400卧式车床电气控制系统设计Word文档格式.docx
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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棗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。
（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（见图2）：
图2
刀架
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。
4）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。
5）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。
图3
尾座
1—顶尖
2—套筒锁紧手柄
3—顶尖套筒
4—丝杆
5—螺母
6—尾座锁紧手柄
7—手轮
8—尾座体
9—底座
7）
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。
尾座的结构如图3所示，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。
3、车床的运动形式
3．1主运动
车床的主运动是工件的旋转运动，它是由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转。
电动机的动力通过主轴箱传给主轴，主轴一般只要单方向的旋转运动，只有在车螺纹时才需要用反转来退刀。
3．2进给运动
车床的进给运动是溜板带动刀具作纵向或横向的直线移动，也就是使切削能连续进行下去的运动。
所谓纵向运动是指相对于操作者的左右运动，横向运动是指相对于操作者的前后运动。
车螺纹时要求主轴的旋转速度和进给的移动距离之间保持一定的比例，所以主运动和进给运动要由同一台电动机拖动，主轴箱和车床的溜板箱之间通过齿轮传动来联接，刀架再由溜板箱带动，沿着床身导轨作直线走刀运动。
第二章控制方案设计
1、课程设计要求及任务
1）设备机械运动部分说明
2）主运动：
机床主轴可正反转；
直接启动；
停车采用反接制动、定子回路串如电阻；
主轴正转可电动
3）工作台进给运动：
进给运动由主电动机驱动，实现纵向、横向两个方向的进给
4）快速进给：
由快速进给电动机带动
2、设备电气控制要求
1）主电机M1：
三相异步电动机（M1能正反转、反接制动、正向点动）
2）快移电动机：
三相异步电动机（单向运转）
3）冷却泵电动机：
三相异步电动机直接由转换开关控制（控制按钮控制、可实现两地控制）
4）主轴机械变速、要求监视主电动机工作电流
5）照明电压24V，控制电压110V
6）要有必要的指示灯
3、电动机的选择（根据功率、转速等要求选择）
表1电动机参数数据
型号
额定
功率
电流
转速
效率
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
1级
2级
kW
A
r/min
%
COSФ
倍
dB（A）
mm/s
kg
同步转速1500r/min4级
Y80M1-4
0.55
1.5
1390
73.0
0.76
2.4
6.0
2.3
56
67
1.8
17
Y80M2-4
0.75
2
74.5
Y90S-4
1.1
2.7
1400
78.0
0.78
6.5
61
25
Y90L-4
3.7
79.0
0.79
62
26
Y100L1-4
2.2
5
1430
81.0
0.82
7.0
65
70
34
Y100L2-4
3
6.8
82.5
0.81
35
Y112M-4
4
8.8
1440
84.5
68
74
47
Y132S-4
5.5
11.6
85.5
0.84
78
Y132M-4
7.5
15.4
87.0
0.85
71
79
Y160M-4
11
22.6
1460
88.0
75
82
122
Y160L-4
15
30.3
88.5
77
142
Y180M-4
18.5
35.9
1470
91.0
0.86
2.0
174
Y180L-4
22
42.5
91.5
192
Y200L-4
30
56.8
92.2
0.87
84
253
Y225S-4
37
70.4
1480
91.8
1.9
294
Y225M-4
45
84.2
92.3
0.88
327
Y250M-4
55
103
92.6
81
86
2.8
381
Y280S-4
140
92.7
85
90
535
Y280M-4
164
93.5
0.89
634
Y315S-4
110
201
93
98
912
Y315M-4
132
240
94.0
96
101
1048
Y315L1-4
160
289
94.5
1105
Y315L2-4
200
361
1260
Y355M1-4
220
407
1488
94.4
1.4
106
4.5
1690
Y355M3-4
250
461
94.7
108
1800
Y355L2-4
280
515
94.9
1945
Y355L3-4
315
578
95.2
6.9
1985
