典型生產(chǎn)機械設(shè)備電氣控制知識

第四章典型生產(chǎn)機械的電氣控制第一節(jié)電氣控制電路分析基礎(chǔ)一、電氣控制分析的依據(jù)依據(jù)：設(shè)備本身的基本結(jié)構(gòu)、運行情況、加工工藝要求和電力拖動自動控制的要求；熟悉了解控制對象，掌握其控制要求等。二、電氣控制分析的內(nèi)容設(shè)備說明書

電氣控制原理圖電氣設(shè)備的總裝接線圖電器元件布置圖與接線圖

三、電氣原理圖的閱讀分析方法先機后電先主后輔化整為零總結(jié)特點

集零為整、統(tǒng)觀全局四、分析舉例

C650臥式車床屬中型車床，加工工件回轉(zhuǎn)半徑最大可達1020mm，長度可達3000mm。其結(jié)構(gòu)主要有床身、主軸變速箱、進給箱、溜板箱、刀架、尾架、絲桿和光桿等部分組成。（一）臥式車床的主要結(jié)構(gòu)和運動情況以C650普通臥式車床為例

車床是一種應(yīng)用極為廣泛的金屬切削機床。在機械加工中廣泛使用，根據(jù)其結(jié)構(gòu)和用途不同、分成普通車床、立式車床、六角車床、仿形車床等。車床主要用于車削外圓、內(nèi)孔、端面、螺紋定型表面和回轉(zhuǎn)體的端面等，并可裝上鉆頭、絞刀等刀具進行孔加工。

普通車床的結(jié)構(gòu)示意圖1-進給箱2-掛輪箱3-主軸變速箱4-溜板與刀架5-溜板箱6-尾架7-光桿8-絲桿9-床身（二）C650車床對電氣控制的要求1．主軸與進給電動機M12．冷卻泵電動機M23．快速移動電動機M34．有必要的保護和聯(lián)鎖，有安全可靠的照明電路。從車削加工工藝要求出發(fā)，對各電動機的控制要求是：1．主電路分析

2．控制電路分析

1）主電動機的點動調(diào)整控制2）主電動機的正反轉(zhuǎn)控制3）主電動機的反接制動控制4）刀架的快速移動和冷卻泵控制5)輔助電路6)完善的聯(lián)鎖與保護

