C650卧式车床电气控制电路设计电气自动化专业.doc

C650车床的电气控制线路设计姓名：王路豪专业：自动化 班级：1130201 学号：201130020138 指导教师：傅志坚 2013年12月25日0 目录 （一）C650车床传动分析 1（1）车床的构成 2（二）C650车床电气线路设计要求 3（1）主轴电动机电气原理图设计 4（2）冷却泵电动机电气原理图设计 5（3）快移电动机电气原理图设计 6 （4）照明电路及检测电路电气原理图设计 8 （5）电气原理图的绘制9（三）C650车床电气控制线路的分析11（1）主轴电路设计分析11（2）冷却泵和快移电动机控制线路分析12（3）照明电路设计分析12（四）电气元件明细表 13（五）设计总节及后记 15（六）参考文献 17 一 C650车床传动分析1.C650车床的构成 主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身 。 其主要部件及功能如下： （1）主轴箱1   它固定在床身4的左端，内部装有主轴和变速、传动机构。主轴箱的功能是支承主轴，并将动力经变速、传动机构传给主轴，使主轴按规定的转速带动工件转动。 （2）尾座5   它装在床身4右端的尾座导轨上，并可沿此导轨纵向调整其位置。尾座的功能是安装作定位支撑用的后顶尖，也可以安装钻头、铰刀等孔加工刀具进行孔加工。 （3）床身6   床身固定在左床腿和右床腿上。在床身上安装着车床的各个主要部件，使它们在工作时保持准确的相对位置。 （4）丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。 （5）床鞍和刀架9   它位于床身4中部，可沿床身导轨作纵向移动。刀架部件由几层刀架组成，它的功用是装夹刀具，使刀具作纵向、横向或斜向进给运动。 （6）进给箱11  它固定在床身4的左前例。送给箱内装有进给运动的变速装置，用于改变进给量。 二 C650车床电气线路设计要求 从车削工艺出发，C650车床设计需要主电动机，冷却泵电动机快移电动机三个电动机，对各电机的控制要求主要是： 1.主电机M1（30KW）：由它完成主轴主运动和溜板箱进给运动的驱动。电动机采用直接启动的方式启动，并且要连续运行，并带有点动功能以便调整；能够正反转，以满足加工螺纹的工艺要求；由于加工工件转动惯性大，停车时要有反向制动控。此外，还要显示电动机的工作电流以监视切削状况。2.冷却电机M2（0.125Kw）：用以加工时提供冷却液，采用直接启动、单相并行、连续工作方式。3.主电动机和冷却泵电动机应具有必要的短路和过载保护。4.快速移动电机M3（2.2kw）：拖动刀架快速移动，还可以根据使用需要随时进行手动控制启停。5.要求有局部照明和必要的电气保护与联锁。 1.主轴电动机电气原理图设计1.电源开关的选用一般是三级电源开关QS,为了电机可靠工作电机外壳应有可靠的接地保护。当切削工件时会产生大量热量就需要冷却装置，所以在主轴电机工作时接入冷却泵电动机。2.为了保护电动机不被短路烧毁和过载而烧坏就需要保护装置故在主电动机电路中接入熔断器FU1起短路保护作用.接入热继电器FR1起过载保护作用.3.电动机刚启动时电流较大为了监测电流过大损坏电路就需要接入电流互感器TA，从电流表PA中可以观察示数，从而可以很好的监视电动机绕组工作时的电流变化。4.点动控制线路比较简单,不需要自锁与互锁,用一个常闭按钮SB1,和一个常开按钮SB2，与接触器kM1，当KM1通电以后会使线圈带电，而使主轴进给传动电路中的常开触头KM1闭合，使电动机通电而转动。5.元器件的编排要从上向下编排易于绘制.有两个或两个以上的符号相同应编号. 6.电路中的主轴电动机要实现连续工作就不能使用点动电路实现工作，故就要考虑使用自锁或互锁电路以及复合开关了。故在电路中接入KA触头以实现自锁。 7.因为电动机工作不仅要正转也需要反转，就要使电路中的相序调换位置才能使电动机反转故在KM1旁边再接入KM2，以实现反转，所以也需在主电动机控制线路中接入KM2的线圈，当线圈通电后就能使KM2触头闭合通电而工作。 8.因为电动机要实现反转制动，但因为工件的惯性比较大，要使工件自然制动需要浪费很多时间，为了节省时间就需要使用电路来制动，就要在电路中接入速度继电器。将电动机相序调换而反转。因为设计正反转与反向制动电路，要考虑电路保护工作，故在主轴电动机连接了电阻R，是反接制动电阻，具有限制启动电流的作用。设计电路如图1图1电动机主轴电气原理图设计 2.冷却泵电动机电气原理图设计1. 