CW6136A型卧式车床电气控制系统设计

三江学院机电传动与控制课程设计题目CW6136A型卧式车床电气控制系统设计机械工程学院机械设计制造及其自动化（机电技术）专业学生姓名计凯学号12011158005起讫日期6/16—6/20指导教师姓名（签名）王卓君目录第一章卧式车床简介及运动分析 2一、CW6163卧式车床的特点 2二、卧式车床各部分的名称和用途 2第二章控制方案设计 4一、设备机械运动部分说明 4二、设备电气控制要求 4三、电动机的选择 4第三章电气控制线路设计 6一、主回路设计 6二、控制电路设计 7第四章电气元件的选择 9一、熔断器的选用 9二、接触器的选用 9三、热继电器的选用 10四、温度继电器FC 10五、电气元件明细表 10课程设计小结 12参考文献 13第一章卧式车床简介及运动分析一、CW6163卧式车床的特点

1车床的床身、床脚、油盘等采用整体铸造结构，刚性高，抗震性好，符合高速切削机床的特点。

2

床头箱采用三支承结构，三支承均为圆锥滚子轴承，主轴调节方便，回转精度高，精度保持性好。

3进给箱设有公英制螺纹转换机构，螺纹种类的选择转换方便、可靠。

4

溜板箱内设有锥形离合器安全装置，可防止自动走刀过载后的机件损坏。

5车机床纵向设有四工位自动进给机械碰停装置，可通过调节碰停杆上的凸轮纵向位置，设定工件加工所需长度，实现零件的纵向定尺寸加工。

尾座设有变速装置，可满足钻孔、铰孔的需要。

7

车机床润滑系统设计合理可靠，车头箱、进给箱、溜板箱均采用体内飞溅润滑，并增设线泵、柱塞泵对特殊部位进行自动强制润滑。

二、卧式车床各部分的名称和用途

1变速箱

变速箱用来改变主轴的转速。主要由传动轴和变速齿轮组成。通过操纵变速箱和主轴箱外面的变速手柄枣改变齿轮或离合器的位置，可使主轴获得12种不同的速度。主轴的反转是通过电动机的反转来实现的。

2主轴箱

主轴箱用来支承主轴，并使其作各种速度旋转运动；主轴是空心的，便于穿过长的工件；在主轴的前端可以利用锥孔安装顶尖，也可利用主轴前端圆锥面安装卡盘和拨盘，以便装夹工件。

3挂轮箱

挂轮箱用来搭配不同齿数的齿轮，以获得不同的进给量。主要用于车削不同种类的螺纹。

4进给箱

进给箱用来改变进给量。主轴经挂轮箱传入进给箱的运动，通过移动变速手柄来改变进给箱中滑动齿轮的啮合位置，便可使光杆或丝杆获得不同的转速。

5溜板箱

溜板箱用来使光杠和丝杠的转动改变为刀架的自动进给运动。光杠用于一般的车削，丝杠只用于车螺纹。溜板箱中设有互锁机构，使两者不能同时使用。

6刀架

刀架用来夹持车刀并使其作纵向、横向或斜向进给运动。它由以下几个部分组成：

1）床鞍。它与溜板箱连接，可沿床身导轨作纵向移动，其上面有横向导轨。

2）中滑板。可沿床鞍上的导轨作横向移动。

3）转盘。它与中滑板用螺钉紧固，松开螺钉便可在水平面内扳转任意角度。

小滑板。它可沿转盘上面的导轨作短距离移动；当将转盘偏转若干角度后，可使小滑板作斜向进给，以便车锥面。

方刀架

它固定在小滑板上，可同时装夹四把车刀；松开锁紧手柄，即可转动方刀架，把所需要的车刀更换到工作位置上。

7

尾座

尾座用于安装后顶尖以支持工件，或安装钻头、铰刀等刀具进行孔加工。它主要由套筒、尾座体、底座等几部分组成。转动手轮，可调整套筒伸缩一定距离，并且尾座还可沿床身导轨推移至所需位置，以适应不同工件加工的要求。

8

床身床身固定在床腿上，床身是车床的基本支承件，床身的功用是支承各主要部件并使它们在工作时保持准确的相对位置。

9丝杠

丝杠能带动大拖板作纵向移动，用来车削螺纹。丝杠是车床中主要精密件之一，一般不用丝杠自动进给，以便长期保持丝杠的精度。

10光杠

光杠用于机动进给时传递运动。通过光杠可把进给箱的运动传递给溜板箱，使刀架作纵向或横向进给运动。

11操纵杆

操纵杆是车床的控制机构，在操纵杆左端和拖板箱右侧各装有一个手柄，操作工人可以很方便地操纵手柄以控制车床主轴正转、反转或停车。第二章控制方案设计一、设备机械运动部分说明CW6136A型卧式车床的运动形式主要由主轴电动机M1经过一系列的变速机构以后，带动车床主轴做回转运动和进给运动进给运动能前后、左右横向及纵向进给。二、设备电气控制要求M1有正反转功能M1为双速电机，可实现反接制动M2为单向运转（双向运转），不采用制动措施（反接制动、能耗制动、可直接启动（星-三角降压、串电阻降压、自耦变压器降压）机床要有照明灯，照明电路电压为24V机床具有操作指示，指示灯电路电压为6VM1温度不能超过95度整个机床要有短路保护、M1要有过载保护三、电动机的选择电动机的选用原则：（1）根据负载的启动特性及运行特性，选出最适合于这些特性的电动机，满足生产机械工作过程中的各种要求。（2）选择具有与使用场所的环境相适应的防护方式及冷却方式的电动机，在结构上应能适合电动机所处

