磨床课程设计

1、·东华理工大学长江学院课程设计磨床的电气控制线路设计 二零一三年十二月目录1. 磨床概述*（3）2. 磨床的主要结构*（3）3. 磨床的设计任务及控制要求*（3）4. 磨床的电气原理图设计*（4） 4.1磨床的主电路的设计*（4） 4.1.1 砂轮电动机的设计及控制*（4） 4.1.2 冷却泵电动机的设计及控制*（4）4.1.3 液压泵电动机的设计及控制*（5） 4.1.4砂轮升降电动机的设计及控制*（5） 4.1.5电磁吸盘的设计及控制*（6） 4.2磨床控制电路的设计*（6） 4.3磨床的电气原理图*（7）5. 磨床的电气原理图分析*（8） 5.1主电路的分析*（8） 5.2控制

2、电路的分析*（8）5.3电磁吸盘控制电路的分析*（9）6.实验心得*（10）7.元件清单*（）8.参考文献*（）一. 磨床概述磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。 大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工。磨床种类很多，可分为十余种：外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、多用磨床、专用磨床等。磨床是用砂轮周边或端面进行机械加工的精密机床。它不但能加工一般金属材料，而且能加工一般金属刀具难以加工的硬材（如淬火钢，硬质合金等）利用磨削可获得较高加工精度和光洁度，而且加工余量较其他加工方法小的多。所以磨床广泛用于零件加工。由于精密铸造和精密锻造

3、工艺的进步，使得零件不经其他切削加工而直接磨削成成品。随着高速磨削和强力磨削工艺的发展，进一步提高了磨削的效率。因此磨床的使用范围日益扩大，在金属切削机床中所占比重不断上升，在工业发达国家占金属切削机床的13%-27%。磨床种类很多，按其工艺分为外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床以及一些专用磨床，如螺纹磨床、齿轮磨床、球面磨床、花键磨床、导轨磨床与无心磨床等二.磨床的主要结构 磨床主要是由床身 工作台 电磁吸盘 砂轮箱 滑座 立柱等部分主成。1. 床身：其中有液压传动装置，以使矩形工作台做往复运动。2. 工作台：表面是T型槽，用来安装电磁吸盘以吸持工件或直接安装大型工件。3.电磁吸盘： 夹

4、紧工件。4. 砂轮箱： 沿滑座水平导轨作横向运动。5. 滑座：可在立柱导轨上作上下移动。三.磨床的设计任务及控制要求1. 磨床主电路的控制要求 磨床对砂轮电动机、液压泵电动机和冷却液电动机只要求单向运转，而对砂轮升降电动机要求双向运转。2. 磨床控制电路的控制要求 1）为了保证安全生产，电磁吸盘与液压泵、砂轮、冷却泵三台电动机之间应有电器连锁装置，当电磁吸盘不工作或发生故障 时，三台电动机均不能启动。2）冷却泵电动机只有在砂轮电动机工作时才能够启动，并且工作状态可选。3.电磁吸盘要求有充磁和去磁功能。4.指示电路应能显示电源和液压泵、砂轮、砂轮升降三台电动机以及电磁吸盘的情况。5.电路应设有必

5、要的短路保护、过载保护和电器连锁保护6.电路应设有局部照明电路。四.磨床的电气原理图设计一、磨床主电路的设计1. 砂轮电动机的设计1)由于砂轮电动机不需要正反转，所以只需要一个接触器； 2)考虑到是连续工作制，所以需要热继电器做过载保护； 3)另外需要一启动按钮、停止按钮、刀开关，及熔断器。所以电路图如下图所示： 图 3.1.1 砂轮电动机的原理图2. 冷却泵电动机的设计1)由于冷却泵的运作状态与砂轮电动机状态一直，可和砂轮电动机共用控制电路。即直接连在砂轮电动机热继电器之后。如下图所示： 图3.1.2砂轮电动机及液压泵电动机的原理图3. 液压泵电动机的设计1）由于电动机不需要正反转，所以只需

