CA6140车床电气控制线路设计 (1).doc

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1、 毕业论文（设计）8目 录【摘 要】（2）【关键词】（2）1. CA6140车床的主要功能、结构及型号意义 （2）1.1 主要功能 （2）1.2 型号意义 （2）2. CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求 （2）2.1 主运动 （2）2.2 进给运动 （2）2.3 辅助运动 （3）3. 电气控制线路设计 （3）3.1 主回路设计 （3）3.2 控制回路设计 （4）3.3 信号指示与照明电路 （5）4 电气元件选择 （5）5 绘制综合电气控制原理图 （7）6 设计小结（10）【参考文献】 （10）CA6140车床电气控制线路设计【摘 要】 机床电气控制线路设计是高职机械专业学生学完大学的

2、课程后进行的，学生已经掌握了机械制造、机械加工的一些基本技能，从事机床电气控制线路的设计是对以前所学电气知识的综合回顾和复习，以后对各种机床控制电路都可触类旁通，能自己动手设计和改进相应电路，也能排除相关电气故障【关键词】 CA6140 机床 控制线路1. CA6140车床的主要功能、结构及型号意义1.1 主要功能：CA6140车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、切断及割槽等，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等。1.2型号意义：如图1-1 图1-1 CA6140车床型号意义2. CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求2.1主运动 运动形式：主轴通过卡盘

3、或顶尖带动工件的旋转运动： 控制要求：（1）主轴电动机选用三相笼型异步电动机，不进行调速，主轴采用齿轮箱进行机械有级调速（2）车削螺纹时要求主轴有正反转，一般由机械方法实现，主轴电动机只作单向旋转 （3）主轴电动机的容量不大，可采用直接启动2.2 进给运动运动形式：刀架带动刀具的直线运动控制要求：进给运动也由主轴电动机拖动，主轴电动机的动力通过挂轮箱传递给进给箱来实现刀具的纵向和横向进给。加工螺纹时，要求刀具移动和主轴转动有固定的比例关系2.3 辅助运动（1）运动形式：刀架的快速移动控制要求：由刀架快速移动电动机拖动，该电动机可直接启动，也不需要正反转和调速（2）运动形式：尾架的纵向移动控制要

4、求：由手动操作控制（3）运动形式：工件的夹紧与放松控制要求：由手动操作控制（4）运动形式：加工过程的冷却控制要求：冷却泵电动机和主轴电动机要实现顺序控制，冷却泵电动机也不需要正反转和调速 2.4 电动机型号：主轴电动机M1 Y132M-4-B3 380V 15.4A 7.5KW 1450r/min 冷却泵电动M2 AOB-25 380V 0.32A 90W 3000 r/min 快速移动电动机M3 AOS5634 380V 0.25KW 1360r/min3.电气控制线路设计3.1主回路设计根据电气传动的要求，由接触器KM1、KM2、KM3分别控制电动机M1、M2、M3，具体电路图如图3-1所

5、示。图3-1主控制电路设计在主电路中，M1为主轴电动机，拖动主轴的旋转并通过传动机构实现车刀的进给。主轴电动机M1的运转和停止由接触器KM1的三个常开主触点的接通和断开来控制，电动机M1只需作正转，而主轴的正反转是由摩擦离合器改变传动链来实现的。电动机M1的容量小于10KW，所以采用直接启动。M2为冷却泵电动机，进行车削加工时，刀具的温度高，需用冷却液来进行冷却。为此，车床备有一台冷却泵电动机拖动冷却泵，喷出冷却液，实现刀具的冷却。冷却泵电动机M2由接触器KM2的主触点控制。M3为快速移动电动机，由接触器KM3的主触点控制。M2、M3的容量都很小，加装熔断器FU1作短路保护。热继电器FR1和F

6、R2分别作M1和M2的过载保护，快速移动电动机M3是短时工作的，所以不需要过载保护。带钥匙的低压短路器QF是电源总开关。 3.2 控制回路设计控制电路的供电电压是127V，通过控制变压器TC将380V的电压降为127V得到。控制变压器的一次侧由FU1作短路保护，二次侧由FU2、FU3、FU4分别作短路保护。如图3-2所示。3.2.1电源开关的控制电源开关是带有开关锁SA2的低压断路器QF，当要合上电源开关时，首先用开关钥匙将开关锁SB右旋，再扳动断路器QF将其合上。若用开关钥匙将开关锁SB左旋，其触点闭合，QF线圈通电，断路器QF将自动跳开。若出现误操作，又将QF合上，QF将在0.1s内再次自

7、动跳闸。由于机床的电源开关采用了钥匙开关，接通电源时要先用钥匙打开开关锁，再合断路器，增加了安全性，同时在机床控制配电盘的壁龛门上装有安全行程开关SQ2，当打开配电盘壁龛门时，行程开关的触点SQ2闭合，QF的线圈通电，QF自动跳闸，切除机床的电源，以确保人身安全。3.2.2主轴电动机M1的控制SB1是红色蘑菇型的停止按钮，SB2是绿色的启动按钮。按一下启动按钮SB2，KM1线圈通电吸合并自锁，KM1的主触点闭合，主轴电动机M1启动运转。按一下SB1，接触器KM1断电释放，其主触点和自锁触点都断开，电动机M1断电停止运行。3.2.3冷却泵电动机的控制当主轴电动机启动后，KM1的常开触点闭合，这时

