车床电气控制线路设计

毕业设计（论文）（说明书）题目：车床电气控制线路设计姓名：编号：工业职业技术学院年月日工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书姓名专业任务下达日期年月日设计（论文）开始日期年月日设计（论文）完成日期年月日设计（论文）题目：A·编制设计通过机床的电气控制线路，使机床正反转启动，点动控制等，进行零件的加工B·设计专题（毕业论文）车床电气控制线路设计指导教师目录第一章低压电器 (3)第二章简单的连接线路 (4)2.1电气符号 (4)2.2简单电器图的绘制 (5)2.3三相异步电机的正反转控制 (6)第三章车床的运动形式 (7)第四章车床结构及其运动特点 (10)4.1车床结构特点及转速选 (10)4.2电力驱动系统 (11)4.3电源选择 (11)第五章机床的气液压辅助系统 (13)5.1液压辅助系统 (13)5.2气动辅助系统 (13)5.3电气辅助系统 (13)第六章 CA6140机床的控制线路 (14)6.1分析控制电路图 (16)6.2线路安装步骤 (18)6.3故障分析及安全注意事项 (18)6.4安全注意事项 (19)致谢 (20)参考文献 (21)第一章低压电器低压电器是指在交流及直流电压为1200V以下的电器，低压电器的种类繁多，就控制对象不同，低压电器可分为配电电器和控制电器两大类。

低压配电器有刀开关、转换开关等，低压控制电器有接触器、继电器等，在电力线路中起控制、保护或调节等作用。

低压配电开关有刀开关、转换开关、空气断路器等，其作用是接通或断开电路，可作为机床电路的电源开关，也可直接控制小容量电动机的通、断。

低压配电电器主要用于低压配电系统和动力回路，它具有工作可靠、热稳定性和电动力稳定性好、能承受一定电动力等优点。

于是在低压控制线路和小容量电机控制电路中，经常要用到低压电器，因此应认识各种低压电气设备，掌握拆卸和安装工艺，熟悉维修知识，能根据电路参数进行电流、电压整定，能正确选用到合适的电压电器，组成一个完善的控制回第二章简单的连接线路2.1电气符号20世纪60年代初期，国家颁布了电器领域中图形符号和文字符号的国家标准。

为了适应生产技术的发展和国际间的技术交流，1990年开始使用新国标，同时废除旧国标。

新国标中规定，电气图形符号是用于图样或其他文件以表示一个设备或概念的图形、标记。

他是按照电气设备和电气元件的原理设计的，简明易懂，阅读方便，图形一般由一般符号和限定符号两部分组成。

电器文字符号一般用于表明电气设备、装置和电器元件的名称。

功能、形态及特征的字符，一般标注在电气设备、装置和元器件图形符号之上或其近旁。

为适应国际交流，新文字符号采用了通用的拉丁字母和英文字母。

新文字符号由三部分组成，第一字母表示电气设备的类别，第二个字母表示该类中的某一种设备即组别，第三部分用于辅助说明其功能、特征等。

2.2简单电器图的绘制电气图通常分为电气原理图和安装接线图、电气原理图按照便于阅读与分析电路的原则，根据电路连接关系绘制而成，图中包括所有电气元件的导电部件和接线端子，但是并不反映元件的实际安装位置。

如接触器的主触点画在主回路，而辅助触点和线圈画在副主回路。

安装接线图按照便于安装检测电气设备原则绘制，既表示了控制系统中各电器元件的接线情况，有反应了实物安装位置。

绘制电气原理图的原则：①将全部电路分为主回路和辅助回路。

从电源向电动机、电热设备等负载提供电能的强电流回路为主回路；主回路以外的回路统称辅助回路，如控制回路、信号回路、测量回路等。

②绘制电路时，一般将主电路画在图纸的上方或左方，辅助回路画在图纸的下方或右方。

为了便于看清电路的工作原理，尽可能按工作顺序排列。

③图中的电气设备和元件应按照规定的图形符号和文字符号表示，同一种电器必须用相同的文字符号表示，如俩个相同的接触器KM，可用1KM,2KM表示或KM1，KM2表示。

但在绘制图形时一定按同一种表示方法。

④电路图中，开关等触点都按常态标出。

⑤导线按实线画出，十字交叉的导线，在交叉处用黑点或圆圈表示电器的连接⑥为安装检修方便，电动机、电器的接线端子及连接点最好要标记编号。

上图是简单的三相电路图形，左上方为三角型连接，右侧为星型连接，三相电源绕阻的始末端依次连接，组成一个闭合回路，由三个连接点引出三根端线就构成三角型连接方式，三角型连接时，相电压是绕阻上的电压，线电压仍然是相线之间的电压，线电压等于线电压，三相电源三角型连接时，切勿接错。

当三相绕阻正确连接时，三相电动势对称，三相电动势之和为零，闭合回路中无电流。

但是，如有一绕阻接反，则此时三角型回路中电动势为相电动势的2倍，在发电机内部产生很大的环形电流，甚至烧坏绕阻。

为了防止发生这种事故，绕阻在做三角型连接时，在闭合回路前应用电压表检测闭合回路2N ；右图所示通过绕阻R1、2、3相连接构成星型连接，上图中心点与端点1N 、2N 、3N 之间的电压，称为相电压，用u1、u2、u3表示三相电压的瞬时值，他们的有效值U1、U2、U3表示。

两端线间的电压称为线电压，分别用u12、u23、u31表示各线间的电压瞬时值，用U12、U23、U31表示线电压的有效值。

在对称的三相电路中，三相电压的有效值相等。

1U =U2=U3=P UP U -表示相电压有效值。

因而三相电压瞬时表达式可写成： u1=2P U sin ωt u2=2P U sin （ωt-32π） U3=2P U sin （ωt+32π）由于图可知，他们之间夹角为32π，相应的向量u12=u1-u2u23=u2-u3u31=u3-u1已知他们之间夹角2/3π，得21U12=U1cos 61π=23U1即U12=3U1 U23=3U2 U31=3U3终上所知，三相电源连接成星型时，可引出四根导线向负载提供俩种电压。

