CW6136A型臥式車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課件

1、三 江 學(xué) 院機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)題目 CW6136A型臥式車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械工程 學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（機(jī)電技術(shù)） 專業(yè)學(xué)生姓名 計(jì)凱 學(xué) 號(hào) 12011158005 起訖日期 6/166/20 指導(dǎo)教師姓名（簽名） 王 卓 君 目錄第一章 臥式車床簡(jiǎn)介及運(yùn)動(dòng)分析2一 、CW6163臥式車床的特點(diǎn)2二、 臥式車床各部分的名稱和用途2第二章 控制方案設(shè)計(jì)4一 、設(shè)備機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分說明4二 、設(shè)備電氣控制要求4三 、電動(dòng)機(jī)的選擇4第三章 電氣控制線路設(shè)計(jì)6一 、主回路設(shè)計(jì)6二 、控制電路設(shè)計(jì)7第四章 電氣元件的選擇9一、熔斷器的選用9二、接觸器的選用9三、熱繼電器的選用10四、溫度

2、繼電器FC10五、電氣元件明細(xì)表10課程設(shè)計(jì)小結(jié)12參考文獻(xiàn)13第一章 臥式車床簡(jiǎn)介及運(yùn)動(dòng)分析一 、CW6163臥式車床的特點(diǎn)    1車床的床身、床腳、油盤等采用整體鑄造結(jié)構(gòu)，剛性高，抗震性好，符合高速切削機(jī)床的特點(diǎn)。   2 床頭箱采用三支承結(jié)構(gòu)，三支承均為圓錐滾子軸承，主軸調(diào)節(jié)方便，回轉(zhuǎn)精度高，精度保持性好。     3進(jìn)給箱設(shè)有公英制螺紋轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，螺紋種類的選擇轉(zhuǎn)換方便、可靠。    4 溜板箱內(nèi)設(shè)有錐形離合器安全裝置，可防止自動(dòng)走刀過載

3、后的機(jī)件損壞。    5車機(jī)床縱向設(shè)有四工位自動(dòng)進(jìn)給機(jī)械碰停裝置，可通過調(diào)節(jié)碰停桿上的凸輪縱向位置，設(shè)定工件加工所需長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)零件的縱向定尺寸加工。     尾座設(shè)有變速裝置，可滿足鉆孔、鉸孔的需要。    7 車機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理可靠，車頭箱、進(jìn)給箱、溜板箱均采用體內(nèi)飛濺潤(rùn)滑，并增設(shè)線泵、柱塞泵對(duì)特殊部位進(jìn)行自動(dòng)強(qiáng)制潤(rùn)滑。   二、 臥式車床各部分的名稱和用途    1變速箱 變速箱用來改變主

4、軸的轉(zhuǎn)速。主要由傳動(dòng)軸和變速齒輪組成。通過操縱變速箱和主軸箱外面的變速手柄棗改變齒輪或離合器的位置，可使主軸獲得12種不同的速度。主軸的反轉(zhuǎn)是通過電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的。     2主軸箱 主軸箱用來支承主軸，并使其作各種速度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；主軸是空心的，便于穿過長(zhǎng)的工件；在主軸的前端可以利用錐孔安裝頂尖，也可利用主軸前端圓錐面安裝卡盤和撥盤，以便裝夾工件。     3掛輪箱 掛輪箱用來搭配不同齒數(shù)的齒輪，以獲得不同的進(jìn)給量。主要用于車削不同種類的螺紋。     

5、4進(jìn)給箱 進(jìn)給箱用來改變進(jìn)給量。主軸經(jīng)掛輪箱傳入進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)，通過移動(dòng)變速手柄來改變進(jìn)給箱中滑動(dòng)齒輪的嚙合位置，便可使光桿或絲桿獲得不同的轉(zhuǎn)速。     5溜板箱 溜板箱用來使光杠和絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)改變?yōu)榈都艿淖詣?dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。光杠用于一般的車削，絲杠只用于車螺紋。溜板箱中設(shè)有互鎖機(jī)構(gòu)，使兩者不能同時(shí)使用。   6刀架 刀架用來夾持車刀并使其作縱向、橫向或斜向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它由以下幾個(gè)部分組成：      1）床鞍。它與溜板箱連接，可沿床身導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)，其上面有橫向?qū)?/p>

6、軌。   2）中滑板?？裳卮舶吧系膶?dǎo)軌作橫向移動(dòng)。   3）轉(zhuǎn)盤。它與中滑板用螺釘緊固，松開螺釘便可在水平面內(nèi)扳轉(zhuǎn)任意角度。    4） 小滑板。它可沿轉(zhuǎn)盤上面的導(dǎo)軌作短距離移動(dòng)；當(dāng)將轉(zhuǎn)盤偏轉(zhuǎn)若干角度后，可使小滑板作斜向進(jìn)給，以便車錐面。     5） 方刀架 它固定在小滑板上，可同時(shí)裝夾四把車刀；松開鎖緊手柄，即可轉(zhuǎn)動(dòng)方刀架，把所需要的車刀更換到工作位置上。      7 尾座 尾座用

