CW6136A型卧式车床电气控制线路设计

1、上海第二工业大学实训名称:-机床电气控制综合实验机由工程学院学院:-班级:_10机工A1姓名:_学号：-指导老师:_何成2013年7月8日-7月13日CW6136A型卧式车床电气控制线路设计CW6136A型卧式诚创主要由2台电动机组成，即：主轴电动机 M1和冷却 电动机M2。设计任务如下：1设计要求：整个机床电路具有短路保护，M1具有过载保护，M2具有短路保护；M1具有正、反转控制功能；M1为双速电机，可实现反接制动；M2为单向运转，通过丫/ A启动；主电路与控制电路之间具有控制变压器 TC ；机床具有照明灯，照明电路电压为 24V ；机床具有操作指示灯，指示灯电路电压为 6V ；M1的温度不

2、得超过95C；思考题：控制M1的接触器分别出现问题，会造成什么故障?M1不能运转，分析故障原因。一、 分析题目要求,拟定控制方案4（1）主回路设计4（2）控制回路设计4（3）信号指示与照明电路 7（4）控制电路电源 8二、 分析设备的主要结构、运动形式及控制要求 8三、 选择电机及相关元器件 9（1）电源引入开关Q9（2）热继电器FR9（3）熔断器9（4）接触器的选择10（5）温度继电器FC11（6）速度继电器 KS11（7）控制变压器TC11（8）按钮选择11四、手绘主电路及控制电路（见附录） 11五、用CAD绘制电路图（见附录）12六、列出电气元件的明细表 12七、绘制元器件布局图13八、

3、分析、编写设备工作原理 13九、完成思考题 16十、个人小结17十一、附录 18十二、参考资料19机床电气控制实践报告一、分析题目要求，拟定控制方案CW6136A型普通车床功率大，转速高，刚性好，适合于高速切削和强力切削。因主电机采用了双速电动机，故调速性能好，调速范围更广。CW6136A型普通车床电路。机床电气控制板安装在机床前面左侧，带锁的 电源总开关QS装在机床后面。开动机床前，先用钥匙开启锁头，再按下绿色的 按钮，此时电源接通，白色电源信号灯亮，机床即可启动。（1）主回路的设计主电路中共有两台电动机。其中主轴电动机M1是一台双速电动机，为普通 车床的主拖动电动机，它带动主轴旋转及工作进

4、给。控制主轴电动机的四种运行 状态，即低速正转、低速反转、高速正转、高速反转。机床的三相电源由电源引入开关 QS引入。主电机M1具有过载保护，由热 继电器FR来实现，它的短路保护可以由机床的前一级配电箱中的熔断器充任。 熔断器FU2冷却泵电动机M2的过载保护装置，主电机 M1与冷却泵电动机M2 共同设有短路保护一一熔断器 FU。在主轴电动机M1内设有温度继电器ST,以 便当电动机启动频繁或电流增大、 电动机温度升高时及时切断电源，起到保护主 轴电动机M1的作用。（2）控制电路的设计考虑到操作方便，主电动机M1可在床头操作板上和刀架托板上分别设起停 和停止按钮SB0 SB2 SB3进行操纵，主电

5、动机的高低速转动由 SE3、SB4按钮开 关来选择控制。冷却泵电动机由SB、SB6进行起停操作，装在车床床头的操作板 上。控制电路中，SBo为紧急停止按钮。 根据电气传动的要求，由接触器 KM!、 KM2、KM L、KM H、KM控制电动机M1四种运行状态，即低速正转、低速反 转、高速正转、高速反转，冷却泵电动机 M2主要由接触器KM3、KM 4、KM 5来 控制，如图1所示。TCPE图1当接触器KMi和KMl闭合时，主轴电动机 M1处于低速正转运行状态；当 接触器KM 2和km L闭合时，主轴电动机M1处于低速反转状态；当接触器 KM 1 和KM、KMh闭合时，主轴电动机 M1处于高速正转状

6、态；当接触器 KM 2和 KM、KM h闭合时，主轴电动机M1处于高速反转状态。用接触器KM1控制电动 机M1的正转，用接触器KM 2控制电动机M1的反转，KM l控制主电动机的低 速运动，KM和KM h控制主电动机的高速运动。主电机正反转控制电路：如图2所示。高低速的选择控制电路:7匸8iaKMHkhiSE4KML弋KMLKM KHH Ixlx 记 10KM4冷却泵电动机的控制电路:P1E寸J KM27KM5KT KM51315（3）信号指示与照明电路可设电源指示HL2（绿色），在电源接通后立即发光显示，表示机床已经处 于供电状态。设指示灯HLi（红色）表示主电机是否运动，这两个指示灯可以由

7、接触器KM 1、KM 2的动合和动断辅助触电进行切换通电显示，如图5所示。设置照明灯EL安全照明（照明灯的电路电压为 24V）。图5(4) 控制电路电源考虑安全可靠及满足照明指示灯的要求， 采用变压器供电，控制电路220V, 照明电路24V,指示灯电压6V。二、分析设备的主要结构、运动形式及控制要求(1)主要结构CW6136A主型卧式车床主要由主电动机 M1、冷却泵电动机M2、快速进给 电动机。(2) 运动形式CW6136A主型卧式车床的运动形式主要由主轴电动机经过一系列的变速机 构以后，带动车床的主轴做回转运动和进给运动；刀架的进给运动有横向前后运动和纵向纵向左右运动；(3) 控制要求 机床