3．電氣控制電路特點

1）采用三臺電動機拖動，尤其是車床溜板箱的快速移動單由一臺電動機拖動。2）主軸電動機不但有正、反向運轉(zhuǎn)，還有單向低速點動的調(diào)整控制，正、反向停車時均具有反接制動控制。3）設(shè)有檢測主軸電動機工作電流的環(huán)節(jié)。4）具有完善的保護與聯(lián)鎖。（三）C650車床的電氣控制電路分析C650普普通車車床主主電動動機的的功率率為30kW,為提提高工工作效效率，，該機機床采采用了了反接接制動動，為為減小小制動動電流流，定定子回回路串串入了了限流流電阻阻R。。為減減輕工工人的的勞動動強度度和節(jié)節(jié)省輔輔助工工作時時間，，專門門設(shè)置置一臺臺2.2kW的的拖動動溜板板箱的的快速速移動動電動動機。。1.主主電路路分析析該車床床有三三臺電電動機機，M1為為主電電動機機，拖拖動主主軸旋旋轉(zhuǎn)，，并通通過進進給機機構(gòu)以以實現(xiàn)現(xiàn)進給給運動動。M2為為冷卻卻泵電電動機機，提提供切切削液液。M3為為快速速移動動電動動機，，拖動動刀架架快速速移動動。開關(guān)QS將三相相電源引引入，F(xiàn)U1為為主電動動機M1的短路路保護用用熔斷器器，F(xiàn)R1為M1的過過載保護護用熱繼繼電器。。R為限限流電阻阻，防止止在點動動時連續(xù)續(xù)的起動動電流造造成電動動機的過過載。通通過電流流互感器器TA接接入電流流表A以以監(jiān)視主主電動機機繞組的的電流，，熔斷器器FU2為M2、M3電動機機的短路路保護，，接觸器器KM4、KM5為M2、M3起動動用接觸觸器。FR2為為M2的的過載保保護熱繼繼電器，，因快速速電動機機M3短短時工作作，故不不設(shè)過載載保護。。2、控制制電路分分析（1）主主電動機機M1的的點動調(diào)整整控制調(diào)整車床床時，要要求主電電動機M1點動動控制。。線路中中KM1為M1電動機機的正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)接觸器器，KM2為M1的反反轉(zhuǎn)接觸觸器，KA為中中間繼電電器。工工作過程程如下：：M1電動動機的點點動控制制是由點點動按鈕鈕SB2控制。。按下SB2，，接觸器器KM1的線圈圈得電，，它的主主觸點閉閉合，電電動機定定子繞組組經(jīng)限流流電阻R和電源源接通，，電動機機在低速速下啟動動。松開開SB2，KM1斷電電，電動動機停止止。在點點動過程程中，中中間繼電電器KA不通電電，因此此KM1不會自自鎖。（2）主主電動機機M1的的正、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)控制正轉(zhuǎn)：主電動機機正轉(zhuǎn)由由正向起起動按鈕鈕SB3控制。。按下SB3時時，接觸觸器KM3首先先得電動動作，它它的主觸觸點閉合合將限流流電阻R短接，，輔助觸觸點也同同時閉合合，使中中間繼電電器KA的線圈圈得電，，KA的的輔助常常開觸點點閉合使使接觸器器KM1得電，，電動機機在全電電壓下啟啟動。由由于KM1的常常開觸點點、KA的常開開觸點閉閉合將KM1自自鎖。反轉(zhuǎn)：主電動機的的反轉(zhuǎn)是由由反向起動動按鈕SB4控制的的。其控制制過程與上上面的相類類似，當電電動機處于于停車狀態(tài)態(tài)時，按下下SB4時時，KM3首先得電電，然后KA得電，，它的輔助助觸點閉合合，使KM2得電吸吸合，KM2的主觸觸點將電動動機的三相相電源相序序改變，使使電動機在在全電壓下下反轉(zhuǎn)啟動動。KM2的常開觸觸點和KA的常開觸觸點的閉合合將KM2自鎖。KM2和KM1的常常閉觸點分分別串在對對方的接觸觸器線圈的的回路中，，起到正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的的互鎖作用用。（3）主電電動機M1的反接制動控制速度繼電器器與被控電電動機同軸軸聯(lián)接，，當電動機機正轉(zhuǎn)時，，速度繼電電器的正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)常開觸點點KS1閉閉合，電動動機反轉(zhuǎn)時時，速度繼繼電器的反反轉(zhuǎn)常開觸觸點KS2閉合。在在電動機正正轉(zhuǎn)時，接接觸器KM1，KM3和繼電電器都處于于得電狀態(tài)態(tài)，速度繼繼電器的正正轉(zhuǎn)常開觸觸點KS1也是閉合合的，這樣樣就為正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反接制動動做好準備備。當停車時，按下停止止按鈕SB，接觸器器KM3失失電，其主主觸點斷開開，電阻R串入主回回路。與此此同時KM1也失電電，斷開了了電動機的的電源，同同時KA也也失電，使使它的常閉閉觸點閉合合。這樣就就使反轉(zhuǎn)接接觸器線圈圈KM2通通過1-3-5-17-23-25線線路得電，，電機的電電源反接，，使其處于于反接制動動狀態(tài)。當當電動機的的轉(zhuǎn)速下降降為速度繼繼電器的復(fù)復(fù)位轉(zhuǎn)速時時，速度繼繼電器的正正轉(zhuǎn)常開觸觸點KS1（17-23）斷斷開，切斷斷KM2的的通電回路路，電動機機停止。電動機反轉(zhuǎn)時的制制動與正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時的制動動相似。（4）刀架架的快速移動和和冷卻泵控控制刀架的快速速移動由轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動刀架手手柄壓動限限位開關(guān)SQ，使接接觸器KM5吸合，，M3電動動機轉(zhuǎn)動來來實現(xiàn)。（5）其它輔助線線路監(jiān)視主回路路負載的電電流表是通通過電源互互感器接入入的。為防防止電動機機起動、點點動和制動動電流對電電流表的沖沖擊，線路路中采用一一個時間繼繼電器KT。