摇臂钻床控制电路Word文件下载.docx
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（2）、根据电动机等负载的功率和操作情况确定接触器的容量等级┈┈┈┈┈┈┈┈┈13
（3）、根据控制回路电压决定接触器线圈电压┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13
（4）、额定电流的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13
（5）、根据使用环境来选择接触器的系列或规格┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14
4、控制变压器的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14
5、导线的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14
（1）、截面积┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14
（2）、材质┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14
（3）、绝缘和外护层┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14
6、接线端子的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈16
7、按钮、开关的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17
（1）、按钮┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17
（2）、组合开关┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17
（3）、行程开关┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17
（4）、断路器（自动开关）┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18
（5）、照明灯所选开关┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18
8、变压器的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18
9、指示灯的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18
【三】电气元件目录表┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18
【四】个人体会┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈20
第四章元器件的检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈21
【一】控制元器件的检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈21
【二】操作元器件的检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22
【三】显示元器件的检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22
【四】电动机的检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23
【五】小结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23
第五章工艺设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23
【一】电气原理图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23
【一】元件布置图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈24
【三】单件端子编号图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈24
【四】电气安装接线图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈24
【五】总结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25
第六章元件的安装与布线┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25
【一】元件的安装┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25
1、元件上元件的安装前的准备工作┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25
2、安装过程中应该注意的问题┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25
