平面磨床的电气控制

电机与电力拖动课程设计报告

设计题目：平面磨床的电气控制

专业电气工程及其自动化

班级 134班

学号 201302040409

学生姓名李傲

指导教师王瑞

设计时间2014-2015学年下学期

教师评分

2015年 7 月 4 日

目录

设计题目：平面磨床的电气控制 (1)

1.概述 (2)

1.1目的 (2)

1.2课程设计的组成部分 (2)

2.平面磨床的电气控制设计的内容 (2)

（一）、设计要求 (2)

（二）电力拖动及控制要求 (3)

（三）M7130型平面磨床电气控制电路 (4)

（四）设计图 (5)

（五）接线图 (5)

3.总结 (6)

3.1课程设计进行过程及步骤 (6)

3.2所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的 (6)

3.3体会收获及建议 (6)

3.4参考资料（书、论文、网络资料）， (7)

4.教师评语 (7)

5.成绩 (7)

1.概述

1.1目的

掌握机电控制技术的一般设计方法。掌握电路设计的一般办法，掌握电路原理图的绘制，掌握设备选型的一般办法。

1.2课程设计的组成部分

机电控制技术共计四个项目，学生通过分组选做其中1个项目。

2.平面磨床的电气控制设计的内容

（一）、设计要求：

M7130型平面磨床主要由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮架、滑座、立柱等部分组成。

在床身上装有液压传动装置，以便工作台在床身导轨上通过压力油推动活塞作往复直线运动，实现水平方向进给运动。工作台面上有T形槽，用以安装电磁吸盘或直接安装大型工件。

床身上固定有立柱，滑座安装在立柱的垂直导轨上，实现垂直方向进给。在滑座的水平导轨上安装砂轮架，砂轮架由装入式电动机直接拖动，通过滑座内部的液压传动机构实现横向进给。

平面磨床砂轮的旋转运动为主运动，工作台完成一次往复运动时，砂轮架作一次间断性的横向进给，直至完成整个平面的磨削，然后砂轮架连同滑座沿垂直导轨作间断性的垂直进给，直至达到工件加工尺寸。

平面磨床的辅助运动，如砂轮架在滑座的水平导轨上作快速横向移动，滑座在立柱的垂直导轨上作快速垂直移动，以及工作台往复运动速度的调整等。

（二）电力拖动及控制要求

基于上述磨床的工作性质和加工精度要求，对电力拖动控制方案提出如下要求：

1）平面磨床是一种精密加工机床，为了保证其加工精度要求，机床运行时要求平稳。工作台往复运动在换向时要求惯性要小，无冲击力，因此，工作台的往复运动采用液压传动。由电动机拖动液压泵，供应压力油，通过液压传动装置实现工作台的纵向进给运动，并通过工作台上的撞块操纵床身上的液压换向阀（开关），改变压力油的流向，实现工作台的换向和自动往复运动。

2）为了简化磨床的机械传动机构，采用多电动机单独拖动。M7130型平面磨床采用三台电动机拖动，砂轮的旋转运动由装入式电动机直接拖动。液压泵由液压泵电动机拖动，经液压传动装置完成工作台的往复（纵向进给）运动，砂轮架的横向进给运动，砂轮架的快速横向移动以及工作台导轨的润滑等。拖动冷却泵的电动机为磨削加工提供冷却液。

3）为了提高磨削质量，要求砂轮有较高转速，通常采用两极（理想空载转速为3000r/min50Hz）的笼型异步电动机拖动。为了提高调整运转的砂轮主轴的风度，采用装入式电动机拖动，电动机与砂轮主轴同轴，从而提高了磨床的加工精度。