本设计中根据C650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，快移电动机如下：
主电机：
P=35.5D1.54P=8.66kw
主电机M1：
Y160M-411kW380V22.6A1460r/min;
冷却泵电机M2：
JCB-220.15kW380V0.43A2790r/min;
快移电动机M3：
Y160M1-211kw380V21.8A2930r/min
第三章电气控制线路设计
1、主电路设计
图1主电路设计图
电路说明和解释
刀开关QS按下，KM1接通，主电机M1开始启动，当KM3接通时，M1正常运行；
若KM1断开，KM2接通时。
M1反转；
KM5接通时，冷却泵电动机M2开始启动，当KM4接通时，M2正常工作；
KM6接通时，快移电动机M3工作，此工作为点动。
2、控制电路设计
图2控制电路设计图
当SB4按下时，KM1接通，此按钮为点动；
当SB2按下时，KM3接通，KA接通，KM1接通，此时KM1可以保持接通，KS2闭合，当按下SB1时，KA线圈断电，此时KA的常闭触点闭合，KM2开始工作，由于电机还处于正转，所以此状态称为反接制动；
当SB3按下时，KM3接通，KA接通，KM1接通，此时KM1反转，保持接通，KS1闭合，当按下SB1时，由于线圈KA断电，所以KA的澄碧触点闭合，KM1开始工作，此状态也为反接制动；
SB6按下，KM4、KM5接通，按下SB5则断开；
按下SQ，KM6接通，此按钮也为点动；
按下SB1，所有电路断开。
第四章电气元件的选择
1、熔断器的选用
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。
表2RT12系列熔断器的技术数据
IrN=（1.5~2.5）INIrN=56.5A
熔断器FU1、5：
RT12型熔断器代号A3熔断器稳定电流63A熔体额定电流63A
FU4：
IrN=1.075ARL1-15型2A熔体
FU0：
IrN=（1.5~2.5）INmax+∑IN=79.53A
RT12型熔断器代号A3熔断器稳定电流100A熔体额定电流80A
热继电器FR
2、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。
接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6，根据主电动机M1的额定电流Ig=22.6A,控制回路电源110V，KM1需要主触点3对；
KM2需要主触点3对；
KM3需要主触点3对；
KM4需要主触点3对；
KM5需要主触点3对；
KM6需要主触点3对；
根据上述情况，选用CZO-400/20接触器，电磁线圈电压为220V，额定电流为40A。
3、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：
表3JR0-40型热继电器的技术数据
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22.6A,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16~40A,工作时将额定电流调节为22.6A.
冷却泵电动机M2额定电流0.43A,热继电器FR应选用JR0-40型的，热元件的电流为0.64,整定电流调节范围0.4~0.64A,工作时将额定电流调节为0.43A。
快移电动机M3额定电流21.8A,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16~40A,工作时将额定电流调节为21.8A.
3、电气元件明细表
表4电气元件明细表
序号
电器元件
参数
个数
1
主电动机
11kW380V22.6A1460r/min
冷却泵电动机
JCB-22
0.15kW380V0.43A2790r/min
快移电动机
Y160M1-2
11kw380V21.8A2930r/min
熔断器FU1、5
RT12-A3
IN=63A；
63A熔体
熔断器FU4
RL1-15
2A熔体
6
熔断器FU0
IN=100A；
80A熔体
7
交流接触器
CJ20-63
UN=220V，IN=40A
8
主电机热继电器
JR0-40
热元件的电流为40A
9
冷却泵热继电器
热元件的电流为0.64
10
快移点击热继电器
课程设计小结
此设计，在“机电传动与控制”这门的基础上，对电动机的各种起动，制动，调速方法所对应的控制线路进行分析，研究。
同时也对电气控制，典型机床和重机械控制线路进行详细的分析和讲解。
期间，我们认识了各种电器元件及其作用（继电器、熔断器、接触器等等）。
这次课程设计，让我们有很多的机会实际运用一下所学的知识，运用AutoCAD绘制电气原理图以及对电路的分析，在这个过程中提高了我们的额动手能力及解决实际问题能力。
通过在学校的学习和前几次的课程设计以及之前的兼职工作（运用CAD绘图）、以及通过的老师的讲解和自己的学习，对这方面的知识，使我对电器控制有了更深的了解和增添了对这次运用CAD课程设计的信心。
在此非常感谢辅导及教育我们的老师
参考文献
[1]丁炜.编程控制器在工业控制中的应用.
[2]江志锋.编程控制器原理与应用
[3]方承远.工厂电气控制技术
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