8、的主运动和进给运动由电动机 M1集中传动，主轴运动的正反转是靠 两组离合器完成。 主轴制动采用反接制动来控制主轴的停止。 冷却泵由M2电动机来拖动。 进给运动的纵向左右运动和横向前后运动，以及快速移动，都集中于一个手柄操作。 刀架的快速移动由单独的快速电动机来完成。三、选择电机及相关元器件本设计中根据CW6136A卧式车床的相关参数及工作要求， 选用主电机及冷 却泵电动机如下：主电机 M1: Y160M-4 11kW 380V 30A1460r/min;冷却泵电机 M2 : JCB-22 0.15kW 380V 0.43A 2790r/min;（1）电源引入开关QQ的作用作为电源隔离开关用，并

9、不是用它来直接起停电动机，可按照电动 机额定电流来选择，显然根据两台电动机来选择。中小型常用组合开关，选用 HZ10-60/3型，额定电流为60A，三极组合开关。（2）热继电器FR热继电器用于电动机的过载保护。热继电器的选择主要是根据电动机的额定 电流来确定其型号和规格。热继电元件的额定电流 Irt应接近或者略大于电动机 的额定电流led，即：Irt （0.951.05）led热继电器的整定电流值是指热元件通过的电流超过此值的20%时，热继电器应当在20min内动作。选用时整定电流应与电动机额定电流一致。 主电动机M1额定电流30A,热继电器FR应选用JR0-40型的，热元件的电流为40A,整

10、定 电流调节范围2540A,工作时将额定电流调节为30A。（3）熔断器 FU 1、FU 2选择熔断器，主要是选择熔断器的种类、额定电流、熔断器的额定电流等级 和熔体的额定电流。23FU1是对M1、M2两台电动机进行保护的熔断器。熔体的电流为：64.6 A可以选用RL1-100型熔断器，配用80A的熔体。FU2可以选用RL1-15型熔断 器，配用2A的熔体。（4）接触器的选择接触器用于带负载主电路的自动接通或切断。分直流、交流两类，机床中 应用最多的是交流接触器。选择接触器主要考虑一下技术数据：1）电源种类：交流、直流。2）主触点额定电压、额定电流。3）辅助触点的种类、数量及触点额定电流。4）电

11、磁线圈的电源种类，频率和额定电压。5）额定操作频率，即允许的没小时接通的最多次数。主触点额定电流，一般根据电动机容量 Pd计算触点电流lc,即Fd 103KU式中，K经验常数，一般取11.4;Pd电动机功率（kW）；Ud 电动机额定线电压（V）；lc接触器主触点电流（A）；Uea线路额定电压，接触器触点额定电压 UC Uea。主电机：接触器KM1、KM2、KM、KML、KMH，根据主电动机 M1的额定电流le 23A, 控制回路电源220V，KM1需要主触点3对，动合触点3对，动断触点1对；KM2 需要主触点3对，动合触点3对，动断触点1对；KML需要要主触点3对，动 合触点1对，动断触点1对

12、；KMH需要主触点3对，动合触点1对，动断触点 1对；KM需要主触点3对。根据上述情况，选用CJ0-40型接触器，电磁线圈电 压为220V。冷却泵：由于M2电动机的额定电流较小，接触器 KM3、KM4、KM5可选用CJ0-40 交流接触器，线圈电压220V,触点电流5A，KM3需要主触点3对，动合触点1 对；KM4需要主触点3对，动断触点1对；KM5需要主触点3对，动合触点1对，动断触点1对。由于采用Y/启动，选用时间继电器控制。其触点数量分别为：动合触点1对，动断触点1对，型号为CJ0-40。（5）温度继电器FC根据设计要求中M1电机温度不超过95度，综合各方面考虑，可选用JUC-1M 型温

13、度继电器。（6）速度继电器KS速度继电器的选择主要考虑电动机的转速，由于电动机M1的转速1460r/min, 所以可选择型号为JY1。其在持续工作中可靠地工作在 3000r/min以下，在电器 轴转速为150r/min左右时，即能动作。100r/min分以下触点恢复正常位置。（7）控制变压器TC变压器的最大负载是电动机 M1、M2和照明灯同时工作，根据式子可得：PtKtPsc1.2（12 233）VA 68.4VA根据式子可得：FT0.6Pxc1.5 PST0.6 （12 2 33）1.5 12VA 52.2VA可知变压器的容量为 68.4V考虑到照明灯等其它电路的容量，可以选用BK-100型