3、元件的固定安装工艺┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈26
4、装配后的清理检查工作┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈26
【二】布线┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈26
1、布线前的准备工作┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈26
2、布线的基本要求┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈26
3、布线方法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈27
4、布线┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈27
【三】毕业设计心得┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈27
第七章电路检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈28
【一】控制电路检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈28
【二】通电检测┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈29
【三】常见故障及检测方法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈31
【四】个人体会总结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈36
参考文献┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈37
说明
此次毕业设计由要晓伟、马建刚、杨丽伟、吴云、陶海峰、周晓芳合作完成。
要晓伟主要负责第二章Z35摇臂钻床简介和电路设计
马建刚主要负责第三章电动机的选择和电气元件的选择
杨丽伟主要负责第四章元器件的检测
吴云主要负责第五章工艺设计
陶海峰主要负责第六章元件的安装与布线
周晓芳主要负责第七章电路检测及论文格式
第一章绪论
一、目的和意义
在各类钻床中，摇臂钻床操作方便、灵活，适用范围广，具有典型性，主要对大型零件进行钻孔、扩孔等。
特别适用于单件或批量生产中带有多孔大型零件的孔加工。
而Z35摇臂钻床就是一般机械加工车间常见的金属切削机床。
从电路控制上讲，Z35摇臂钻床需要4个电动机，主轴电机和冷却泵电机只需要一向转动，而摇臂升降和立柱松紧电机需要正反转完成。
Z35摇臂钻床是机械制造业中的主要加工设备，机床的自动化水平对提高生产率、提高产品质量、减轻体力劳动等方面起着很重要的作用。
因此，机床工业的发展，对机械工业具有重要意义。
而在金属切削机床中，钻床的数量占有非常大的比例。
所以研究钻床的电气控制系统，对于现代工业生产具有重要作用。
二、本设计的主要内容
1、Z35摇臂钻床的简介
2、Z35摇臂钻床的电路设计
3、选件和购件
4、元器件的检测
5、工艺设计
6、元件的安装和布线
7、电路检测
8、通电试车
9、总结
第二章Z35摇臂钻床简介和电路设计
一、Z35摇臂钻床简介
Z35摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、摇臂升降丝杠、主轴箱及工作台等部分组成。
内立柱固定在底座的一端，在他的外面套有外立柱，外立柱可绕内立柱回转360度。
摇臂的一端为套筒，它套装在外立柱做上下移动。
由于丝杆与外立柱连成一体，而升降螺母固定在摇臂上，因此摇臂不能绕外立柱转动，只能与外立柱一起绕内立柱回转。
主轴箱是一个复合部件，由主传动电动机、主轴和主轴传动机构、进给和变速机构、机床的操作机构等部分组成。
主轴箱安装在摇臂的水平导轨上，可以通过手轮操作，使其在水平导轨上沿摇臂移动。
主轴箱可在摇臂上移动，并随摇臂绕立柱回转的钻床，机床底座或地面上。
较小的工件可安装在工作台上，较大的工件可直接放在机床底座或地面上。
摇臂钻床广泛应用于单件和中小批生产中，加工体积和重量较大的工件的孔。
摇臂钻床加工范围广，可用来钻削大型工件的各种螺钉孔、螺纹底孔和油孔等。
摇臂钻床的主要变型有滑座式和万向式两种。
滑座式摇臂钻床是将基型摇臂钻床的底座改成滑座而成，滑座可沿床身导轨移动，以扩大加工范围，适用于锅炉、桥梁、机车车辆和造船等行业。
万向摇臂钻床的摇臂除可作垂直和回转运动外，并可作水平移动，主轴箱可在摇臂上作倾斜调整，以适应工件各部位的加工。
此外，还有车式、壁式和数字控制摇臂钻床等。
二、电路设计
根据Z35摇臂钻床的工作要求。
一共需要4个电机控制，控制冷却泵电机工作电路为点动电路，由于容量小，所以直接由SA2和KM1控制。
控制主轴电机电路为自锁电路，所以需要装置FR热继电器。
控制摇臂升降电机和立柱松紧电机的电路为正反转电路，所以不需要装热继电器。
另外还有一个照明电路和4个电动机工作指示灯电路。
工作指示灯电路是由交流接触器的辅助常开触点控制。
摇臂升降电机和立柱松紧电机的电路分别有两个交流接触器控制。
所以我们将两个交流接触器的辅助常开触点并联，不管哪个交流接触器带动电机工作时工作指示灯都会亮。
根据以上分析我们设计了电气原理图，如见“图1”。
图1
图1