车床中控制冷却液的电动机就是冷却泵电动机，冷却泵电动机随主轴电动机一起工作，是长时间工作的电动机那么就要有要有自锁电路，所以用常闭按钮SB5,常开按钮SB6和KM4线圈来实现，当线圈通电以后就会产生磁场来使常开触头KM2闭合从而使电动机通电工作。2. 电路中也需接入熔断器起到短路保护和继电器起到过载保护来保护电路。并且电动机要接地保护。设计电路如图2。图2 冷却泵电动机电气原理图3. 快移电动机电气原理图设计 1.快移电动机电气原理图设计较简单，只需要一个开关来控制工件移动到当前要求位置后只需断开即可。故只需一个开关SQ和线圈来控制，当按下SQ后线圈KM5通电吸引衔铁使常开触头KM5闭合，使电动机通电而转动。 2.为避免电机短路烧坏电机故在电路中接入熔断器FU2，因为是快移电机不用考虑过载故电路中不需要继电器保护。电路中如图3。图3 快移电动机电气原理图 4.照明电路和保护电路的原理图设计1.辅助电路就是变压器及照明电路，车床中为了方便工人工作需要照明系统故在电路中接入灯泡。电路中接入变压器为辅助电路提供电源，考虑到工人工作安全，变压器分为两路，其中一路电压127V，另一路36V，提供照明系统电源。设计如图4 图4 变压器及照明电路电气原理图 2.虽然电流表PA接在电流互感器TA回路上，但主电动机M1启动时对它的冲击仍然很大。为此，在线路中设置了时间继电器KT进行保护。当主电机正向或反向起动时，KT线圈通电，延迟时间伤未到时，TA就被KT延迟断开常闭触点短路，但电流步能流过电流表PA。延时几秒后断开常闭触点断开，电流能流过电流表PA才有电流指示。设计如图5 图5 检测电路原理图设计5.C650车床原理图的绘制 1.电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分，主电路由组合开关，熔断器，接触器，热继电器和电动机组成。辅助电路包括控制电路，照明电路，信号电路和保护电路组成。2.电气原理图中的所有电器元件应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示。当同一电器元件的不同部件分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件标注统一的文字符号。3.主电路安排在图面左侧，辅助电路安排在图面右侧。无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按从上到下，从左到右排列。 4.同一电气元件的不同部件分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在元件的不同部件出标注统一的文字符号。电气原理图如图6所示。 图6 C650卧式车床电气原理图 三 C650车床电气原理图分析1C650车床主轴电动机设计分析QS为行程开关。熔断器FU1为主电动机M1的短路保护，热继电器FR1为其过载保护。限流电阻R在主轴点动时，限制起动电流，在停车反接制动时又限制过大的反向制动电流。电流表PA用来监视主电动机M1的绕组电流，由于M1功率很大，故PA接入电流互感器TA回路。当主电动机启动时，电流表PA被短接，机床工作时，可调整切削用量，使电流表PA的电流接近主电动机M1额定电流的对应值。KM1、KM2为正反转接触器，KM3用于短接电阻R接触器。KM4为接通冷却泵电动机M2的接触器，热继电器FR2为M2的过载保护。KM5接通快速电动机M3的接触器，由于M3点动短时运转，故不设置热继电器。主电机切削消耗功率大，但起动电流小，全压起动。 1.主轴电动机的点动控制分析：当按下点动按钮SB2不松手接触器KM1线圈通电主轴电动机M1进行降压起动和低速运转（限流电阻R串入电路中）。当松开SB2KM1线圈立即断电主轴电动机M1停转。正向起动按钮SB3KM3线圈通电常开辅助触点KM3闭合KA线圈通电KA常开触点闭合KM线圈自锁保持通电，同时KA线圈也保持通电。 2.正反转及反接制动控制线路分析：正向起动按钮SB3KM3线圈通电常开辅助触点KM3闭合KA线圈通电KA常开触点闭合KM3线圈自锁保持通电，同时KA线圈也保持通电。SB3未松开时，由于KA的另一常开触点闭合KM1线圈通电KM1的辅助常开触点也闭合（自锁）主电动机M1全压正向起动运行。松开SB3后，由于KA的二个常开触点闭合，形成自锁通路。KM3线圈通电时，通电延时时间继电器KT通电，使电流表避免受起动电流的冲击。 SB4为反向起动按钮，反向起动过程同正向时类似。3.C650车床采用反接制动方式分析：用速度继电器KS进行检测和控制。