1、辽 宁 工 业 大 学电气控制技术课程设计(论文)题目: CA6140 普通车床电气控制电路设计 院(系): 软件学院 专业班级:楼宇智能化工程技术 093班 学 号: 091407066 学生姓名: 张晓彤 指导教师: 李 保 国 教师职称: 教 授 起止时间: 2011.06.2707.08 课程设计(论文)任务及评语院(系):电气控制工程学院 教研室:电气教研室 学 号 091407066 学生姓名 张晓彤 专业班级 楼宇智能化工程 技术 093班课程设计(论文)题目CA6140普通车床电气控制电路设计课程设计(论文)任务要求设计报告严格按照设计要求书写(见附页) 。具体设计包括内容如下
2、:1、 查阅资料,了解车床的基本结构,掌握运动过程。2、 确定电气传动方案。3、 设计控制电路(包括主电路、控制电路及辅助电路) 。4、 详细阐述分析其工作原理。5、 选择各种电器设备(列出清单) 。6、 对课程设计进行总结。指导教师评语及成绩成绩: 指导教师签字: 年 月 日辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书(论 文)目 录第 1 章 绪论 .1第 2 章 主电路分析 2第 3 章 控制电路分析 .4第 4 章 照明和信号电路的分析.7第 5 章 注意事项.75.1安全事项.85.2车床常见的故障排除.8第 6 章 个人总结.9参考文献 .10辽 宁 工 业 大 学 课 程
3、设 计 说 明 书(论 文)1第 1 章绪论车床是一种应用极其广泛的金属切削机床,根据其结构和用途不同,分成普通车床、立式车床、六角车床、仿形车床等,主要用于加工各种回转表面(内外圆锥面、圆锥面、成形回转面等)和回转体的端面,并可以通过尾架进行钻孔、铰孔等加工。CA6140 型卧式普通车床应用广泛,其中:C车床;A改进型;6组代号(即落地式) ;1系代号(即卧式车床系) ;40最大车削直径为 400mm。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。CA6140用操纵手柄通过摩
4、擦离合器来改变主轴的旋转方向。车削加工要求主轴能在很大的范围内调速,普通车床调速范围一般大于 70。主轴的变速是靠主轴变速箱的齿轮等机械有级调速来实现的,变换主轴箱外的手柄位置,可以改变主轴的转速。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
5、件的夹紧与松开等。为了提高工作效率,车床刀架的快速移动由一台单独的进给电动机拖动运动形式:车床的主运动为工件的旋转运动,由主轴通过卡盘带动工件旋转。车床的进给运动是溜板带动刀架的纵向或横向直线运动,分手动和电动两种。车床的辅助运动有刀架的快速移动、尾架的移动,以及工件的夹紧与放松等。控制要求:主电动机完成主轴主运动和刀具的纵横向进给运动的拖动,一般选用笼型异步电动机,采用直接启动方式,其变速、正反转均采用机械机构。冷却泵电动机提供冷却液,防止加工时刀具和工件的温升过高,它应在主电动机后启动,采用单方向直接启动方式和连续工作状态。辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书(论 文)2刀架
6、快速移动电动机实现溜板箱的快速移动以提高工作效率,采用点动控制。控制线路应有必要的保护措施与安全的局部照明保护。第 2 章主电路分析在主电路中,M1 为主轴电动机,拖动主轴的旋转并通过传动机构实现车刀的进给。主轴电动机 M1的运转和停止由接触器 KM1的三个常开主触点的接通和断开来控制,电动机 M1只需作正转,而主轴的正反转是由摩擦离合器改变传动链来实现的。电动机 M1的容量小于 10KW,所以采用直接启动。M2 为冷却泵电动机,进行车削加工时,刀具的温度高,需用冷却液来进行冷却。为此,车床备有一台冷却泵电动机拖动冷却泵,喷出冷却液,实现刀具的冷却。冷却泵电动机 M2由接触器 KM2的主触点控