4）平面磨削加工中，由于磨削温度高，为减少工件的热变形，必须使工件得到充分的冷却，同时冷却液能冲走磨屑和砂粒，以保证磨削精度。

5）平面磨床常用电磁吸盘，利用电磁吸力很方便地安装和加工小工件，且工件在加工过程中由于发热变形，电磁吸盘允许工件有自由伸缩余地，从而保证加工精度。

为了满足上述电力拖动控制方案的要求，对M7130型平面磨床的电力拖动控制系统提出以下几点要求：

1）砂轮、液压泵、冷却泵三台电动机都只要示单方向旋转。

2）冷却泵电动机应随砂轮电动机的开动而开动，若加工中不需要冷却液时，可单独判断冷却泵电动机。

3）在正常加工中，若电磁吸盘吸力不足或消失时，砂轮电动机与液压泵电动机应立即停止工作，以防止工件被砂轮切身力打飞而发生人身和设备事故。不加工时，即电磁吸盘不

工作的情况下，允许砂轮电动机与液压泵电动机开支，机床作调整运动。

4）电磁吸盘励磁线圈具有吸牢工件的正向励磁、松开工件的断开励磁、以及为抵消剩磁便于取下工件的反励磁控制环节。

5）具有完善的保护环节。各电路的短路保护，各电动机的长期过载保护，零压、欠压保护，电磁吸力不足的保护，以及线圈断开时产生高电压，而危及电路中其它电器设备的过压保护等等。

（三）M7130型平面磨床电气控制电路

（1）电动机控制电路

1.主电路由电源引入开关Q控制整机电源的接通与断开。三台电动均要求单向旋转，M1砂轮电动机、M2冷却泵电动机，同时由接触器KM1控制，而M2电动机再经过X1插销实现单独判断控制，M3液压泵电动机由接触器KM2控制。

2.控制电路电动机控制电路的控制电源直接采用交流380V，由按钮SB1、SB2和接触器KM2构成了砂轮电动机M1单向起支和停止控制电路。由按钮SB3、SB4和接触器KM2构成了液压泵电动机M3单向旋转起动和停止控制电路。实现两台电动机独立操作控制。

3.联锁、保护环节平面磨床在加工中出现电磁吸盘吸力不足或消失时，为确保人身和设备的安全，不允许继续加工。因此，在出现欠磁时，使用一个紧急停止按钮来控制KM3的线圈，KM1和KM2的的线圈控制均串在KM3的常开触头上，通过紧急停止开关控制KM3来控制KM1和KM2，紧急停止所有电机动作。

主电路与控制电路由熔断器FU1、FU2分别实现适中保护。砂轮与液压泵电动机利用热继电器FR1、FR2实现长期过载保护。为了保护工件与砂轮的安全，当有一台电动机过载停机时，另一台电动机也应停止。因此，应将KR1、KR2常闭触点串接在总控制电路中。

（2）电磁吸盘控制电路

电磁吸盘又称为电磁工作台，它也是安装工件的一种夹具。具有夹紧迅速、不损伤工件、且一次能吸牢若干个工件，工作效率高，加工精度高等优点。但它的夹紧程度不可调整，电磁吸盘要用直流电源，且不能用于加工非磁性材料的工件。

（四）设计图

（五）接线图

3.总结

3.1课程设计进行过程及步骤

1、先针对老师给出的资料进行电气分析，分析每一块电路的作用和功能

2、然后对多余或者不合理的地方进行优化。

3、上试验台进行实接测试。

3.2所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的

我们遇到了设计中使用的电气元件在实验室找不到的情况，通过在老师的指导建议下替换为类似的元件来实现相同的功能。在安装紧急停止按钮的时候出现了控制异常的问题，经过实际的接电反复测试，发现是把KM1和KM2的线圈串联到了KM3上的常闭触头，导致了控制的反向，经修改为接KM3上的常开触头，问题得到解决。

3.3体会收获及建议

经过这段时间不断的努力，课程设计终于做完了。身体有些疲惫，但看到劳动后的硕果，心中又有几分喜悦。总而言之，感触良多，收获颇丰。机械设计的过程是一个复杂细致的工作过程，不可能有固定不变的程序，这需要我们真正的动脑筋思考，进行细致入微的探索。在做课程设计的过程中总是遇到这样那样的问题，比如对相关知识的模糊，感念的不清楚，还有很多与此相关的的东西都需要我们去查资料，去弄清楚，所以我认为课程设计也是一个对所学知识进行深化理解的过程，当然，在这其中也可以学到很多新的知识。通过这次对平面磨床的设计，让我更直观的了解到平面磨床的电气控制原理，更熟练的掌握了电机的接线方法和控制方法。

这次做课程设计的经历也会使我终身受益，我感受到做课程设计是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破，那也就不叫设计了。希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。

3.4参考资料（书、论文、网络资料），

孙建忠.刘凤春.电机与拖动[M].北京：机械工业出版社，2013.4 4.教师评语

5.成绩

（正文内容为宋体、五号、1.5倍行距，段落首行缩进2个字符）