CW6163车程电气控制系统说明书

机电传动课程设计CW6163车床控制系统设计学院：机械与电子工程学院专业：机械工程及自动化姓名：张旺新学号：1020640220指导教师：余宏涛CW6163车床性能------------------------------3机床结构特点-----------------------------------3机床主要技术参数-------------------------------3CW6163车床电气控制系统方案-----------------5电动机的选择-----------------------------------5电气控制系统线路图的设计----------------------6电器元件的选择---------------------------------8连接导线的选择---------------------------------12电器元件布置图---------------------------------13设计总结----------------------------------------14参考文献----------------------------------------14CW6163车床性能CW6163系列卧式车床适用于加工各种钢材、铸铁和有色金属及中、小型金属工件。机床功率大,刚性好，适用于强力或高速切削。本机床主要用于车削各种工件的内圆、外圆、端面、以及公制、英制、模数和螺纹并可承担钻孔、镗孔等工艺。机床主轴为变频无级调速，可实现不停车变速及变速范围宽，可适合粗、精加工工艺的需求。床身采用树脂砂造型的高强度铸件，床身导轨经过超高频淬火处理和精密磨削，耐磨性和精度保持性好，承载能力强。溜板箱内装有安全机构，防止因过载而对机床造成损坏，保证使用安全可靠。该机床设有刀架纵、横向机动及快速运动手柄，操作灵活，宜人性好。机床结构特点本机床由床身、床头箱、挂轮、进给箱、溜板箱、床鞍、刀架、尾座、电气及液压控制等部件组成。能承担各种车削工作。如车削内外圆柱面、圆锥面以及其他旋转面，车削端面及各种常用螺纹包括公制、英制、模数及径节螺纹，并可实现钻孔、铰孔、拉削油槽等工作。机床主要技术参数a．中心高315mm最大工件长度3000/2000mm床身上最大工件回转直径630mm刀架上最大工件回转直径350mm主轴内孔直径及最大棒料直径105及100mm最大车削长度(床鞍行程)2900/1900mmb．床头箱主轴孔前端锥度公制120顶尖锥度莫氏6号主轴转速级数18种主轴转速范围10~800r/minc．进给箱进给量(纵向：横向)(1：0.57)纵向进给量范围0.07~16.72mm/r横向进给量范围0.04~9.6mm/r公制螺纹的有效种数53种公制螺纹的有效范围1~240mm英制螺纹的有效种数31种英制螺纹的有效范围30~2牙/时模数螺纹的有效种数46种模数螺纹的有效范围0.25~60mm径节螺纹的有效种数47种径节螺纹的有效范围60~1/2牙/时d.刀架小刀架的回转角度±60°下刀架的最大横向行程480mm上刀架的最大行程225mm容许的最大切削抗力和吃力抗力2000/814kge.溜板箱丝杆螺距12mm丝杆外径50/60mm溜板箱快速移动速度(纵向)0.054m/s溜板箱快速移动速度(横向)0.032m/sf.床尾顶尖套筒的直径90mm顶尖套筒的锥度莫氏5号顶尖套筒的行程270mm尾座的横向行程±15mmg．动力系统主电动机型号Y160M-4主电动机功率11KW主电动机转速1460r/min三角皮带规格B2000CW6163车床电气控制系统方案CW6163型卧式车床是以继电器接触系统的控制方式的传统车床，其主轴运动的正反转由两组机械式摩擦片离合器控制，主轴的制动采用液压制动器，进给运动的纵向左右运动，横向前后运动及快速移动均由一个手柄操作控制。可完成工件最大车削直径为630mm，工作最大长度为1500mm.采用三台电动机控制（1）通常车削加工近似于恒功率负载，同时考虑经济性，工作可靠，主轴电动机M1通常选用三相异步电动机，完成主运动和刀具进给运动的驱动。（2）车削时产生的高温，可由一台普通冷却泵电动机加以控制。冷却电动机在加工时提供切削液，采用直接启动的方式。（3）根据车床工作的要求，需要配备一台快速移动电动机M3，用于完成溜板箱快速移动的驱动，可随时手动启停。（3）根据整个生产线状况，要求配备一套局部照明装置及必要的工作状态指示灯，局部照明电路采用独立回路。电动机的选择电动机选择的一般原则1.电动机应完全满足生产机械提出的有关机械特性的要求。