例如當當啟動時，，KT線圈圈通電，而而KT的延延時斷開的的常閉觸點點尚未動作作，電流互互感器副邊邊電流只流流經(jīng)該觸點點構(gòu)成閉合合回路，電電流表沒有有電流流過過。啟動后后，KT延延時斷開的的常閉觸點點打開，此此時電流才才流經(jīng)電流流表。控制電路的的電源采用用了控制變變壓器TC低壓供電電，這樣使使之更加安安全。正向點動1、合QS2、按SB2點動主電機正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)1、合QS2、按下SB33、松開SB3按下SB1停車制動松開SB1速度降為100r/m時KS2斷斷開電路路特特點點：：1、、點點動動（（串串電電阻阻））2、、正正反反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)起起動動3、、反反接接制制動動4、、保保護護5、、控控制制變變壓壓器器6、、中中間間繼繼電電器器銑床床是是用用銑銑刀刀進進行行銑銑削削加加工工的的機機床床。?？煽梢砸杂糜脕韥砑蛹庸すC機械械零零件件的的平平面面、、斜斜面面、、溝溝槽槽等等型型面面，，在在裝裝上上分分度度頭頭以以后后，，可可以以加加工工直直齒齒輪輪和和螺螺旋旋面面；；裝裝上上回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)圓圓工工作作臺臺，，則則可可以以加加工工凸凸輪輪和和弧弧形形槽槽等等回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)體體。。按按結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式的的不不同同，，可可分分為為立立式式銑銑床床、、臥臥式式銑銑床床、、龍龍門門銑銑床床、、仿仿型型銑銑床床以以及及各各種種專專用用銑銑床床。。4.2普普通通銑銑床床的的電電氣氣控控制制X62W臥臥式式萬萬能能銑銑床床的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)一、X62W型臥式萬能能銑床主要結(jié)結(jié)構(gòu)及運動形形式X62W臥式式萬能銑床由床身、懸梁梁、刀桿支架架、工作臺、、溜板和升降降臺等部件組組成。該銑床可以實實現(xiàn)七個方向向的運動：升降臺的上下移動，一般般稱為垂直直運動。溜板沿水平平導(dǎo)軌作平平行于主軸軸軸線方向向的前后運動，一般般稱橫向進進給。工作臺沿回回轉(zhuǎn)臺上的的導(dǎo)軌作垂垂直于軸線線方向的左右移動，一般般稱為縱向向移動?傾斜方向進給，以加加工螺旋槽槽。4.2.3X62W型臥式普通銑床控制線路分分析主軸電動機機控制電路路兩地操作主軸電動機機M1反接接制動主軸變速主軸變速的的沖動進給電動機機控制電路路工作臺縱向向前后運動動的方向聯(lián)聯(lián)鎖工作臺垂直直上下運動動和橫向左左右運動的的方向聯(lián)鎖鎖圓工作臺和和長工作臺臺之間的聯(lián)聯(lián)鎖進給變速時時的沖動工作臺的快快速移動X62W型型銑床有三種運動，即主運動、進給運動和輔助運動。。主運動：主軸帶動動銑刀的旋旋轉(zhuǎn)運動；；進給運動：加工過程程中工作臺臺帶動工件件在三個相相互垂直方方向上的直直線運動；；輔助運動：工作臺在在三個互相相垂直方向向上的快速速直線運動動，以及工工作臺的旋旋轉(zhuǎn)運動。。二、X62W型臥式式萬能銑床床的電力拖拖動及控制制要求1．X62W型萬能能銑床的主主軸與工作作臺各自采采用單獨的籠型異步步電動機拖拖動。2．主軸電電動機空載載起動，采采用直接起動。為完完成順銑和和逆銑，要要求有正反轉(zhuǎn)。3．主軸電電動機有停停車制動控制。4．工作臺臺的縱向、、橫向和垂垂直三個方方向的進給給運動由同同一臺進給給電動機拖拖動，三個個方向的選擇由操縱手柄改變傳動鏈鏈來實現(xiàn)，，同一時間間只允許工工作臺向一一個方向移移動，故三三個方向的的運動之間間應(yīng)有完善善的聯(lián)鎖保保護。5．X62W型萬能能銑床通過過吸合一個個快速電磁磁鐵的方法法來改變傳動動鏈的傳動比比從而實實現(xiàn)快速速移動。。6．要求求圓工作作臺旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運動與與工作臺臺的上下下、左右右、前后后三個方方向的直直線運動動之間有有聯(lián)鎖保護控制制。7．X62W型型銑床采采用機械械方式變變速。要要求主軸軸或進給給變速時時電動機機進行沖沖動（短短時轉(zhuǎn)動動）控制制。8．主軸軸旋轉(zhuǎn)與與工作臺臺進給之之間應(yīng)有有起停順序序聯(lián)鎖控控制，9．冷卻卻泵由一一臺電動動機拖動動，供給給銑削時時的冷卻卻液。10．為為操作方方便，機機床的起起、停要要求兩處控制。三、X62W型型臥式萬萬能銑床床控制電電路分析析X62W型萬能能銑床電電氣控制制電路見見下頁。。（一）主主電路分分析萬能銑床床主電路路共有三三臺電動動機，其其中M1為主軸軸拖動電電動機，，M2為為工作臺臺進給拖拖動電動動機，M3為冷冷卻泵電電動機。。1．控制制電路電電源由控制變變壓器TC的110V副邊供供給。（二）控控制電路路分析X62W型萬能能銑床電電氣控制制電路4.2.3X62W型臥式普通銑床床控制線路路分析主軸工作臺4.2.3X62W型臥式普通銑床床控制線路路分析主電機起起動正反轉(zhuǎn),SA5多地控制制4.2.3X62W型臥式普通銑床床控制線路路分析主電機制制動正反轉(zhuǎn),SA54.2.3X62W型臥式普通銑床床控制線路路分析主電機沖沖動控制制正反轉(zhuǎn),SA54.2.3X62W型臥式普通銑床床控制線路路分析進給電機機控制1)順序序控制2)聯(lián)鎖鎖控制4.2.3X62W型臥式普通銑床床控制線路路分析進給電機機控制1)順序序控制2)聯(lián)鎖鎖控制2．主軸軸電動機機M1的的控制（1）主主軸電動動機M1的起動動SQ7處于不受力SA4扳到主軸所需要的旋轉(zhuǎn)方向起動前準備起動：合上QS按下SB1（或SB2）KM1得電自鎖M1直接起動n>120r/minKS1（或KS2）動作

