机床电气控制技术__第二章

1、第二章第二章 机床电气控制线路的分析及设计机床电气控制线路的分析及设计一、一、CW6163B型万能卧式车床的控制线路型万能卧式车床的控制线路 图2-1为CW6163B型万能卧式车床的电气原理图。表2-1为该机床的电气元件目录表。主轴及进给 冷却电动机 快速电动机 电动机图2-1 CW6163B型万能卧式车床电气原理图 符 号 名 称 及 用 途 符 号 名 称 及 用 途 Q自动开关作电源引入及短路保护用 KR1热继电器 作主电动机过载保护用FU1-FU4 熔断器作短路保护 KR2 热继电器 作冷却泵电动机过载保护用 Ml主电动机（主轴及进给） KM1 接触器作主电动机起动、停止用 M2冷却泵

2、电动机 KM2 接触器 作冷却泵电动机起动、停止用 M3快速电动机 KM3 接触器 快速电动机起动、停止用 SBl-SB4主电动机起停按钮 SB7 快速电动机点动按钮SB5-SB6冷却泵电动机起停按钮 TC 控制与照明变压器 HLl主电动机起停指示灯 ST 行程开关作进给限位保护用 HL2电源接通指示灯表2-1 CW61 65 B型卧式车床电器元件目录表2控制、照明及显示电路控制、照明及显示电路 控制变压器TC二次侧110V电压作为控制回路的电源。为 便于操作和事故状态下的紧急停车，主电动机M1采用双 点控制。冷却泵电动机的起动和停止由装在床头操纵板 上的按钮SB5和SB6控制。 SA 为照明

3、控制开关，HL1、 HL2、 EL、 为一些照明及指示灯。行程开关ST作进给限位保护用。二、二、C616卧式车床的电气控制线路卧式车床的电气控制线路 图2-2 为C616卧式车床电气原理图。 图22 C616卧式车床的电气原理图三、三、C650卧式车床的电气控制线路卧式车床的电气控制线路 C650卧式车床属于中型车床，图2-3是它的电气原理图。 图2-3 C650卧式车床电气原理图2控制电路控制电路主电动机的点动调整控制：图2-4为点动环节的控制电路图。 图2-4 C650卧式车床点动控制线路 主电动机的正反转控制电路 图2-5为主电动机正反转控制电路。 图2-5 C650卧式车床正反转控制线

4、路 刀架的快速移动是由转动刀架手柄压动行程开关ST来 实现的。 4.刀架的快速移动和冷却泵控制刀架的快速移动和冷却泵控制 冷却泵电动机的起、停控制由按钮SB3、SB5完成。图2-6 C650卧式车床正反向与反接制动控制线路KA 即机械传动、液压和气动系统的工作特性，以及对电气 控制系统的要求。1. 机床主要技术性能机床主要技术性能3. 机床电动机的调速性质应与机床的负载特性相适应机床电动机的调速性质应与机床的负载特性相适应一、电气控制线路的电源一、电气控制线路的电源 在电器控制线路较简单、电器元件不多的情况下，控制回路电源应尽可能与主回路电源相同，也就是直接采用交流380V或220V，这样可以

5、简化供电设备。对于比较复杂 a) b) 图2-7 自动线各动力头控制的部分监控线路 所有动力头加工完成K0动作，动力头都退到原位K10动作，各夹具松开到位则K12动作。 a) b) 图2-8 两地控制电路图2-9 自动线预停控制线路a) 不适当b) 适当图2-10 触点的合理使用5保护电路保护电路 一般保护电器应既能保证控制线路长期正常运行，又 能起到保护电动机及其它电器设备的作用。一旦线路出故障，它的触点就由“通”转为“断”。在设计控制电路时，电器线圈的一端应接在电源的同一 端，如图2-11b。交流电器线圈不能串联使用，如图2-11a。a)错误b)正确图2-11 具有反接制动的线路图2-12

6、 触点简化与合并图213 电气元件的合理接线图2-13 电气元件的合理接线 常用的按钮 常用的刀开关 断路器的结构及保护特性1主触点 2传动杆 3锁扣 4杠杆 5分励脱扣器 6欠电压脱扣器 7热脱扣器 8过电流脱扣器 9分断弹簧 10辅助触点 11热脱扣特性 12过电流脱扣特性常用的断路器 用于供电线路和电气设备的短路保护的电器。结构用于供电线路和电气设备的短路保护的电器。结构简单、使用方便、价格低廉。简单、使用方便、价格低廉。熔体：熔体：熔断器的熔断器的核心核心，通常用低熔点的铅锡合金、锌、铜、，通常用低熔点的铅锡合金、锌、铜、银的丝状或片状材料制成，新型的熔体通常设计成灭弧栅银的丝状或片状

7、材料制成，新型的熔体通常设计成灭弧栅状和具有变截面片状结构。当通过熔断器的电流超过一定状和具有变截面片状结构。当通过熔断器的电流超过一定数值并经过一定的时间后，电流在熔体上产生的热量使熔数值并经过一定的时间后，电流在熔体上产生的热量使熔体某处熔化而切断电路，从而保护了电路和设备。体某处熔化而切断电路，从而保护了电路和设备。快速熔断器RS 热继电器的结构及动作原理1、热继电器保护特性 2、电动机的过载特性 电动机过载特性的配合结构及动作原理JR36JR28JR20热元件常闭触头常开触头常用热继电器四、接触器的选用四、接触器的选用 接触器用于自动接通或切断带有负载的主回路。分直流和交流两大类。 选