2.电动机在工作过程中，功率能被充分利用。3.电动机的结构形式适合周围环境条件。电动机的容量反映了它的负载能力，它与电动机的过载能力有关。电动机容量的选择有俩种方法：一种是调查统计类比法；一种是分析计算法。调查统计类比法是在不断总结经验的基础上，选择电动机容量的一种方法，此法比较简单。CW6163普通型卧式车床加工工件的最大直径为630mm。所以：由统计分析法公式p=36.5D得；P=36.5×0.63=11KWP取11KW一般情况下，普通车床选用同步转速为1500r/min的电动机。因为这个转速的电动机适应性较强，而且功率因数和效率也很高。若电动机的转速与该机械的转速不一致可选取速度稍高一些的电动机通过机械变速装置使其一致。根据前面的设计要求可知，本设计需配备三台电动机，各自分别为：1.主轴电动机：M1型号选定为Y160M-4，性能指标为：11KW，380V，22.6A，1460r/min2.冷却泵电动机：M2型号选定为JCB-22，性能指标为：0.125KW。0.43A，2790r/min3.快速移动电动机：M3，型号选定为Y90S-4，性能指标为：1.1KW，2.7A，1400r/min电气控制线路图的设计CW6163车床的控制电路CW6163车床的工作原理所有电机启动前都要按下电源隔离开关QS.1.正转Y—△降压起动控制过程如下：按起动按钮SB2接触器KM1得电并自锁电动机M得电（Y形降压启动）接触器KM3得电时间继电器KT得电KT延时断开触头断开KT延时闭合触头闭合接触器KM4得电接触器KM3失电电动机Y形断开。同时KM3动断触头恢复闭合，为接触器KM4得电作准电动机△形正常运转Y—△降压起动结束备2.反转Y—△降压起动控制过程如下：按起动按钮SB3接触器KM2得电并自锁电动机M得电（Y形降压启动）接触器KM3得电时间继电器KT得电KT延时断开触头断开KT延时闭合触头闭合接触器KM4得电电动机△形正常运转Y—△降压起动结束接触器KM3失电电动机Y形断开。同时KM3动断触头恢复闭合，为接触器KM4得电作准备3．冷却泵启动按启动按钮SB５→→→接触器KM５得电并自锁→→→电动机Ｍ２得电．按下停止按钮SB４，电机Ｍ２停止启动。4．快速启动电机启动按下启动按钮SB６→→→电动机Ｍ３得电启动。松开启动按钮SB６→→→电动机Ｍ３失电，停止工作。电器元件的选择在电器原理图设计完毕之后就可以根据电气原理图进行电器元件的选择工作。本设计中需选择的电器元件如下:电源开关QS的选择QS作为电源隔离开关用，并不用来直接起停电动机，可按三台电动机的额定电流来选，考虑到额定电流不大（23+0.43+2.8=26.23A），可选用额定电流30A、电压380V的三极组合开关。所以，QS最终选择组合开关：HZ10-25/3型，额定电流为25A。热继电器FR的选择热继电器主要用作电动机的过载保护，所以应按电动机的工作环境、启动情况、负载性质等因素来考虑。（１）热继电器结构型式的选择星形接法的电动机可选用两相或者三相结构的热继电器；三角形接法的电动机应选用带断相保护装置的三相结构热继电器。（２）根据电动机的额定电流进行热继电器的选择。一般情况下使热继电器整定值为（0.95—1.05）IN（IN为电动机的额定电流）由前面M1和M2的额定电流，现选择如下：FR1选用JR0-40型热继电器。热元件额定电流25A，额定电流调节范围为21.5~23.73A，工作时调整在22.6A。FR2选用JR0-40型热继电器。热元件额定电流0.64A，额定电流调节范围为0.41~0.46A，工作时调整在0.43A。接触器的选择选择接触器主要考虑以下技术参数1）电源种类；交流电或直流电。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）电磁线圈的电源种类，频率和额定电压。5）额定操作频率（次/h）即允许的每小时接通的最多次数。（１）接触器线圈电压的选择对于同一系列、同一容量等级的接触器，其线圈的额定电压有好几种规格，它是由控制回路电压决定的。根据前文控制电路设计可知，控制回路电压等级为127V，所以选择接触器线圈电压为127V。（２）主触点的额定电流的确定主触点的额定电流的计算公式：I≥P×10/KU。式中：P为电动机功率（KW）；K为经验常数，一般取1—1.4；U为电动机额定线电压。KM1的选择由公式：I≥P×10/KU=11×10/1.2×380=24.2A本设计中，KM主要对M1进行控制，而M1的额定电流为22.6A，控制回路电压为127V。