7、于安裝后頂尖以支持工件，或安裝鉆頭、鉸刀等刀具進(jìn)行孔加工。它主要由套筒、尾座體、底座等幾部分組成。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，可調(diào)整套筒伸縮一定距離，并且尾座還可沿床身導(dǎo)軌推移至所需位置，以適應(yīng)不同工件加工的要求。     8 床身床身固定在床腿上，床身是車床的基本支承件，床身的功用是支承各主要部件并使它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置。     9絲杠 絲杠能帶動(dòng)大拖板作縱向移動(dòng)，用來車削螺紋。絲杠是車床中主要精密件之一，一般不用絲杠自動(dòng)進(jìn)給，以便長(zhǎng)期保持絲杠的精度。     

8、;10光杠 光杠用于機(jī)動(dòng)進(jìn)給時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)。通過光杠可把進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)傳遞給溜板箱，使刀架作縱向或橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。  11操縱桿 操縱桿是車床的控制機(jī)構(gòu)，在操縱桿左端和拖板箱右側(cè)各裝有一個(gè)手柄，操作工人可以很方便地操縱手柄以控制車床主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停車。第二章 控制方案設(shè)計(jì)一 、設(shè)備機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分說明CW6136A型臥式車床的運(yùn)動(dòng)形式主要由主軸電動(dòng)機(jī)M1經(jīng)過一系列的變速機(jī)構(gòu)以后，帶動(dòng)車床主軸做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)能前后、左右橫向及縱向進(jìn)給。 二 、設(shè)備電氣控制要求1） M1有正反轉(zhuǎn)功能2） M1為雙速電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)3） M2為單向運(yùn)轉(zhuǎn)（雙向運(yùn)轉(zhuǎn)），不采

9、用制動(dòng)措施（反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)、可直接啟動(dòng)（星-三角降壓、串電阻降壓、自耦變壓器降壓）4） 機(jī)床要有照明燈，照明電路電壓為24V5） 機(jī)床具有操作指示，指示燈電路電壓為6V6） M1溫度不能超過95度7） 整個(gè)機(jī)床要有短路保護(hù)、M1要有過載保護(hù) 三 、電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選用原則：（1）根據(jù)負(fù)載的啟動(dòng)特性及運(yùn)行特性，選出最適合于這些特性的電動(dòng)機(jī)，滿足生產(chǎn)機(jī)械工作過程中的各種要求。（2）選擇具有與使用場(chǎng)所的環(huán)境相適應(yīng)的防護(hù)方式及冷卻方式的電動(dòng)機(jī)，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)能適合電動(dòng)機(jī)所處 的環(huán)境條件。（3）計(jì)算和確定合適的電動(dòng)機(jī)容量。通常設(shè)計(jì)制造的電動(dòng)機(jī)，在75%-100%額定負(fù)載時(shí)，效率最高。因此&

10、#160;應(yīng)使設(shè)備需求的容量與被選電動(dòng)機(jī)的容量差值最小，使電動(dòng)機(jī)的功率被充分利用。（4）選擇可靠性高、便于維護(hù)的電動(dòng)機(jī)。（5）考慮到互換性，盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)。（6）為使整個(gè)系統(tǒng)高效率運(yùn)行，要綜合考慮電機(jī)的極數(shù)及電壓等級(jí)。本設(shè)計(jì)中根據(jù)CW6136A臥式車床的相關(guān)參數(shù)及工作要求P=35.5*（0.36）1.54=7.36kw電機(jī)選擇表型 號(hào)額定功率 額定電流 轉(zhuǎn)速 效率 功率因數(shù) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)電流最大轉(zhuǎn)矩噪聲振動(dòng)速度 重量額定轉(zhuǎn)矩額定電流額定轉(zhuǎn)矩1級(jí)2級(jí)kWAr/min%COS倍倍倍dB(A)mm/skg同步轉(zhuǎn)速 1500r/min 4 級(jí)Y80M1-40.551.5139073.00.762.

11、46.02.356671.817Y80M2-40.752139074.50.762.36.02.356671.817Y90S-41.12.7140078.00.782.36.52.361671.825Y90L-41.53.7140079.00.792.36.52.362671.826Y100L1-42.25143081.00.822.27.02.365701.834Y100L2-436.8143082.50.812.27.02.365701.835Y112M-448.8144084.50.822.27.02.368741.847Y132S-45.511.6144085.50.842.27.02

12、.370781.868Y132M-47.515.4144087.00.852.27.02.371781.879Y160M-41122.6146088.00.842.27.02.375821.8122Y160L-41530.3146088.50.852.27.02.377821.8142Y180M-418.535.9147091.00.862.07.02.277821.8174Y180L-42242.5147091.50.862.07.02.277821.8192Y200L-43056.8147092.20.872.07.02.279841.8253Y225S-43770.4148091.80.