通常在低压配电系统中，相电压为220V ，线电压为380V 。

一般地说，金属切削机床都采用通用系列的普通电动机。

Y 系列三相异步电动机是机床上常用的三相异步电动机。

由于是普通机床CA6140的电气控制线路设计，故选用Y 系列电动机是封闭自扇冷式笼型三相异步电动机2.3三相异步电机的正反转控制如下图所示，俩图均为有自锁保护的正反转三相线路，如图2-1所示，由俩个接触器KM 1、KM 2，以及热继电器FR,主线路上的过载保护电阻FU 1、FU 2。

分析线路图：启动时：闭合QS，接触器KM1闭合，使右边的KM1常开触头闭合，一方面电流经过4、5点及线圈KM1，构成回路；另一方面由于SB2与4、5间开关为连锁开关，SB2闭合，电流经6、7流过KM2线圈使KM2闭合并使SB1闭合，使接触器KM1断开，KM2闭合，达到反转控制。

同理；分析2-2图，可知双重连锁正反转控制线路，分析可知，选择适当的机床电气控制线路图。

图2-1 按钮连锁的正反转控制电路图图2-2双重连锁正反控制电路图第三章车床的运动形式车床的主运动是工件的旋转运动，它是由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转。

电动机的动力通过主轴箱传给主轴，主轴一般只要单方向的旋转运动，只有在车螺纹时才需要用反转来退刀。

车床的进给运动是溜板带动刀具作纵向或横向的直线移动，也就是使切削能连续进行下去的运动。

所谓纵向运动是指相对于操作者的左右运动，横向运动是指相对于操作者的前后运动。

车螺纹时要求主轴的旋转速度和进给的移动距离之间保持一定的比例，所以主运动和进给运动要由同一台电动机拖动，主轴箱和车床的溜板箱之间通过齿轮传动来联接，刀架再由溜板箱带动，沿着床身导轨作直线走刀运动。

车床的辅助运动包括刀架的快进与快退，尾架的移动与工件的夹紧与松开等。

第四章车床结构及其运动特点4.1车床结构特点及转速选择普通车床主要由床身、主轴变速箱、挂轮箱、进给箱、溜板箱、溜板与刀架、尾架、光杠和丝杠等部分组成，为了加工各种旋转表面，车床必须具有切削运动与辅助运动。

切削运动包括主运动和进给运动，而切削运动以外的其他必需的运动皆为辅助运动。

车床的主运动为工件的旋转运动，由主轴通过卡盘或顶尖打动工件旋转，它承受车削加工时的主要切削功率。

车削加工时，应根据被加工零件的材料性质、车刀、工件尺寸、加工方式及冷却条件等来选择切削速度，这就要求主轴能在相当大的范围内变速。

对于普通车床，调速范围一般大于70。

车削加工时，一般不要求正反转，但在加工螺纹时，为避免乱扣，要反转退刀，在纵向进刀继续加工，这就要求主轴具有正反转。

主轴旋转是由株洲电动机经传动机构拖动的。

车床的进给运动是刀架的纵向或横向直线运动。

其运动方式有手动或机动两种，加工螺纹时工件的旋转速度与道具的进给速度应有严格的比列关系，所以车床主轴箱输出轴经挂轮箱传给进给箱，再经光杆传入溜班箱，以获得纵、横两个方向的进给运动。

车床的辅助运动有刀架的快速移动及工件的夹紧与放松。

电动机功率的确定是选择电动机的关键，但也要对转速、使用电压等级及结构形式等项目进行选择。

异步电动机由于它结构简单坚固、维修方便、造价低廉，因此在机床中使用得最为广泛。

电动机的转速愈低则体积愈大，价格也愈高，功率因数和效率也就低，因此电动机的转速要根据机械的要求和传动装置的具体情况加以选定。

异步电动机的同步转速有3000 r/min、1500 r/min、1000 r/min、750 r/min、600 r/min等几种，这是由于电动机的磁极对数的不同而决定的。

电动机转子转速由于存在着转差率，一般比同步转速约低2％~5％。

一般情况下，可选用同步转速为1500r/min的电动机，因为这个转速下的电动机适应性较强，而且功率因数和效率也高。

若电动机的转速与该机械的转速不一致，可选取转速稍高的电动机通过机械变速装置使其一致。

根据以上内容选择主轴电动机M1转速为1450r/min；冷却泵电动机M2转速为3000r/min；快速移动电动机M3转速为1360r/min。

4.2电力驱动系统1）采用传统的继电器接触器控制系统。

2）传动方式采用多电动机拖动，即一台设备由多台电动机分别驱动各个工作机构。

这种拖动方式不仅大大简化了生产机械的传动机构，而且控制灵活，为生产机械的自动化提供了有利的条件，现代化机电传动基本上均采用这种拖动形式。

3）机床主运动和进给运动由主轴电动机M1集中传动，主轴电动机选用三相笼式异步电动机，不进行电气调速，主轴采用齿轮箱进行机械有级调速，由车床主轴箱通过变速箱与主轴电动机的连接来完成（为减小振动，主拖动电动机通过几条传动皮带将动力传递到主轴箱）；刀架的给进运动方式有手动和自动两种，在进行螺纹加工时，工作的旋转与刀架的进给速度之间应有严格的比例关系，因此，车床刀架的纵向或横向两个方向进给运动是由主轴箱输出轴依次经挂轮箱、进给箱、光杠传入溜板箱而获得的。