6、要一个接触器；2）考虑到是连续工作制，所以需要热继电器做过载保护。另需要一启动按钮、停止按钮、刀开关，及熔断器。所以电路图如下图所示 : 图 3.1.3 液压泵电动机电气原理图 4. 砂轮升降电动机的设计 1）由于砂轮升降电动机需要正反转控制，所以需要两个接触器调换相位想接; 2)另外需要一启动按钮、停止按钮、刀开关，及熔断器。3）另外考虑砂轮的升降为精确操作，所以这里采用了点动进行控制（不需要过载保护）。 图 3.1.4 砂轮升降电动机的电气原理图 5. 电磁吸盘的设计 1）由于电磁吸盘需要用直流电源供电，所以要用整流电路把交流电变成直流电；2）加上一个闭锁开关控制消磁和充磁。考虑到整流电路

7、对电压的要求，这里采用变压器。 3.1.5 电磁吸盘电气原理图6.电路的总体设计 为了保证安全生产，电磁吸盘与液压泵、砂轮、冷却泵三台电动机之间应有电器连锁装置，当电磁吸盘不工作或发生故障时，三台电动机均不能启动。所以采用欠电流继电器，当电磁吸盘不工作或任何一台电动机发生故障时，磨床能自动停车。我们用欠电流继电器的常来触电并在砂轮的启动开关，我们再加上砂轮升降电动机的电路，加上指示灯的电路（只要将控制相应电动机的接触器的常开触点与指示灯相串联，即可标识对应器件的工作状态）对此电路加上熔断器用作短路保护。另外在电路中也加上局部照明电路，考虑到工作安全，使用变压器是照明电压为安全电压36V。最终设

8、计原理图如下图所示：五.磨床电路分析磨床共有四台电动机。其中：M1为砂轮电动机，带动砂轮转动；M2为冷却泵电动机，提供切削液；M3为液压泵电动机，带动液压是工作台运动；M4为砂轮升降电动机；1 主电路。 主电路共有四台电动机。其中：M1为砂轮电动机；M2为冷却泵电动机；M3为液压泵电动机。电动机M1和电动机M2同时由接触器KM1的主触点控制，而冷却泵电动机M2接在接触器KM1的主触点下方，经过X1插座实现单独关断控制。液压泵电动机M3由接触器KM2的主触点控制。 四台电动机共用熔断器FU1作短路保护，砂轮电动机M1和冷却泵电动机M2由热继电器FR1作长期过载保护。液压泵电动机M3由热继电器FR

9、2作长期过载保护。 2.控制电路1）砂轮电动机M1的控制 由控制按钮SB1、SB2和接触器KM1的线圈构成砂轮电动机M1单方向旋转起动、停止控制电路。 2）液压泵电动机M3的控制 由控制按钮SB3、SB4和接触器KM2的线圈构成液压泵电动机M3单方向旋转的起动、停止控制电路。两台电动机可以单独操作控制。 3)连锁保护环节 为确保人身和设备的安全，当平面磨床在加工过程中出现电磁吸盘吸力不足或吸力消失时，将不允许继续工作。此时应在 两台电动机M1、M3的控制电路中串入欠电流继电器KUC的动合触点，以达到欠磁连锁保护。为了在电磁吸盘不工作时，仍然能控制电动机M1与M3的运行，可在控制电路中欠电流继电

10、器FUC的动合触点两端并联主令开关SA1，在其处于去磁位置时，欠电流继电器KUC的动合触点接通。热继电器FR1、FR2的动断触点串联在控制电路中，表明M1、M2、M3只要有一台电动机过载停车，其余电机也都停车。 3.电磁吸盘控制电路 电磁吸盘是一种用来固定被加工工件的夹具。它与机械加紧装置相比较，具有加紧迅速、不损伤工件、工件发热可自由延伸以及能同时吸持多个小工件和加工精度高等优点。但同时也存在夹紧力不如机械夹紧装置大、需要直流电源供电和不能吸持非磁性材料工件等缺点。1）电磁吸盘的工作原理：利用通电线圈产生的磁场来吸持磁性材料工件的。2）电磁吸盘控制电路 由图纸可知，电磁吸盘的控制电路有整流装