為M1的停車制動作好準備主軸變速速時的沖沖動控制制，是利利用變速速手柄、、SQ（2）主主軸電動動機M1的停車車制動按下SB3（或SB4）KM1斷電M1串電阻反接制動n〈120r/minKS1（或KS2）斷開KM2得電自鎖M1停車停車：（3）主主軸變速速時的沖沖動控制制當需要對對主軸變變速時，，操作過過程是：：變速手柄拉出SQ7受力KM2得電M1反接制動主軸速度降低轉(zhuǎn)動變速盤快速將變速手柄復(fù)位SQ7復(fù)位KM2失電M1停車總之，主主軸變速速沖動過過程就是是SQ7行程開開關(guān)短時時受壓又又恢復(fù)原原狀、主主軸短時時低速運運轉(zhuǎn)，與與機械變變速嚴密密配合的的過程。。當主軸軸重新起起動后，，就會按按新的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速運行行。3．工作作臺進給給電動機機M2的的控制轉(zhuǎn)換開關(guān)關(guān)SA1是用來來控制圓圓工作臺臺接通與與停止的的主令電電器，當圓工作作臺使用用或停用用時SA1的狀狀態(tài)如表3-1所示示（“+””表示觸觸頭接通通，“-”表示示觸頭斷斷開）。圓工作臺臺轉(zhuǎn)換開開關(guān)工作作狀態(tài)