需主触点三对，辅助动合触点两对辅助动断触点一对，根据上述情况，选用CJ10—40型接触器，主触点额定电流为40A，线圈电压为127V。照明及指示灯的选择照明灯EL选择JC2型，交流36V、40W，与灯开关SＡ成套配合；指示灯HL1和HL2选择为ZSD-0型，指标为6.3V，0.25A，颜色分别为红色和绿色。为保证工作人员的安全，局部照明电流进行接地保护。熔断器的选择工业上选择熔断器一般从以下几个方面考虑:（1）熔断器的额定电压必须等于或高于熔断器工作点的电压；（2）熔断器的额定电流必须等于或高于所装熔体的额定电流；（3）熔断器所装熔体额定电流的选择。对于没有冲击电流的负载，应使熔体的额定电流等于或稍大于线路工作电流I，即≥I对于像电动机这样有较大冲击电流的负载，熔体的电流流。=（1.5—2.5），式中为电动机的额定电本设计中涉及的熔断器有三个：FU1.FU2FU3.FU1主要对M2和M3进行短路保护，M2和M3的额定电流分别为0.43A、2.7A。因此，熔体的额定电流为IFU1≥(1.5-2.5)INmax+∑IINmaxIN为电流之和N为最大电流计算可得IFU1≥7.18A，因此，FU1选择RL1-15型熔断器，熔体为10A。FU2主要对控制电路进行短路保护，控制电路的熔断器根据线圈的额定电流选择，查资料计算获知，KM1线圈的额定电流为0.3A。FU3主要对照明电路进行短路保护，照明电路的额定电流为1.2A，（4）熔断器所用熔管额定电流的确定熔体额定电流确定以后，就可以确定熔管额定电流，应使熔管额定电流大于或者等于熔体额定电流。综上所述，FU1选择RL1-15型熔断器，熔体为10A。为了安全，FU2、FU3选用熔体额定电流为最小等级(2A)的熔断器RC1-15，熔体为2A。综合以上的计算，给出CW6163型卧式车床的电器元件明细表如表5-1符号名称型号规格数量M1M2三相异步电动机Y160M-411kW,380V,22.6A，1460r/min0.125kW,0.43A，2790r/min11冷却泵电动机JCB-22M3三相异步电动机Y90S-41.1kW,2.7A,1400r/min1QS组合开关热继电器HZ10-25/3JR0-40三级，500V，25A11FR1热元件额定电流25A整定电流22.6AFR2热继电器JR0-40热元件额定电流0.64A，整定电流0.43A1FU1熔断器熔断器RL1-15RC1-15500V,熔体10A12FU2、FU3500V,熔体2A5A,黑色SB２、SB３、SB５，SB６SB1、SB４控制按钮控制按钮LA-1833LA-18ZSD-05A,红色HL1、HL2EL、SＡ指示灯6.3V,绿色1，红色122照明灯及灯开关36V,40W表5-1导线截面的选择室内（厂房内）配电线路大多采用绝缘导线。电缆截面的选择必须满足：导线的允许载流量Ial不小于通过电线的计算电流IM1的额定电流为22.6A，采用的是直接启动，由于启动时间为短时，启动电流大约为额定电流的1.5倍，查相关手册得，4mm2铜芯导线允许载流量为41A>22.6A，满足要求。电动机M2功率较小，额定电流为0.43A，选择导线截面积为1mm2的铜芯导线满足要求。电动机M3用于溜板箱的拖动，故选择连接导线为YHZ橡套电缆。辅助电路通过的电流较小，选择连接导线截面积为1mm2铜芯导线。综上所述绘制电气接线图中管内敷线明细表如下表6-1代号穿线用管（或电缆类型）内径/mm2截面/mm2电线接线号根数内径15聚氯乙烯软管内径15聚氯乙烯软管74432U1、V1、W1#1#21U1、U11#3内径15聚氯乙烯软管113U2、V2、W2、U3、V3、W3、1、3、5、7、13、17、19#4#5G3/4螺纹管15金属软管11108U3、V3、W3、1、3、5、7、13、17、19U3、V3、W3、1、3、5、7、13#6内径15聚氯乙烯软管#7#818X16mm2铝管11金属软管11122317、191、13#9内径8聚氯乙烯软管YHZ橡套电缆#10U3、V3、W3表6-1电器元件布置电器元件布置应满足下列原则（1）体积大和较重的原件应安装在电器板的下面，发热原件应安装在电器板的上面。（2）强电与弱点分开应注意弱电屏蔽，防止外界干扰。（3）需要经常维护，检修，调整的电器元件安装位置不宜过高或过低。（4）电器元件的布置应考虑整齐，美观，对称。结构和外形尺寸较类似的电器元件应安装在一起，以利于加工，安装，配线。（5）各种电器元件的布置不宜过密，要有一定的间距。（6）尽量使连接导线最短，导线交叉最少。CW6163型卧式车床的电器元件布置图如图所示设计总结通过这次课程设计我知道了很多关于卧式机床的知识，虽然在做