11、置、控制装置和保护装置三部分组成。 电磁吸盘YH的整流装置由整流变压器T2和桥式全波整流器VC组成，输出110V直流电压给电磁吸盘YH供电。 电磁吸盘YH由主令开关SA1来控制。SA1有三个位置：充磁、断电和去磁。当主令开关SA1至于充磁位置时，SA1触点接通；当主令开关SA1置于去磁的位置时，SA1触点以及SA1触点接通；当主令开关SA1置于断电位置时，SA1时所有触点都断开。 4.电路的工作原理： 1）当主令开关SA1置于充磁位置时，电磁吸盘YH获得110V直流电压，出电解铜正极，另一出点接通负极，欠电流继电器KUC的线圈用过X3插座与电磁吸盘YH串联。若电磁吸盘电流足够大，则欠电流继电器

12、KUC动作，其常开触点闭合，表明电磁吸盘的吸力足以将工件吸牢，这是才可以分别操作控制按钮SA1、SA2，从而起动砂轮电动机M1与液压电动机M3进行磨削加工。当加工结束后，分别按下停止按钮SB2、SB4，则砂轮电动机M1和液压泵点攻击M3停车。为了便于从电磁吸盘上去下工件，还需要对工件去磁，即将主令开关SA1扳至去磁位置。 2)当主令开关SA1置于去磁位置时，电磁吸盘YH中通入反方向电流，并在电路中串入可变电阻R2，用以限制并调节反向去磁电流的大小，达到既去磁又不至反向磁化的目的。在去磁结束后，将主令开关SA1搬到断电位置，便可取下工件。若工件对去磁严格要求，则在去下工件后，还要用交流去磁器进行

13、处理。 3)电磁吸盘保护环节 电磁吸盘的欠电流保护，过电压保护，短路保护等。 电磁吸盘的欠电压保护。为了防止平面磨床在磨削过程中出现断电事故或电磁吸盘电流减小，致使电磁吸盘失去吸力或吸力减小，造成工件飞出，引起工件损坏或人身伤害事故。因此在电磁吸盘线圈电路中串入欠电流继电器KUC作欠电流保护。只有当电流电压符合设计要求，电磁吸盘具有足够的吸力时，欠电流继电器KUC的动合触头（3.4）才闭合，为起动砂轮电动机M1，冷却泵电动机M2，液压泵电动机M3，进行磨削加工作准备，否则不能开动磨床进行加工。若在磨削加工过程中，电磁吸盘的线圈电流过小或消失，则欠电流继电器KUC将因此而释放，其动合触点（3.4

14、）断开，接触器KM1，KM2线圈断电，电动机M1，M3立即停止旋转，避免事故发生。 电磁吸盘线圈的过电压保护。由于电磁吸盘的线圈匝数多，电感大，在通电工作时储存有大量的磁场能。所以，当电磁吸盘线圈断电时，再其线圈两端将产生高电压，易使线圈绝缘及其他电器设备损坏。为此，因在电磁线圈两端设置放电回路，以吸收断开电源后它所释放出来的磁场能。该机床在电磁吸盘的两端并联放电电阻R3。 电磁吸盘的短路保护。在整流变压器T2的2次侧或整流装置抽出端装有熔断器FU5做短路保护。此外在整流装置中还设有RC串联支路并联在T2的2次侧，用以吸收交流电路产生的过电压，以及在直流侧电路通断时在T2二次侧产生的浪涌电压，

15、实现整流装置的过电压保护。 照明电路。由照明控制变压器T1将电压从380V将为36V，并由主令开关SA2控制照明灯EL。在T1的一次侧装有熔断器FU4做短路保护。六：实验心得课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.对我们学工科的同学来说尤为重要！回顾起此次电气课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实

16、际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说变压器不懂怎么去选，不懂怎么去选互感器，对电气主接线图的选择掌握得不好通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论

17、中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识，在次我们表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！14磨床的电气控制原理图磨床电气原件符号及说明符号名称及用途符号名称及用途符号名称及用途M1砂轮电动机SB1砂轮电动机启动按钮T1-T3控制变压器M