14、变压器或BK-150型变压器，电压等级 380V/220V-24V-6V，可以满足 辅助回路中各种电压的需求。（8）按钮（SB0 SB6）选择按钮选择LA19-11系列应用于控制电路，电流大小 5A左右，电压220V。启动按钮 SE2、SE3、SB4、SB5、SE6 绿色停止按钮SE0、SB红色所以选择：LA19-11220V7个四、手绘主电路及控制电路（见附录）五、用CAD绘制电路图（见附录）六、列出电气元件的明细表符号名称型号规格数量M,三相异步电 动机Y160M-411KW380V1460r/mi n1m2冷却泵电动 机JCB-220.125kW 380V2790r/min1Qo、Qi、

15、Q2组合开关HZ10-60/33 极 380V 60A3KM、 KM2、KM3、 KM4KM5、KM、KMl、KMh交流接触器CJ0-40额定电流40A220V8FUi熔断器RL1-100380V 100A 熔体80A1fu2熔断器RL1-15380V15A熔体2A1TC控制变压器BK100100V.A380V/220V-24V-6V1SBo、SB按钮LA19-11红色 5A2SB2 SB3、SB4SE5、SB6按钮LA19-11绿色 5A5HL1 HL2指示灯信号 灯ZSD-06V绿色1白色12EL照明灯JZ24-40电压24V额定功率40W1KT时间继电器7PR1040220V动断、动合各

16、11FR热继电器JR0-40额定电流40A，整 定电流30A1KS速度继电器JY1380V 2A1003600r/mi n1FC温度继电器JUC-1M95度1七、绘制元器件布局图FRlllllllllllllllllllllllll八、分析、编写设备工作原理主电动机M1的动作情况：（1）低速正转当按SB2下按钮，KM1线圈得电，KM1主触点闭合，然后按下SB4按 钮，KML线圈得电，KML主触点闭合，低速正转起动。KM(7)(KM1(5)()自锁操作指示灯HL2亮SE2( )KM1 线圈()KM(8)()互锁KM 1(10)KM 1主(KML 主(SB4( )KML线圈()KMLg()KMLg

17、()a M1低速正转(2)高速正转当按下SB2按钮,KM1线圈得电，KM1主触点闭合，然后按下SB5按钮,KMH线圈得电，KM线圈得电, 正转起动KMH主触点闭合，同时KM主触点闭合，高速SE2(KM 1线圈()KM 1(7)()自锁KM 1(5)()操作指示灯HL2亮KM 1(8)()互锁KM 1(10)KM1主 ()* M1高速正转SR(KMH线圈()KM线圈()KMH 主(KMHg()KMH (10)()(3)低速反转当按下SB3按钮,KM2线圈得电,KM2主触点闭合，然后按下SB4按钮，KML线圈得电，KML主触点闭合，低速反转起动KM 2 )自锁KM 2(6)()操作指示灯HL2亮S

18、E3( )KM2线圈()KM 2 )互锁KM 2 (10)M1低速反转册2主()KML主()SE4( ) KML线圈()KML(10)()KML(12)()（4）高速反转当按下SB3按钮，KM2线圈得电，KM2主触点闭合，然后按下SB5按钮,KMH线圈得电，KM线圈得电,KMH主触点闭合，同时KM主触点闭合，高速KM 2(9)(KM 2(6)()自锁操作指示灯HL2亮SB3()KM 2线圈()KM(7)()互锁KM 2(10)KM2 主（)I.KMH)JKMH线圈()SE5()KMH(12)()KM线圈（丿KMH(10)()反转起动。M1高速反转冷却泵M2的动作情况:（1）当按下SB6按钮，K

19、M3线圈得电，KM4线圈得电，KT线圈得电，KM3主触点闭合，KM4主触点闭合，Ts后，KT动合触点闭合，KM5线圈得电，KM5主触点闭合、自锁 丫/ 降压启动。SBKM3线圈KM3(13自锁K%主）一J Y型启动KM（主）KM4（15 -互锁KM4线圈KM4(15KM(主)-KM5线圈型启动KM515自锁KM5(13KTi(-)九、完成思考题(1) 控制M1的接触器分别出现问题，会造成什么故障？答：若接触器KM1出现故障，电动机M1正转将不能启动； 若接触器KM2出现故障，电动机M1反转将不能启动； 若接触器KML出现故障，电动机M1低速运转将不能运行; 若接触器KMH出现故障，电动机M1高

20、速运转将不能运行;因为电动机 若接触器KM出现故障，电动机M1高速运转将不能运行；M1的高速运转要靠KM与KMH触点同时闭合来实现。(2) M1不能运转，分析故障原因。答：导致M1不能运转可能有以下几种情况： 组合开关QS没有闭合。 主电动机M1的主触点KM1、KM2均出现了故障。 热继电器坏掉。 KML、KMH或KM主触点均出现了故障。 熔断器FU1没有安装，或被熔断。 导线接触不良或接线有误。十、个人小结通过对本门课程的学习，让我对用电气控制电路和电气控制在现实生活中 的重要作用有了很深的了解。课堂上老师讲解的知识在我们实训中得到了巩固和 提高，通过这次的课程设计更是升华了我们平时学习中所获得的知识。实习目的是通过理论联系实际，巩固所学的知识，提高处理实际问题的能力，为毕业设计 的顺利进行做