Z35摇臂钻床电气原理图主要有两部分构成，分别为主电路，如见“图2”和辅助电路，如见“图3”，主电路由低压断路器QS引入380V电压，通过熔断器FU1,FU2对电路起短路保护作用，通过FU1的是KM1,KM2主触点分别控制冷却泵电机M1和主轴电机M2，通过FU2的是KM3,KM4,KM5,KM6的主触点，其中KM3和KM4主触点控制摇臂升降电机M3，KM5和KM6主触点控制立柱松紧电机M4。
辅助电路通过变压器TC引入，变压器TC共为电路提供了220V和24V两种电压，其中照明灯电路和控制交流接触器和中间继电器线圈的是220V,电动机的工作指示灯是24V。
电路的工作过程为把十字开关拨到1处。
中间继电器KA线圈通电，KA的常开触点吸合，形成自锁。
将十字开关拨到3处，KM3线圈通电,KM3的辅助常闭触点断开，辅助常开触点闭合，主触点吸合，HL3工作指示灯亮，M3摇臂升降电机开始上升，当触碰到SQ1时，SQ1-2常开触点闭合，SQ1-1常闭触点断开，KM3线圈断电，摇臂停止上升，同时摇臂开始夹紧，并将十字开关拨到中间位置，完成摇臂上升，（摇臂下降和摇臂上升分析过程一样）。
再将十字开关拨到3处，KM2线圈通电，辅助常开触点闭合，主触点吸合，HL2工作指示灯亮。
主轴电机工作，再闭合组合开关SA2，KM1线圈通电，主触点吸合，辅助常开触点闭合，冷却液电机工作，HL1工作指示灯亮。
在工作过程中需要立柱松紧时，闭合SB1，SB1的常开触点闭合，常闭触点断开，KM5线圈通电，辅助常开触点闭合，辅助常闭触点断开，主触点吸合，HL4工作指示灯亮，立柱松紧电机正转工作，实现立柱的夹紧，（立柱的松紧和夹紧过程分析一样）。
但工作过程中需要照明时，闭合墙体开关SA3，EL通电工作，实现照明。
因为我们设计的是Z35摇臂钻床电气控制系统实训模拟电路，所以和工厂实际电路有区别，工厂实际电路，摇臂升降控制电路中共用4个行程开关，而我们用的是两个常开常闭组合行程开关。
下面我给分析一下工厂实际电路的工作过程。
把十字开关拨到1处。
KA线圈通电，KA的常开触点吸合，形成自锁。
将十字开关拨到3处，KM3线圈通电,KM3的辅助常闭触点断开，辅助常开触点闭合，主触点吸合，HL3工作指示灯亮，再将十字开关拨到3处，KM2线圈通电，辅助常开触点闭合，主触点吸合，HL2工作指示灯亮。
但工作过程中需要照明时，闭合墙体SA3，EL通电工作，实现照明。
三、设计过程给我的感受
通过这次的毕业设计，我深刻的感受到一个团队带来的力量，深刻理解了团结这个词的优处。
通过本次的毕业设计，我们全体参与整个过程，一起研究一起讨论，各自重点突破，我主要攻克的是Z35摇臂钻床的简介和设计电路图，在这个过程中我深刻的了解了Z35摇臂钻床的工作过程和作用。
在设计电路图中，我们参考了很多资料，在这些资料的基础上我们通过讨论研究添加了一些电路。
在选件购件时，由于我们对元件的了解不深刻，所以带来了很多麻烦，不过在老师的带领下，我们了解了整个的选件购件过程。
在元件安装，电路布线时，懂得一些元件安装和电路布线原则。
当我们在检测电路时一开始电路没有成功，我们一起讨论原因，在大家的努力下我们解决了这个问题，最后我们试车成功。
总之在整个过程中我深刻的懂得了团队比个人强，团结的力量时多么大。
第三章电动机的选择和电气元件的选择
一：
电动机类型的选择
选择电动机类型的依据是在安全经济的条件下，适应设备工作特性的要求。
由于笼型异步电动机造价低，使用维修方便，所以对速度无特殊要求的电动机的选择包括电动机种类、结构形式、电动机额定转速和额定功率。
1电动机选择的基本原则
设备应首先选择笼型异步电动机。
对于额定功率相同的电动机，额定转速愈高，电动机体积、重量和成本就愈小。
因此，在条件允许的情况下，应尽可能选用高速电动机，但要根据设备对转速的要求，综合考虑电动机转速和机械传动两方面的多种因素来确定电动机额定转速。
2电动机额定电压的选择
交流电动机的额定电压应与供电电网电压一致，一般车间低压电网电压为380V。
3电动机转速的选择
普通交流异步电动机在额定功率相同时，其同步转速一般有3000r/min（2极）、1500r/min（4极）、1000r/min（6极）和750r/min（8极）等几种，在无特殊要求的情况下，应选用成本低、容易购买的2极或4极电动机，尤为重要的是应使所选电动机的同步转速与主轴最高转速相接近。
如果电动机转速远远低于最高转速，则升速多，会使变速箱的振动和噪声增加；
如果电动机转速远高于最高转速，则传动链太长，会使变速箱结构庞大，同时，增加了空载功率。
4电动机功率的选择
选择电动机功率的依据是负载功率。
功率选得过大，设备投资大将造成浪费，同时，由于电动机欠载运行，使之效率和功率因数（对于交流电动机）降低，运行费用也会提高；
相反，功率选的过低，电动机过载运行，使之寿命降低。
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实用的方法。
公式如下：
摇臂钻床的主电动机的功率：
2-9
式中
——主轴电动机功率，kW；
——最大钻孔直径，mm。
因为Z35型摇臂钻床的最大钻孔直径为50mm，所以摇臂钻床的主电动机的功率如下：
一般电动机的功率应有余量，负荷率一般取0.8～0.9，所以主轴电动机的额定功率应选取7.5kW。
根据主电动机的功率以及主轴的最高转速等参数，选择主电动机的型号为Y132M-4，其它电动机的选用以此类推，最终确定Z35摇臂钻床电气控制的四台电动机的型号如下所表所示
表1-1电气控制线路所选电动机具体规格
电动机
符号
型号
额定功率/kW
工作电压/V
定子电流/A
转速/（r/min）
冷却泵电动机
M1
Y801-2
0.75
380
1.8
2830
主轴电动机