13、871.97.02.279841.8294Y225M-44584.2148092.30.881.97.02.279841.8327Y250M-455103148092.60.882.07.02.281862.8381Y280S-475140148092.70.881.97.02.285902.8535Y280M-490164148093.50.891.97.02.285902.8634Y315S-4110201148093.50.891.86.82.293982.8912Y315M-4132240148094.00.891.86.82.2961012.81048Y315L1-416028914

14、8094.50.891.86.82.2961012.81105Y315L2-4200361148094.50.891.86.82.2961012.81260Y355M1-4220407148894.40.871.46.82.21064.51690Y355M3-4250461148894.70.871.46.82.21084.51800Y355L2-4280515148894.90.871.46.82.21084.51945Y355L3-4315578148895.20.871.46.92.21084.51985本設(shè)計(jì)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(jī)及冷卻泵電動(dòng)機(jī)如下

15、： 主電機(jī)M1：Y160M-4  11kW   380V  30A  1460r/min; 冷卻泵電機(jī)M2：JCB-22 0.15kW 380V 0.43A 2790r/min;第三章 電氣控制線路設(shè)計(jì)一 、主回路設(shè)計(jì)主電路中共有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)。其中主軸電動(dòng)機(jī)M1是一臺(tái)雙速電動(dòng)機(jī)，為普通車床的主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，它帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)及工作進(jìn)給。控制主軸電動(dòng)機(jī)的四種運(yùn)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(jī)床的三相電源由電源引入開關(guān)QS

16、引入。主電機(jī)M1具有過載保護(hù)，由熱繼電器FR來實(shí)現(xiàn)，它的短路保護(hù)可以由機(jī)床的前一級(jí)配電箱中的熔斷器充任。熔斷器FU2冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的過載保護(hù)裝置，主電機(jī)M1與冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2共同設(shè)有短路保護(hù)熔斷器FU。在主軸電動(dòng)機(jī)M1內(nèi)設(shè)有溫度繼電器FC，以便當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)頻繁或電流增大、電動(dòng)機(jī)溫度升高時(shí)及時(shí)切斷電源，起到保護(hù)主軸電動(dòng)機(jī)M1的作用電路說明和解釋當(dāng)接觸器KM1和KML閉合時(shí)，主軸電動(dòng)機(jī)M1處于低速正轉(zhuǎn)運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)接觸器KM2和KML閉合時(shí)，主軸電動(dòng)機(jī)M1處于低速反轉(zhuǎn)狀態(tài)；當(dāng)接觸器KM1和KMH、KM閉合時(shí)，主軸電動(dòng)機(jī)M1處于高速正轉(zhuǎn)狀態(tài)；當(dāng)接觸器KM2和 KMH、KM閉合時(shí)，主軸電動(dòng)機(jī)M1處于高

17、速反轉(zhuǎn)狀態(tài)。用接觸器KM1控制電動(dòng)機(jī)M1的正轉(zhuǎn)，用接觸器KM2控制電動(dòng)機(jī)M1的反轉(zhuǎn)，KML控制主電動(dòng)機(jī)的低速運(yùn)動(dòng)，KM和KMH控制主電動(dòng)機(jī)的高速運(yùn)動(dòng)。二 、控制電路設(shè)計(jì)考慮到操作方便，主電動(dòng)機(jī)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SB2、SB3、SB1進(jìn)行操縱，主電動(dòng)機(jī)的高低速轉(zhuǎn)動(dòng)由SB5、SB4按鈕開關(guān)來選擇控制。冷卻泵電動(dòng)機(jī)由SB7、SB6進(jìn)行起停操作，裝在車床床頭的操作板上?？刂齐娐分?，SB6為緊急停止按鈕。 根據(jù)電氣傳動(dòng)的要求，由接觸器KM1、 KM2、KM、KMH、KML控制電動(dòng)機(jī)M1四種運(yùn)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(dòng)機(jī)M2主

18、要由接觸器KM3來控制。電路說明和解釋主電動(dòng)機(jī)M1的動(dòng)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(diǎn)閉合，然后按下SB4按鈕，KML線圈得電，KML主觸點(diǎn)閉合，低速正轉(zhuǎn)起動(dòng)。（2）高速正轉(zhuǎn)     當(dāng)按下SB2按鈕，KM1線圈得電，KM1主觸點(diǎn)閉合，然后按下SB5按鈕，KMH線圈得電，KMH線圈得電，KM線圈得電，KMH主觸點(diǎn)閉合，同時(shí)KM主觸點(diǎn)閉合，高速正轉(zhuǎn)起動(dòng)。（3）低速反轉(zhuǎn)   當(dāng)按下SB3 按鈕，KM2線圈得電，KM2主觸點(diǎn)閉合，然后按下SB4按鈕，KML線圈得電，KML主觸點(diǎn)閉合，低速反