8、若旋转转换开关SB4使其闭合，则KA1线圈通电，其主触点闭合，冷却泵电动机M2启动，提供冷却液。当主轴电动机M1停车时，KM常开触头断开，冷却泵电动机M2随即停止。M1和M2之间存在联锁关系。3.2.4快速移动电动机M3的控制 快速移动电动机M3是由接触器KA2进行的点动控制。按下按钮SB3，接触器KA2线圈通电，其主触点闭合，电动机M3启动，拖动刀架快速移动；松开SB3，M3停止。快速移动的方向通过装在溜板箱上的十字手柄扳到所需要的方向来控制。3.2.5 SQ1是机床床头的挂轮架皮带罩处的安全开关。当装好皮带罩时，SQ1（1-2）闭合，控制电路才有电，电动机M1、M2、M3才能启动。当打开机

9、床床头的皮带罩时，SQ1（1-2）断开，使接触器KM1，KM2、KM3断电释放，电动机全部停止转动，以确保人身安全。 图3-2 控制电路设计3.3信号指示与照明电路照明电路采用36V安全交流电压，信号回路采用6V的交流电压，均由控制变压器二次侧提供。FU4是照明电路的短路保护，照明灯EL的一端必须保护接地。FU3为指示灯的短路保护，合上电源开关QF，指示灯HL亮，表明控制电路有电。如图3-2所示。4.电气元件选择4.1电源引入开关QQ主要作为电源隔离开关用，并不是用它来直接起停电动机，可按电动机额定电流来选。根据该三台电动机来看，选中小型组合机床常用三极组合开关，型号DZ5-20，电流20A。

10、4.2 热继电器FR1、FR2主电动机M1额定电流15.4A,KH1应选用JR16-20/3D型热继电器，热元件电流为20A整定电流调节范围较大，工作时将额定电流调到15.4A.M2的工作电流只有0.32A，故选用JR2-1型热继电器，热元件整定电流调节范围较小，工作时调整在0.32A。4.3 熔断器FU、FU1、FU2、FU3、FU4FU对整机进行短路保护的熔断器，选用RL1型熔断器，配用40A的熔断体。FU1、FU2、FU3、FU4均选用RL1型熔断器，分别配用4A,2A,1A,1A的熔断体。 4.4 接触器KM1,KM2及KM3 接触器KM1根据主电动机的额定电流等于15.4A，控制回路

11、电源电压127V，需主触点3对，动合辅助触头2对，根据以上情况，选用CJ0-10A型交流接触器，电磁线圈电压为127VKM2,KM3也采用同样型号的交流接触器。4.5 控制变压器TC控制变压器TC最大负载是KM1,KM2，KM3及指示灯同时工作时，根据总功率计算公式，选用BK-200型控制变压器，380/127、36、6V4.5 制定电气元件明细表电气元件明细表要注明各元器件的型号、规格及数量等，如表2-1所示。表2-1 CA6140车床电气元件表符号元件名称型号规格件数作用M1主轴电动机Y132M-4-B37.5KW 1450r/min1工件的旋转和刀具的进给M2冷却泵电动机AOB-2590

12、W 3000 r/min1供给冷却液M3快移电动机AOS56340.25KW1360r/min1刀架的快速移动KM1交流接触器CJ0-10A127V10A1控制主轴电动机M1KM2交流接触器CJ0-10A127V10A1控制冷却泵电动机M2KM3交流接触器CJ0-10A127V10A1快速移动电动机M3QF低压断路器DZ5-20380V 20A1电源总开关SB1按钮LA2型500V 5A1主轴停止SB2按钮LA2型500V 5A1主轴启动SB3按钮LA2型500V 5A1快速移动电动机M3点动SA钥匙式电源开关1开关锁SA1转换开关HZ2-10/310A，三极1控制冷却泵电动机SA2转换开关H

13、Z2-10/310A，三极1控制照明灯SQ1行程开关LX3-11K1打开皮带罩时被压下SQ2行程开关LX5-11K1电气箱打开时闭合FR1热继电器JR16-20/3D15.4A1M1过载保护FR2热继电器JR2-10.32A1M2过载保护TC变压器BK-200380/127、36、6V1控制与照明用变压器FU熔断器RL140A1全电路的短路保护FU1熔断器RL14A1M2、 M3的短路保护FU2熔断器RL12A1控制回路的短路保护FU3熔断器RL11A1指示灯回路短路保护FU4熔断器RL11A1照明回路的短路保护EL照明灯K-1，螺口40W36V1机床局部照明HL指示灯DX1-0白色，配6V0

14、.15A灯泡1电源指示灯5绘制综合电气控制原理图依据国家电气制图规范，按设计要求，绘制详细的电气控制原理图，如图5-1说明如下：表5-1接触器触头在电路图中位置的标记栏目 左栏中栏右栏触头类型主触头所处的图区号辅助常开触头所处的图区号辅助常闭触头所处的图区号举例 KM28 X210 X2表示3对主触头均在图区2表示一对辅助常开触头在图区8，另一对常开触头在图区10表示2对辅助常闭触头未用表5-2继电器触头在电路图中位置的标记栏目左栏右栏触头类型常开触头所处的图区号常闭触头所处的图区号举例KA24 4 4 表示3对常开触头均在图区4表示常闭触头未用图5-1 CA6140车床整机电气控制原理图 6

15、设计小节对于这次设计，刚开始得时候由于没有经验，动手的时候手忙脚乱，不知从何入手。我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。 【参考文献】1 机床电气控制技术 杨林建 北京理工大学出版社 2008 2 机床电气控制技术 齐占庆 王振臣 机械工业出版社 20083 电工电子技术 赵景波 人民邮电出版社 20084 电工电子技术 叶永春 樊辉娜 人民邮电出版社 20085 电机与变压器 编写组 中国劳动社会保障出版社 2008