M2
Y132M-4
7.5
15.4
1440
摇臂升降电动机
M3
Y90L-4
1.5
3.7
1400
立柱松紧电动机
M4
Y90L-6
1.1
3.2
910
表1-2电气控制线路实际电动机规格
电动机
YS5624
0.09
0.39
二：
电气元件的选择
1熔断器的选择
（1）熔断器类型的选择
熔断器的主要技术参数有额定电压、额定电流（熔断器的额定电流、熔体的额定电流）、极限分断能力等。
所以，应依据负载的保护特性和预期短路电流的大小来选择熔断器的类型。
例如，用于保护小容量的照明线路和电动机的熔断器，一般是考虑它们的过电流保护，这时，希望熔体的熔化系数适当小些，应采用熔体为铅锡合金的熔丝或RC1A系列熔断器；
而大容量的照明线路和电动机，除考虑过电流保护外，还要考虑短路时的分段短路电流的能力，若预期短路电流较小时，可采用熔体为铜质的RC1A系列和熔体为锌质的RM10系列熔断器。
因RL系列熔断器具有较高的分段能力和较小的安装面积，常用于机床控制线路中，故Z35摇臂钻床电气控制线路中的熔断器均采用RL系列。
（2）熔断器额定电压的选择
所选熔断器的额定电压应不低于线路的额定工作电压，但当熔断器用于直流电路时，应注意制造厂提供的直流电路数据或与制造厂协商，否则应降低电压使用。
（3）熔体额定电流的选择
一般熔断器额定电流的选择原则为：
①用于保护照明或电热设备及一般控制电路的熔断器，所选熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流。
②用于保护电动机的熔断器，应按电动机的起动电流倍数考虑，避开电动机起动电流的影响，一般选熔体额定电流为电动机额定电流的（1.5～3.5）倍。
对于不经常起动或起动时间不长的电动机，选较小倍数；
对于频繁起动的电动机选较大倍数；
对于给多台电动机供电的主干线母线处的熔断器，其所选熔体额定电流可按下式计算：
2-10
式中：
——容量最大的一台电动机的额定电流，A；
——其余各台电动机额定电流之和，若有照明电路其电流也一并计入，A。
（4）熔断器（熔管）额定电流的确定
熔体额定电流确定以后，就可以确定熔断器（熔管）的额定电流，应使熔断器（熔管）额定电流大于或等于熔体额定电流。
（5）校核熔断器的保护特性
熔断器的保护特性，应与保护对象的过载特性有良好的配合，使在整个曲线范围内或得可靠地保护。
同时，熔断器的极限分断能力应大于或等于所保护电路可能出现的短路电流值，这样才能得到可靠的短路保护。
2热继电器的选择
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、起动情况、负载性质等因素来考虑。
（1）热继电器机构形式的选择
星形接法的电动机可选用两相或三相结构的热继电器；
三角形接法的电动机应选用带断电保护装置的三相结构的热继电器。
（2）根据被保护电动机的实际起动时间，选择六倍额定电流下具有相应可返回时间的热继电器。
一般热继电器的可返回时间大约为六倍额定电流下动作时间的50%～70%。
（3）热元件额定电流的选取
一般情况下可按下式选取
2-11
——热元件的额定电流，A；
——电动机的额定电流，A。
热元件选好后，还须用电动机的额定电流来调整其整定值。
本电路中保护电动机M1的热继电器热元件的额定电流值
（4）对于重复短时工作的电动机，由于电动机不断重复温升，热继电器双金属片的温升跟不上电动机绕组的温升，电动机将得不到可靠的过载保护。
因此，不宜采用双金属片热继电器，而采用过电流继电器或能反映绕组实际温度的温度继电器进行保护。
3.接触器的选择
接触器的基本参数有额定电流和额定功率2种，但其使用性能又随使用条件不同而变化，因此选型时，还应充分考虑具体的使用条件。
（1）根据使用类别选用相应产品系列
交流接触器使用类别分为AC-0～AC-4五类。
①AC-0类适用于感性负载或阻性负载，接通和分断额定电压和额定电流。
②AC-1类适用于起动和运转中断开绕线转子电动机。
在额定电压下，能够接通和分断2.5倍额定电流。
③AC-2类用于起动、反接制动、反向通断绕线型电动机。
在额定电压下，接通和分断2.5倍额定电流。
④AC-3类用于起动和运转中断开笼型感应电动机。
在额定电压下接通6倍额定电流，在1.75倍额定电压下分断额定电流。
⑤AC-4类用于起动、反接制动、反向通断笼型电动机。
在额定电压下，接通和分断6倍额定电流。
接触器产品系列是按使用类别设计的。
所以，应首先根据接触器负担的工作任务来选择相应的使用类别。
若电动机承担一般任务，其控制接触器可选AC-3类；
若承担重任务，应选AC-4类。
若后一情形选用了AC-3类，则应降级使用，即使如此，其电寿命仍有不同程度的降低。
如用AC-3类接触器来带动与AC-4类相对应的负载，且在负载率为100%、额定功率不降低的情况下，其寿命仅为原来电寿命的2%。
直流接触器工作类别有DC-1～DC-4四种，其具体选择方法与交流接触器相同。
。
（2）根据电动机等负载的功率和操作情况确定接触器的容量等级
在确定接触器的容量等级时，应使它与可控制电动机的容量相当，或稍大一些。
切忌仅仅根据电动机额定电流来选择接触器的容量等级，因为接触器的主要任务是接通和分断负载，在频繁操作的情况下，触头发热比通以额定电流时要严重的多。
（3）根据控制回路电压决定接触器线圈电压
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，所以应指明线圈额定电压，它是由控制回路电压决定。
另外，接触器还有触点电压等级，它是指主
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