn (8.4) Ic-接觸器主觸點(diǎn)電流 Pn-被控制電動(dòng)機(jī)額定功率 Un-被控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 K-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)（11.4） 接觸器如使用在頻繁啟動(dòng)

30、，制動(dòng)和頻繁正反轉(zhuǎn)場(chǎng)合時(shí)，容量應(yīng)增大一倍以上去選擇接觸器。 (4)選擇接觸器吸引線圈的電壓： 電磁線圈的額定電壓等于控制回路的電源，通常按電壓等級(jí)分：交流線圈：36、100、127、220、220、380V 直流線圈：24、48、110、220、440V 選用時(shí)，一般交流負(fù)載用交流吸引線圈接觸器，直流負(fù)載用直流吸引線圈的接觸器， 但交流負(fù)載頻繁動(dòng)作時(shí)，可采用支流吸引線圈的接觸器。 接觸器吸引線圈電壓若從人身和設(shè)備安全角度考慮，可選擇低一些，但當(dāng)控制電路簡(jiǎn) 單，線圈功率較小時(shí)，為了節(jié)省變壓器，則可選用220或380V。 (5)選擇接觸器的觸點(diǎn)數(shù)量 接觸器的特點(diǎn)數(shù)量應(yīng)滿足控制線路的要求。各種類型的

31、接觸器觸點(diǎn)數(shù)量不同。交流接觸器的主觸點(diǎn)有三對(duì)（常開(kāi)觸點(diǎn)），一般選用四對(duì)輔助觸點(diǎn)（兩對(duì)常開(kāi)），最多可達(dá)到六對(duì)（三對(duì)常開(kāi)，三對(duì)常閉）。直流接觸器主觸點(diǎn)一般有兩對(duì)（尚開(kāi)觸點(diǎn)）；輔助觸點(diǎn)有四對(duì)（兩對(duì)常開(kāi)，兩對(duì)常閉）。 取K=1. KM1：Ic= Pn/KUn = 1.51000/（1380）= 3.9A (8.5) KM2：Ic=Pn/KUn = 1.51000/（1 380）=3.9A (8.6)KM3: Ic=Pn/KUn = 75/（1 380）=0.20A (8.7)KM4: Ic=Pn/KUn = 75/（1 380）=0.20A (8.8)查表可選型為CJT1-10A1（10V50Hz輔助

32、觸頭 5A）繼電器型號(hào)編 號(hào)主 觸 點(diǎn)對(duì)數(shù)額定電流(A)額定電壓(V)功率(W)CJT1-10KM1310 38033CJT1-10KM231038033CJT1-10KM331038033CJT1-10KM331038033表8.3 接觸器參數(shù) 8.3 斷路器(自動(dòng)開(kāi)關(guān))的選擇 (1)敏感元件：電動(dòng)機(jī)主電路的電磁脫扣器額定電流 ieZ 按下式選?。?IeZIeD (8.9) Iqd-電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流 IeD-電動(dòng)機(jī)額定電流 K1-電磁脫扣器的負(fù)載系數(shù) (2)主體部件：自動(dòng)開(kāi)關(guān)主觸頭的額定電流IeZ 及額定電壓UeZ 可按下式選取： IeZIe (8.10) UeZUe (8.11) Ie-主電

33、路負(fù)載額定電流 Ue-主電路額定電壓由上式知斷路器電流可選為10A查表可選DZ47-63 8.4 熱繼電器的選型 (1)熱繼電器的額定電流：選擇時(shí)一般應(yīng)等于或略大于電動(dòng)機(jī)的額定電流；對(duì)于過(guò)載能力較弱且散熱較困難的電動(dòng)機(jī)，熱繼電器的額定電流為電機(jī)額定電流的70%左右。如果熱繼電器與電動(dòng)機(jī)的使用環(huán)境溫度不一致時(shí)，應(yīng)對(duì)其額定電流作相應(yīng)調(diào)整：當(dāng)熱繼電器使用的環(huán)境溫度高于被保護(hù)電動(dòng)機(jī)的環(huán)境溫度15以上時(shí)，應(yīng)選擇大一號(hào)額定電流等級(jí)的熱繼電器；當(dāng)熱繼電器使用的環(huán)境溫度低于被保護(hù)電動(dòng)機(jī)的環(huán)境溫度15以上時(shí)，應(yīng)選擇小一號(hào)額定電流等級(jí)的熱繼電器。 (2)熱元件的額定電流，選擇時(shí)一般應(yīng)略大于電動(dòng)機(jī)的額定電流，取11

34、125倍，對(duì)于反復(fù)短時(shí)工作、操作頻率高的電動(dòng)機(jī)取上限。如果是過(guò)載能力弱的小功率電機(jī)，由于其繞組的線徑小，過(guò)熱能力差，應(yīng)選擇其額定電流等于或略小于電動(dòng)機(jī)的額定電流。如果熱繼電器與電動(dòng)機(jī)的環(huán)境溫度不一致（如兩者不在同一室內(nèi)），熱元件的額定電流同樣要作調(diào)整，調(diào)整的情況與上述熱繼電器額定電流的調(diào)整情況基本相同。故 FR：I1.2Im1=1.2*3.7=4.6A（Im1是電動(dòng)機(jī)M1的額定電流） (8.12)查表可知選用JR16-20/3D 8.5電源引入開(kāi)關(guān)的選擇 此電路中的QS主要作電源隔離開(kāi)關(guān)，并不用它直接啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，可按電動(dòng)機(jī)額定電流來(lái)選，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流，應(yīng)選用JFD11-25系列，其額定電

35、流為25A 8.6 控制變壓器的選擇 根據(jù)控制電路在最大工作負(fù)載時(shí)所需要的功率來(lái)選擇控制變壓器可根據(jù)以下兩種情況來(lái)確定其容量（最終取大值）。 (1)最大工作負(fù)載時(shí)所需要的功率一般可按式8.13計(jì)算： PtKtPxc (8.13)式中：Pt變壓器所需的容量(VA)；Kt變壓器容量?jī)?chǔ)備系數(shù)，一般取1.11.25。Pxc控制電路最大負(fù)載時(shí)工作的電器所需要的功率(VA)。對(duì)交流電器（交流接觸器、交流中間繼電器及交流電磁鐵等)，應(yīng)取吸持功率值，一般認(rèn)為這些電器功率因數(shù)近似相等。 (2)變壓器的容量應(yīng)保證部分電器已吸合的情況下還能起動(dòng)吸合剩余電器。一般可按式(8.14)計(jì)算： Pt0.6Pxc+1.5Pst (8.14) Pst-為同時(shí)起動(dòng)電器的總吸持功率。則該電路中Pt0.6*95+1.5*18=84KW可選用容量為100KW的變壓器，該電路選用BR-1009. Z3025電路分析 9.1 主回路 開(kāi)啟總電源開(kāi)關(guān)QS1，按下零壓起動(dòng)按鈕SB2，零壓起動(dòng)繼電器供電，同時(shí)零壓起動(dòng)指示燈HL1亮。當(dāng)電壓消失或降低過(guò)多時(shí)，零壓起動(dòng)繼電器釋放，觸點(diǎn)斷開(kāi)，控制電路斷電，當(dāng)電壓重新恢復(fù)時(shí)，零壓起動(dòng)繼電器仍不能得到供電，欲使電機(jī)重新工作，需再將零壓起動(dòng)按鈕SB2按下，使零壓起動(dòng)繼電器吸合，而保證控制電路供電。將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)QS2閉合，冷卻泵即轉(zhuǎn)動(dòng)。 9.2 控制回路 (1