位置觸點接通圓工作臺斷開圓工作臺SA11－+SA12+－SA13－+注意：萬能銑床床要求在在主軸電電動機起起動后，，才能起起動進給給電動機機。所以以電路原原理圖設(shè)設(shè)計為主主軸電動動機M1的控制制接觸器器KM1動作后后，由其其輔助常常開觸頭頭（從13號線線）把工工作臺進進給運動動控制電電路的電電源接通通，即KM1得得電，工工作臺才才能運動動。由工作臺臺縱向操操縱手柄柄來控制制。手柄柄有三個個位置：：向右、、向左、、中間。。工作臺臺縱向操操縱手柄柄在不同同位置會會壓到SQ1、、SQ2兩個行行程開關(guān)關(guān)，這些些行程開開關(guān)的工工作狀態(tài)態(tài)見表3-2。。（1）工工作臺左左右（縱縱向）運運動的控控制：工作臺縱縱向行程程開關(guān)工工作狀態(tài)態(tài)向左中間（停）向右SQ11--+SQ12++-SQ21+--SQ22-++縱向操縱手柄觸點工作臺移移動的前前提條件件是“主主軸已啟啟動”，，即13號線得得電。向右移動動：向左移動動：手柄扳到右壓下SQ1KM4得電M2正轉(zhuǎn)拖動工作臺向右移動手柄扳到左壓下SQ2KM3得電M2反轉(zhuǎn)拖動工作臺向左移動（2）工工作臺的的上下（（升降））和前后后（橫向向）運動動的控制制：工作作臺的上上下運動動和前后后運動由由十字復(fù)復(fù)式操縱縱手柄來來控制。。此手柄柄有五個個位置，，即上、、下、前前、后和和中間位位置。工工作臺橫橫向、升升降行程程開關(guān)工工作狀態(tài)態(tài)見下表表3-3。表3-3工工作臺升降降、橫向行程程開關(guān)工作狀狀態(tài)向前向下中間（停）向后向上SQ31+--SQ32-++SQ41--+SQ42++-升降及橫向操操縱手柄觸點向上運動：主軸起動后十字手柄扳至“向上”位置壓下SQ4KM3得電M2反轉(zhuǎn)工作臺向上運動向下運動：主軸起動后十字手柄扳至“向下”位置壓下SQ3KM4得電M2正轉(zhuǎn)工作臺向下運動注意：對電路分析來來說，工作臺臺的“向前””與“向下””運動使用的的是同一個電電流通路；而而“向后”與與“向上”運運動在控制電電路上也沒有有區(qū)別。與十字手柄柄聯(lián)動的機械械機構(gòu)會相應(yīng)應(yīng)切換垂直運運動和橫向運運動傳動鏈，，區(qū)分兩種不不同的運動。。（3）工作臺臺進給運動時時的變速沖動動控制：工作臺在以上上六個方向的的運動均可以以實現(xiàn)多個速速度的運行。。其變速過程程與主軸變速速過程相類似似。變速必須在進進給電動機停停止時進行。。（4）工作臺臺的快速移動動控制：在縱向、橫向向和垂直六個個方向上工作作臺均可以快快速移動，快快速移動是由由快速移動電電磁鐵YA控控制的。（5）工作臺臺各運動方向向的聯(lián)鎖：由于工作臺在在同一時間內(nèi)內(nèi)，只允許向向一個方向運運動，這種連連鎖是利用機機械和電氣的的方法來實現(xiàn)現(xiàn)的。例如工作臺向左、向右控控制，是同一一手柄操作的的，手柄本身身起到左右運運動的機械聯(lián)聯(lián)鎖作用。而而工作臺的縱縱向與橫向、、升降運動的的聯(lián)鎖，則是是利用電氣方方法來實現(xiàn)的的。其旋轉(zhuǎn)速度也也可通過蘑菇菇狀變速手輪輪進行調(diào)節(jié)。。（6）圓工作作臺控制：工作臺縱向及及十字操作手手柄都應(yīng)置于于中間位置！?。?！SA1扳到““接通圓工作作臺”位置按下SB3或或SB4M1起動圓工作臺單向向運轉(zhuǎn)電流路徑為：：13→SQ62→SQ42→SQ32→SQ12→SQ22→SA12→KM4線圈圈→KM3常常閉觸頭→194．冷卻泵電電動機M3的的控制將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2合上，，接觸器KM6線圈得電電吸合，冷卻卻泵電動機M3起動，通通過機械機構(gòu)構(gòu)將冷卻液輸輸送到機床切切削部分。5．照明電路路機床照明電路路由變壓器TC供給36V安全電壓壓，并由開關(guān)關(guān)SA3控制制。6．保護環(huán)節(jié)節(jié)由FU1、FU2實