7、制。M3 为快速移动电动机,由接触器 KM3的主触点控制。M2、M3 的容量都很小,分别加装熔断器 FU1和 FU2作短路保护。热继电器 FR1和 FR2分别作 M1和 M2的过载保护,快速移动电动机 M3是短时工作的,所以不需要过载保护。带钥匙的低压短路器 QF是电源总开关。辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书(论 文)3辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书(论 文)4第 3 章控制电路分析控制电路的供电电压是 127V,通过控制变压器 TC将 380V的电压降为 127V得到。控制变压器的一次侧由 FU3作短路保护,二次侧由 FU6作短路保护。(1)电源开关的控
8、制电源开关是带有开关锁 SA2的低压断路器 QF,当要合上电源开关时,首先用开关钥匙将开关锁 SA2右旋,再扳动断路器 QF将其合上。若用开关钥匙将开关锁 SA2左旋,其触点 SA2(1-11)闭合,QF 线圈通电,断路器 QF将自动跳开。若出现误操作,又将 QF合上,QF 将在 0.1s内再次自动跳闸。由于机床的电源开关采用了钥匙开关,接通电源时要先用钥匙打开开关锁,再合断路器,增加了安全性,同时在机床控制配电盘的壁龛门上装有安全行程开关 SQ2,当打开配电盘壁龛门时,行程开关的触点 SQ2(1-11)闭合,QF的线圈通电,QF 自动跳闸,切除机床的电源,以确保人身安全。(2)主轴电动机 M
9、1的控制SB2是红色蘑菇型的停止按钮,SB1 是绿色的启动按钮。按一下启动按钮 SB1,KM1线圈通电吸合并自锁,KM1 的主触点闭合,主轴电动机 M1启动运转。按一下 SB2,接触器 KM1断电释放,其主触点和自锁触点都断开,电动机 M1断电停止运行。(3)冷却泵电动机的控制当主轴电动机启动后,KM1 的常开触点 KM1(8-9)闭合,这时若旋转转换开关 SA1辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书(论 文)5使其闭合,则 KM2线圈通电,其主触点闭合,冷却泵电动机 M2启动,提供冷却液。当主轴电动机 M1停车时,KM1(8-9)断开,冷却泵电动机 M2随即停止。M1 和 M2之
10、间存在联锁关系。(4)快速移动电动机 M3的控制快速移动电动机 M3是由接触器 KM3进行的点动控制。按下按钮 SB3,接触器 KM3线圈通电,其主触点闭合,电动机 M3启动,拖动刀架快速移动;松开 SB3,M3 停止。快速移动的方向通过装在溜板箱上的十字手柄扳到所需要的方向来控制。(5)SQ1 是机床床头的挂轮架皮带罩处的安全开关。当装好皮带罩时,SQ1(1-2)闭合,控制电路才有电,电动机 M1、M2、M3 才能启动。当打开机床床头的皮带罩时,SQ1(1-2)断开,使接触器 KM1,KM2、KM3 断电释放,电动机全部停止转动,以确保人身安全。辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明
11、 书(论 文)6辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书(论 文)7第 4 章照明和信号电路的分析照明电路采用 36V安全交流电压,信号回路采用 6.3V的交流电压,均由控制变压器二次侧提供。FU5 是照明电路的短路保护,照明灯 EL的一端必须保护接地。FU4 为指示灯的短路保护,合上电源开关 QF,指示灯 HL亮,表明控制电路有电。第 5 章注意事项辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书(论 文)85.1安全事项(1)不要漏接接地线,不能用金属软管作为接地的通道。(2)在控制箱外部进行布线时,导线必须穿在导线通道内或敷设在机床底座内的导线通道里。所有导线不得有接头。(3