8、择接触器主要考虑以下技术数据：JS7-1AJS7-3AJS7-2AJS7-4A图2-14 JS7-A型时间继电器触点系统空气阻尼式时间继电器（JS7系列） 晶体管式时间继电器（JS14）数字式时间继电器（JSS14）七、速度继电器用于转速的检测，常用在三相交流异步电动机用于转速的检测，常用在三相交流异步电动机反接制动。转速接近零时，自动切除反相序电反接制动。转速接近零时，自动切除反相序电源。源。转子：转子： 由一块永久磁铁制成，与电动由一块永久磁铁制成，与电动机同轴相联，用以接受转动信号。机同轴相联，用以接受转动信号。圆环（笼型空心绕组）：圆环（笼型空心绕组）：转子（磁铁）转子（磁铁）旋转时，

9、笼型绕组切割转子磁场产生感旋转时，笼型绕组切割转子磁场产生感应电动势，形成环内电流，此电流与磁应电动势，形成环内电流，此电流与磁铁磁场相作用，产生电磁转矩，圆环在铁磁场相作用，产生电磁转矩，圆环在此力矩的作用下带动摆杆，克服弹簧力此力矩的作用下带动摆杆，克服弹簧力而顺转子转动的方向摆动，并拨动触点而顺转子转动的方向摆动，并拨动触点改变其通断状态。改变其通断状态。触点触点：在摆杆左右各设一组切换触点，分别在速度继电器在摆杆左右各设一组切换触点，分别在速度继电器正转和反转时发生作用。调节弹簧弹力时，可使速度继电器正转和反转时发生作用。调节弹簧弹力时，可使速度继电器在不同转速时切换触点改变通断状态。

10、在不同转速时切换触点改变通断状态。结构与动作原理动作转速一般不低于动作转速一般不低于120 r/min，复位转速，复位转速约在约在100 r/min以下。以下。工作时，允许的转速工作时，允许的转速高达高达10003600r/min。正转和反转切换触点的动正转和反转切换触点的动作，反映电动机转向和速度作，反映电动机转向和速度的变化。的变化。速度继电器的选用 主要考虑额定转速要大于电动机的额定转速，触点的种类和数量满足要求等。l依据控制线路最大工作负载所需要的功率计算 一般可根据下式计算： PTKTPxc (2-5) 式中:PT -所需变压器容量(V.A)； KT -变压器容量储备系数，一般取KT

11、 =1.11.25； Pxc-控制线路最大负载时工作的电器所需的总功率(V.A)。 显然对于交流电器(交流接触器、交流中间继电器及交流电磁铁等)，Pxc 应取吸持功率值。 最后所需变压器容量，应由式（2-5）和（2-6）中所计算出的最大值决定。 表2-2是常用交流电器的起动与吸持功率的数值。 电 器 型 号 起动功率Pqd /(V.A) 吸持功率Pxc /(V.A) Pqd/Pxc JZ775126.3 CJ 10-5 CJ 10-10 CJ 10-20 CJ 10-40356514023061122325.85.96.47.2 CJ0-10 CJ0-20 CJ0-40771562801433

12、335.54.758.5 MQl -5101 MQ1 -5111 MQ1 -5121 MQ1 -5131 MQl -514145010001700220010000508095130480912.518172l表2-2 常用交流电器的起动与吸持功率(均为有效功率) 设计CW6163型卧式车床的电气控制线路。 二、电气控制线路设计二、电气控制线路设计主电动机冷却泵电动机快速移动电动机图2-15 控制回路设计2.控制电路设计控制电路设计3.信号指示与照明电路信号指示与照明电路图2-16 CW6163型卧式车床电气原理图4.控制电路电源控制电路电源5.绘制电气原理图绘制电气原理图 根据各局部线路之间

13、互相关系和电气保护线路，画成电气原理图，如图2-16所示。 三、选择电气元件三、选择电气元件1. 电源引入开关电源引入开关Q Q主要作为电源隔离开关用，并不用它来直接起停电动机，可按电动机额定电流来选。显然应该根据三台电动机来选。在中小型机床常用组合开关中，可选用HZ10-25/3型，额定电流为25A，三极组合开关。 2. 热继电器热继电器KR1、KR23. 熔断器熔断器FU1、FU2、FU3 FU1是对M2、M3两台电动机进行保护的熔断器。熔体电流为：R2.67 7+0.43A7.6A2.5I 可选用RL1-15型熔断器，配用10 A的熔断体。 FU2、FU3选用RL1-15型熔断器，配用最

14、小等级的熔断体2A。4.接触器接触器KM1、KM2及及KM3 5.控制变压器控制变压器TC 变压器最大负载时是KM1、KM2及KM3同时工作，根据式(2-5) 可得：TTxc1.2(12233)VA 68.4 VAPKP其它各元件的选用见表2-3所示。TxcST0.61.50.612 2 331.5 12 VA52.2 VAPPP 根据式(2-6)可得：符 号名 称型 号规 格数 量M1M2M3QKMlKM2、KM3KR1KR2FU1FU2、FU3TCSB3 SB4 SB6SBl SB2 SB5SB7HL1、HL2A主电动机 冷却泵电动快速移动电动机 组合开关交流接触器交流中间继电器 热继电器 热继电器 熔断器 熔断器 控制变压器 控制按钮 控制按钮 控制按钮 指示信号灯 交流电流袭Y160M- 4JCB-22 JO2-21- 4HZl0-25/13CJ10- 40JZ7- 44JR0- 40 JR10-10 RLl-15 RLl-15 BK-100 LA10 LA10 LA9 ZSD-0 62T211Kw 380V 1460rmin0.125kW 380V 2790r/min1.1kW 380V 1410r/min3极500V 25A 40A 线圈电压127V 5 A 线圈电