如图（3）所示：SB1常闭触点KA常闭触点KS正向常开触点KS1KM1常闭触点KM2线圈FR1常闭触点。主电动机M1就被串电阻反接制动，正向转速很快降下来，当降到很低时，KS的正向常开触点KSl断开复位，从而切断了上述电流通路。2.冷却泵和快移电动机设计分析 冷却泵：按下SB6-线圈KM4带电-触点KM4闭合，实现了自锁可松开SB6-电动机通电工作 快速移动电路：按下开关SQ-线圈KM5通电-触点KM5闭合-电动机通电工作3. 照明电路分析： TC为控制变压器，二次侧有二路，一路为127V，提供给控制电路；另一路为36V（安全电压），提供给照明电路。置灯开关SA于通状态时，照明灯EL点亮；置SA为断状态时，EL就熄灭。 四 电气设备及电器元件明细表 根据电气原理图的设要求总结出设计电路系统所需的元件与各元件的数量和用途及代号。如下表 电气元件明细表代号名 称数量用 途M1主轴电动机1主传动用M2冷却泵电动机1送冷却液用M3快速进给电动机1溜板快速移动FR1热继电器1M1的过载保护FR2热继电器1M2的过载保护FR3热继电器1M3的过载保护KM1交流接触器1控制M1正转KM2交流接触器1控制M1反转KM3交流接触器1短接电阻RKM4交流接触器1控制M2KM5交流接触器1控制M3KA中间继电器1辅助控制M1KT时间继电器1控制PA保护TA交流互感器1控制PA保护R制动电阻3限制制动电流A电流表1TC控制变压器1QF断路器1断路保护QF1断路器1断路保护QF2断路器1断路保护QF3断路器1断路保护EL机床照明灯1工作照明SB1按钮1停止SB2按钮1启动M1SB3按钮1制动M1SB4按钮1启动M2SB5按钮1停止M2SB6按钮1启动M3KS速度继电器1主电路导线若干控制电路导线若干走线槽若干端子盘1 五、设计总结感谢傅志坚老师不厌其烦的细心指点。在设计过程中,遇到一些困难问题时，傅老师都会耐心地给我们指导，再自己慢慢理解，从框架的完善，到设计内容的扩充，错误之处的纠正，傅老师都给了我们莫大的帮助。经过这段时间的努力，终于完成了我对C650普通车床的设计，不仅使自己增长了知识也使我明白一些道理。开始做设计不仅运用了我在大学所学的东西，而且还运用了我们从未接触过的东西。学习时都认真的学习和很好的掌握了。我的设计虽然用到的都是一些简单的知识，但我明白了无论做什么事都不能粗心，否则什么也干不成。我发现了许多问题，至少说完成一个设计，不单单用到一门课程，它体现的是组织协调能力。说实在的刚开始我也不知道该从哪下手，可后来在老师和同学的帮助下我终于跨出了第一步，使得最终完成了本次设计。因此一个人无论什么时候都要对自己有信心，做人是这样的，做事也应该是这样。很多事就是这样，只要我们去试着做了，才有可能成功。从这次毕业设计中，我才意识到，在以后的生活中，无论学习什么都要理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中。通过对c650普通车床的改造，本次设计的目的主要是培养我们运用所学理论知识和专业知识来分析和解决电气控制技术中出现的一系列问题。首先感谢我的老师在我学习中给予的关心和帮助，老师不仅以那严谨的治学态度、缜密的思维能力、娴熟的操作技巧深刻地影响着我，更以他们那博大的胸怀潜移默化地影响着我如何学会去宽容别人，笑着面对生活。让我感到学习中不断积累了丰富的学识，更在如何做人上让我学到了许多，我将随身携带它们，勇敢的踏上新的人生之路。让我深刻的认识到：无论生活多么艰辛，唯有读书才能充实我们的大脑，才会使我抵达成功的彼岸。从接受课题到现在完成设计论文，得到了老师的精心指导和热情帮助，尤其是在课题设计前期和设计过程中，老师给我们提出了许多宝贵意见，这才使我们得以顺利的完成设计工作，在短暂的设计期间，我们学到了许多，这将使我们终身受益。致谢 感谢这课程设计期间与我一起经历风风雨雨的全班同学，有王路豪，成院林，林少波，胡乐义，王文，龚鹏辉，张立鹤同学，也感谢傅志坚老师的细心教导，才有今天的我。再次真诚的感谢你们。六 参考文献1、C650卧式车床电气控制电路分析资料1份。2、赵明主编. 工厂电气控制设备. 北京：机械工业出版社，19853、方承远主编. 工厂电气自动控制. 北京：机械工业出版社，19924、吴幸鸣主编. 电机及拖动基础. 北京：机械工业出版社，19995、赵家礼主编. 电气图形符号新标准. 中国电机标准，19956、陈晓华主编. 电气图形符号新标准. 中国电机标准，19957、郑凤翼、杨洪升主编. 怎么看电气控制电路图8、王炳实主编. 机床电气控制技术9、方承运,王炳勋主编. 电气控制原理与设计16