12、)在导线通道内敷设导线进行接线时,必须作到查出一根导线,套一根线号。(4)在进行快速进给时,注意将运动部件处于行程的中间位置,以防止运动部件与车头或尾架相撞。5.2车床常见的电气故障的排除 (1)主轴电动机不能启动发生主轴电动机不能启动的故障时,首先检查故障是发生在主电路还是控制电路,若按下启动按钮,接触器 KM1不吸合,此故障则发生在控制电路,主要应检查 FU6是否熔断,过载保护 FR1是否动作,接触器 KM1的线圈接线端子是否松脱,按钮 SB1、SB2 的触点接触是否良好。若故障发生在主电路,应检查车间配电箱及主电路开关的熔断器的熔丝是否熔断,导线联接处是否有松脱现象,KM1 主触点的接触
13、是否良好。(2)主轴电动机启动后不能自锁当按下启动按钮后,主轴电动机能启动运转,但松开启动按钮后,主轴电动机也随之停止。造成这种故障的原因是接触器 KM1的自锁触点的联接导线松脱或接触不良。(3)主轴电动机不能停止造成这种故障的原因多数为 KM1的主触点发生熔焊或停止按钮击穿所致。(4)电源总开关合不上电源总开关合不上的原因有两个,一是电气箱子盖没有盖好,以致 SQ2(1-11)行程开关被压下;二是钥匙电源开关 SA2没有右旋到 SA2断开的位置。(5)指示灯亮但各电动机均不能启动造成这种故障的主要原因是 FU6的熔体断开,或挂轮架的皮带罩没有罩好,行程开关 SQ1(1-2)断开。(6)行程开
14、关 SQ1、SQ2 故障CA6140车床在使用前首先应调整 SQ1、SQ2 的位置,使其动作正确,才能起到安全保护的作用。但是由于长期使用,可能出现开关松动移位,致使打开床头挂轮架的皮带罩时 SQ1(1-2)触头断不开或打开配电盘的壁龛门时 SQ2(1-11)不闭合,因而失去人身辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书(论 文)9安全保护的作用。(7)带钥匙开关 SA2的断路器 QF 故障带钥匙开关 SA2的断路器 QF的主要故障是开关锁 SA2失灵,以致失去保护作用,因此在使用时应检验将开关锁 SA2左旋时断路器 QF能否自动跳闸,跳开后若又将 QF合上,经过 0.1s断路器能否自
15、动跳开。第 6 章个人总结通过本次任务的完成我们应掌握车床的主要结构及运动形式、电气线路分析、电气线路安装步骤、车床常见的电气故障的排除,熟练掌握车床的检修技能训练,养成安全操作,规范操作,文明生产的行为习惯。通过完成这些电气控制系统的开发,巩固、加深了对相关知识的理解,加强了知识之间的联系,促进了知识的迁移和应用 。而我们并不是一切顺利的,在研究中遇到了各种各样的大大小小问题,是我们自己都无法想象的。课设它需要设计者具有全面的专业知识、缜密的思维、严谨的工作态度以及较高的分析问题、解决问题的能力,而我在很多方面还有欠缺。经过老师和同学的细心讲解,帮助最终才得以完成。本次课程设计,也让我学习了
16、很多,使我本人对机械专业的认识更深,对机床内部传动系统的结构更加清晰,而这些都是大学里课堂上的书本知识所不可能获得的,普通的考试所不可能考核检验的。从这个方面来说,课程设计不仅仅是考试以外一种考核和检验学生知识掌握情况以及运用能力方面的重要补充方式,同时学生通过课程设计,对专业基础知识和专业领域方面的信息掌握得更加牢固,更加扎实,为以后从事机械工作,以及进行生产实践活动,奠定了良好的基础。辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书(论 文)10参考文献1彭文生等主编. 机械设计. 第 1版. 北京:高等教育出版社,20022李余庆等主编. 机械制造装备设计. 第 2版. 北京:机械工业出版社,20083唐增宝等主编. 机械设计课程设计. 第 1版. 武汉:华中科技大学出版社,20064吴宗泽 主编. 机械零件设计设计受册M. 第 1版. 北京:机械工业出版社,20045赵仁良、王建.电力拖动控制线路与技能训练北京.中国劳动社会出版社 20016杨渝控制电机北京.机械工业出版社 20017孙余凯、吴鸣山、项明电气线路和电气设备故障检修技巧与实力北京.电子工业出版社20078方承远工厂电气控制技术机械工业出版社9许廖工厂电气控制设备机械工业出版社辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书(论 文)11