19、轉(zhuǎn)起動(dòng)。（4）高速反轉(zhuǎn)     當(dāng)按下SB3按鈕，KM2線圈得電，KM2主觸點(diǎn)閉合，然后按下SB5按鈕，KMH線圈得電，KM線圈得電，KMH主觸點(diǎn)閉合，同時(shí)KM主觸點(diǎn)閉合，高速反轉(zhuǎn)起動(dòng)。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的動(dòng)作情況：按下SB7按鈕，KM3線圈得電，KM3主觸電閉合，同時(shí)形成自鎖，電機(jī)啟動(dòng)。第四章 電氣元件的選擇一、熔斷器的選用熔斷器FU1、FU2  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(jí)和熔體的額定電流。     FU1是對(duì)M1、M2兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)的熔斷器。熔體的電流為： &

20、#160;Ir>=(23*7+0.43)/2.5=64.6A 可以選用RL1-100型熔斷器，配用80A的熔體。 2FU可以選用RL1-15型熔斷器，配用2A的熔體。二、接觸器的選用接觸器用于帶負(fù)載主電路的自動(dòng)接通或切斷。分直流、交流兩類，機(jī)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）電源種類：交流、直流。 2）主觸點(diǎn)額定電壓、額定電流。 3）輔助觸點(diǎn)的種類、數(shù)量及觸點(diǎn)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(shí)接通的最多次數(shù)。 主觸點(diǎn)額定電流，一般

21、根據(jù)電動(dòng)機(jī)容量Pd計(jì)算觸點(diǎn)電流Ic，即 Ic>=1000Pd/KUd式中，K經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，一般取11.4；  Pd電動(dòng)機(jī)功率（kW）；  Ud電動(dòng)機(jī)額定線電壓（V）；   Ic接觸器主觸點(diǎn)電流（A）；    主電機(jī)：      接觸器KM1、KM2、KM、KML、KMH，根據(jù)主電動(dòng)機(jī)M1的額定電流Ie=,控制回路電源220V，KM1需要主觸點(diǎn)3對(duì)，動(dòng)合觸點(diǎn)4對(duì)，動(dòng)斷觸點(diǎn)1對(duì)；KM2需要主觸點(diǎn)3對(duì)，動(dòng)合觸點(diǎn)3對(duì)，動(dòng)斷觸點(diǎn)1對(duì)；KML需要

22、要主觸點(diǎn)3對(duì)，動(dòng)合觸點(diǎn)1對(duì)，動(dòng)斷觸點(diǎn)1對(duì)；KMH需要主觸點(diǎn)3對(duì)，動(dòng)合觸點(diǎn)2對(duì)，動(dòng)斷觸點(diǎn)1對(duì)；KM需要主觸點(diǎn)3對(duì)。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(dòng)機(jī)的額定電流較小，接觸器KM3可選用CJ0-40交流接觸器，線圈電壓220V,觸點(diǎn)電流5A，KM3需要主觸點(diǎn)3對(duì)，動(dòng)合觸點(diǎn)1對(duì)。三、熱繼電器的選用熱繼電器用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。熱繼電器的選擇主要是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流來確定其型號(hào)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(dòng)機(jī)的額定電流Ied，即：       

23、;  Irt=（0.951.05）Ied           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(shí)，熱繼電器應(yīng)當(dāng)在20min內(nèi)動(dòng)作。選用時(shí)整定電流應(yīng)與電動(dòng)機(jī)額定電流一致。主電動(dòng)機(jī)M1額定電流30A,熱繼電器FR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(shí)將額定電流調(diào)節(jié)為30A。四、溫度繼電器FC      根據(jù)設(shè)計(jì)要求中M1電機(jī)溫度不超過95度，綜合各方面考慮，可選用JUC-1M

24、 型溫度繼電器。五、電氣元件明細(xì)表符號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量三相異步電動(dòng)機(jī)Y160M-411KW 380V1460r/min1冷卻泵電動(dòng)機(jī)JCB-220.125kW 380V 2790r/min1KM1 KM2 KM3 KMH KML KM交流接觸器CJ0-40額定電流40A220V6熔斷器RL1-100380V 100A 熔體80A1熔斷器RL1-15380V 15A熔體2A1TC控制變壓器BK100100V.A 380V/220V-24V-6V1SB1 SB6按鈕LA19-11紅色 5A2按鈕LA19-11綠色 5A5指示燈信號(hào)燈ZSD-06V 綠色1 白色12照明燈JZ24-40電壓24V額定功率40W1FR熱