的环境条件。（3）计算和确定合适的电动机容量。通常设计制造的电动机，在75%-100%额定负载时，效率最高。因此

应使设备需求的容量与被选电动机的容量差值最小，使电动机的功率被充分利用。（4）选择可靠性高、便于维护的电动机。（5）考虑到互换性，尽量选择标准电动机。（6）为使整个系统高效率运行，要综合考虑电机的极数及电压等级。本设计中根据CW6136A卧式车床的相关参数及工作要求P=35.5*（0.36）^1.54=7.36kw电机选择表型号额定

功率额定

电流转速效率功率

因数堵转转矩堵转电流最大转矩噪声振动

速度重量额定转矩额定电流额定转矩1级2级kWAr/min%COSФ倍倍倍dB(A)mm/skg同步转速1500r/min4级Y80M1-40.551.5139073.00.762.46.02.356671.817Y80M2-40.752139074.50.762.36.02.356671.817Y90S-41.12.7140078.00.782.36.52.361671.825Y90L-41.53.7140079.00.792.36.52.362671.826Y100L1-42.25143081.00.822.27.02.365701.834Y100L2-436.8143082.50.812.27.02.365701.835Y112M-448.8144084.50.822.27.02.368741.847Y132S-45.511.6144085.50.842.27.02.370781.868Y132M-47.515.4144087.00.852.27.02.371781.879Y160M-41122.6146088.00.842.27.02.375821.8122Y160L-41530.3146088.50.852.27.02.377821.8142Y180M-418.535.9147091.00.862.07.02.277821.8174Y180L-42242.5147091.50.862.07.02.277821.8192Y200L-43056.8147092.20.872.07.02.279841.8253Y225S-43770.4148091.80.871.97.02.279841.8294Y225M-44584.2148092.30.881.97.02.279841.8327Y250M-455103148092.60.882.07.02.281862.8381Y280S-475140148092.70.881.97.02.285902.8535Y280M-490164148093.50.891.97.02.285902.8634Y315S-4110201148093.50.891.86.82.293982.8912Y315M-4132240148094.00.891.86.82.2961012.81048Y315L1-4160289148094.50.891.86.82.2961012.81105Y315L2-4200361148094.50.891.86.82.2961012.81260Y355M1-4220407148894.40.871.46.82.21064.51690Y355M3-4250461148894.70.871.46.82.21084.51800Y355L2-4280515148894.90.871.46.82.21084.51945Y355L3-4315578148895.20.871.46.92.21084.51985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

30A

1460r/min;

冷却泵电机M2：JCB-22

0.15kW

380V

0.43A

2790r/min;第三章电气控制线路设计一、主回路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——熔断器FU。在主轴电动机M1内设有温度继电器FC，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的作用电路说明和解释当接触器KM1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KM2和KML闭合时，主轴电动机M1处于低速反转状态；当接触器KM1和KMH、KM闭合时，主轴电动机M1处于高速正转状态；当接触器KM2和KMH、KM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KM2控制电动机M1的反转，KML控制主电动机的低速运动，KM和KMH控制主电动机的高速运动。二、控制电路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SB2、SB3、SB1进行操纵，主电动机的高低速转动由SB5、SB4按钮开关来选择控制。冷却泵电动机由SB7、SB6进行起停操作，装在车床床头的操作板上。控制电路中，SB6为紧急停止按钮。

根据电气传动的要求，由接触器KM1、KM2、KM、KMH、KML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来控制。电路说明和解释主电动机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。（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，KMH线圈得电，KM线圈得电，KMH主触点闭合，同时KM主触点闭合，高速正转起动。（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。（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，高速反转起动。冷却泵电动机M2的动作情况：按下SB7按钮，KM3线圈得电，KM3主触电闭合，同时形成自锁，电机启动。第四章电气元件的选择一、熔断器的选用熔断器FU1、FU2

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。

FU1是对M1、M2两台电动机进行保护的熔断器。熔体的电流为：

Ir>=(23*7+0.43)/2.5=64.6A可以选用RL1-100型熔断器，配用80A的熔体。

2FU可以选用RL1-15型熔断器，配用2A的熔体。二、接触器的选用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Ic，即

Ic>=1000Pd/KUd式中，K—经验常数，一般取1~1.4；

Pd—电动机功率（kW）；

Ud—电动机额定线电压（V）；

Ic—接触器主触点电流（A）；

主电机：

接触器KM1、KM2、KM、KML、KMH，根据主电动机M1的额定电流Ie,控制回路电源220V，KM1需要主触点3对，动合触点4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；KMH需要主触点3对，动合触点2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。三、热继电器的选用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Ied，即：

Irt=（0.95—1.05）Ied

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,整定电流调节范围25~40A,工作时将额定电流调节为30A。四、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型温度继电器。五、电气元件明细表符号名称型号规格数量三相异步电动机Y160M-411KW380V1460r/min1冷却泵电动机JCB-220.125kW380V2790r/min1KM1KM2KM3KMHKMLKM交流接触器CJ0-40额定电流40A220V6熔断器RL1-100380V100A熔体80A1熔断器RL1-15380V15A熔体2A1TC控制变压器BK100100V.A380V/220V-24V-6V1SB1SB6按钮LA19-11红色5A2按钮LA19-11绿色5A5指示灯信号灯ZSD-06V绿色1白色12照明灯JZ24-40电压2