第三章继电接触器控制系统分析.docx

第三章继电接触器控制系统分析.docx

《第三章继电接触器控制系统分析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章继电接触器控制系统分析.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第三章继电接触器控制系统分析

第三章继电-接触器控制系统分析

授课章节

§3-1车床的电气控制

§3-2M7130平面磨床的电气控制

周次

第6周总第11次课

教学目的和要求

1、了解车床、平面磨床基本结构、运动情况、加工工艺要求；2、了解控制对象，明确控制要求；3、掌握机床电气控制原理图的阅读方法，实现控制任务的设计方案。

重点难点

强调机床电气控制原理图与其它原理图的区别，从而控制方法也不同，一台机床设备是机械、液压、电气等学科的工程师共同设计的成果。

教学手段

多媒体课堂教学，利用多媒体动画，并结合实际问题讲解

教学时数

2学时

教学过程和教学内容

备注

§3-1车床的电气控制

车床是一种应用最为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、定型表面，并可以用钻头、铰刀等进行加工。

卧式车床主要由床身、主轴变速箱、尾座进给箱、丝杠、光杠、刀架和溜板箱等组成。

C650-2型车床是一种中型车床，除有主轴电动机M1和冷却泵电动机M2外，还设置了刀架快速电动机M3。

它的控制特点是：

1）主轴电动机M1采用电气正反转控制。

2）M1容量为20kW，采用电气反转控制，实现快速停车。

3）为便于对刀操作，主轴设有点动控制。

4）采用电流表来检测电动机负载情况。

C650-2型车床电气控制原理图（动画演示:

组态王6.53教学软件系统）：

一、主轴电动机控制

1.主轴正反转控制由按钮SB2、SB3和接触器KM1、KM2组成主轴电动机正反转控制电路，并由接触器KM3主触电短接反接制动电阻R，实现全压直接起动运转。

2.主轴的点动控制由主轴点动按钮SB4与接触器KM1控制，并且在主轴电动机M1主电路中串入电阻R减压起动和低速运转，获得单方向的低速点动，便于对刀操作。

3.主轴电动机反接制动的停车控制主轴停车时，由停止按钮SB1与正反转接触器KM1、KM2及反接制动接触器KM3、速度继电器KS，构成电动机正反制动控制电路，在KS控制下实现反接制动停车。

4.主轴电动机负载检测及保护环节C650-2型车床采用电流表检测主轴电动机定子电流。

为防止起动电流的冲击，采用时间继电器KT的常闭通电延时断开触点接连在电流表的两端，为此KT延时应稍长于M1的起动时间。

而当M1制动停车时，当按下停止按钮SB1时，KM3、KA、KT线圈相继断电释放，KT触点瞬时闭合，将电流表短接，不会受到反接制动电流的冲击。

二、刀架快速移动的控制

刀架的快速移动由快速移动电动机M3拖动，由于架快速手柄操作。

当扳动刀架快速移动手柄时，压下行程开关ST，接触器KM5线圈通电吸合，使M3电动机直接起动，拖动刀架快速移动。

当将快速移动手柄扳回原位时，ST不受压，KM5断电释放，M3断电停止，刀架快速移动结束。

三、冷却泵电动机的控制

由按钮SB5、SB6和接触器KM4构成电动机单方向起动、停止电路，实现对冷却蚌电动机M2的控制。

§3-2M7130平面磨床的电气控制

磨床是用砂轮的周边或端面进行机械加工的精密机床。

磨床的种类很多，按其工作性质可分为外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床以及一些专用磨床，如螺纹磨床、齿轮磨床、球面磨床、话键磨床、导轨磨床与无心磨床等。

其中尤以平面磨床应用最为普遍。

平面磨床可分为下面几种基本类型：

立轴矩台平面磨床，卧轴矩台平面磨床，立轴圆台平面磨床，卧轴圆台平面磨床。

M7130平面磨床结构示意图如下：

（其中：

M1为砂轮电动机，M2为冷却泵电动机，M3为液压泵电动机）

对机床的基本结构、运动情况、加工工艺要求等应有一定的了解，做到了解控制对象，明确控制要求。

了解机械操作手柄与电器元件的关系；了解机床液压系统与电气控制的关系等。

将整个控制电路按动能不同分成若干局部控制电路，逐一分析，分析时应注意各局部电路之间的联锁与互锁关系，然后再统观整个电路，形成一个整体观念。

抓住各机床电气控制的特点，深刻理解电路中各电器元件、各接点的作用，学会分析的方法，养成分析的习惯。

第三章继电-接触器控制系统分析

授课章节

§3-3Z3040摇臂钻床的电气控制

§3-4铣床的电气控制

周次

第6周总第12次课

教学目的和要求

1、了解摇臂钻床、铣床基本结构、运动情况、加工工艺要求；2、了解控制对象，明确控制要求；3、掌握机床电气控制原理图的阅读方法，实现控制任务的设计方案。

重点难点

摇臂松开→移动→摇臂夹紧、立柱与主轴箱松开与夹紧是控制；铣床进给拖动及其控制、工作台向前与向下进给运动的控制。

教学手段

多媒体课堂教学，利用多媒体动画，并结合实际问题讲解

教学时数

2学时

教学过程和教学内容

备注

§3-3钻床的电气控制

钻床是一种孔加工机床，可用来钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹及修刮面等多种形式的加工。

钻床的结构型式很多，有立式钻床、卧式钻床、深孔钻床及多轴钻床等。

摇臂钻床是一种立式钻床，它适用于单件或批量生产中带有多孔大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常用的机床。

摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等组成。

内立柱固定在底座上，在它的外面空套着外立柱，外立柱可绕着不动的内立柱回转一周。

摇臂一端的套筒部分与外立柱滑动配合，借助于丝杆，摇臂可沿外立柱上下移动，但两者不能作相对转动，因此，摇臂只与外立柱一起相对内立柱回转。

主轴箱是一个复合部件，它由主电动机、主轴和主轴传动机构、进给和进给变速机构以及机床的操作机构等部分组成。

主轴箱安装在摇臂水平导轨上，它可借助手轮操作使其在水平导轨上沿摇臂作径向运动。

当进行加工时，由特殊的夹紧装置将主轴箱紧固在摇臂导轨上，外立柱紧固在内立柱上，摇臂紧固在外立柱上，然后进行钻削加工。

钻削加工时，钻头一面旋转进行切削，同时进行纵向进给。

可见摇臂钻床的主运动为主轴带着钻头的旋转运动；辅助运动有摇臂连同外立柱围绕着内立柱的回转运动，摇臂在外立柱上的上升、下降运动，主轴箱在摇臂上的左右运动等；而主轴的前进移动是机床的进给运动。

控制电路特点

1）控制电路设有总起动按钮SB1和总停止按钮SB7，便于操纵和紧急刹车。

2）主电路由隔离开关QS1、QS2进行保护。

隔离开关中的电磁脱扣作为短路保护，从而取代了熔断器。

长期运转的主电动机M1与液压泵电动机M3设有热继电器KR1、KR2作长期过载保护。

3）采用4台电动机拖动，它们是主电动机M1、摇臂升降电动机M2、液压泵电动机M3及冷却泵电动机M4。

液压泵电动机拖动液压泵供压力油，经液压传动系统实现立柱与主轴箱的放松与夹紧及摇臂的放松与夹紧，并与电气配合实现摇臂升降与夹紧放松的自动控制。

由于这4台电动机容量比较小，故均采用直接起动控制。

4）摇臂的移动严格按照摇臂松开→移动→摇臂夹紧的程序进行。

为此，要求夹紧放松作用的液压泵电动机M3与摇臂升降电动机M2按一定顺序起动工作，由摇臂松开行程开关ST2与夹紧行程开关ST3发出控制信号进行控制。

5）机床具有信号指示装置，对机床的每一主要动作作出显示，这样便于操作和维修。

其中HL1为电源指示灯；HL2为立柱与主轴箱松开指示灯；HL3为立柱与主轴箱夹紧指示灯；HL4为主轴电动机旋转指示灯。

6）摇臂的夹紧放松与摇臂升降按自动控制进行，而立柱和主轴箱的夹紧放松可以单独操作，也可以同时进行，由转换开关SC和按钮SB5或SB6控制。

Z3040×16（I）型摇臂钻床电气原理图

控制的原理及工作过程分析：

§3-4铣床的电气控制

铣床可用来加工平面、斜面、沟槽，装上分度头可以铣刀直齿齿轮和螺旋面，装上圆工作台还可铣切凸轮和弧形槽，所以铣床在机械行业的机床设备中占有相当大的比重。

铣床按结构型式和加工性能不同，可分为卧式铣床、立式铣床、龙门铣床和各种专用铣床。

铣床所用的切削刀具为各种形式的铣刀。

铣削加工一般有顺铣和逆铣两种形式，分别使用刃口方向不同是顺铣刀与逆铣刀。

铣床运动形式有主运动、进给运动及辅助运动。

铣刀的旋转运动为主运动；工件在垂直铣刀轴线方向的直线运动是进给运动；而工件与铣刀相对位置的调整运动及工作台的回转运动皆为辅助运动。

铣刀的旋转由主电动机拖动，为适应顺铣与逆铣的需要，主电动机应能正向或反向工作，一旦铣刀选定后，铣削方向就确定了，所以工作过程不需要变换主电动机旋转方向。

为此，常在主电动机电路内接入换相开关来预选正方向。

又因铣削加工是多刀多刃不连续铣削，负载波动，故为减轻负载波动的影响，往往在主轴转动系统中加入飞轮，但随之又将引起主轴停车惯性大，停车时间大。

为实现快停车，往往主电动机采用制动停车方式。

铣床结构、运动形式示意图：

XA6132万能升降台铣床电气原理图

控制的原理及工作过程分析：

ST1、ST2为与纵向操作手柄有机械联系的行程开关；ST3、ST4为与垂直和横向十字操作手柄有机械联系的行程开关。

当这两个机械操作手柄处在中间位置时，ST1～ST4都处于未被压下的原始状态，当扳动操作手柄时，将压在对应行程开关。

铣床的电气控制阅图练习

摇臂钻床、铣床的各种运动控制中，机械、液压、电气联动较多，这给阅图带来很大不便，电气原理图可读性差。

第三章继电-接触器控制系统分析

授课章节

§3-5T68镗床的电气控制

§3-6继电-接触器控制的典型应用

周次

第7周总第13次课

教学目的和要求

1、了解T68镗床基本结构、运动情况、加工工艺要求；2、了解控制对象，明确控制要求；3、掌握继电-接触器控制的典型应用方法、实现控制任务的设计方案。

重点难点

熟读T68镗床电气控制原理图；熟读水泵自动控制电气原理图，掌握实现控制工艺要求的设计方法。

教学手段

多媒体课堂教学，利用多媒体动画，并结合实际问题讲解

教学时数

2学时

教学过程和教学内容

备注

§3-5镗床的电气控制

镗床是一种精密加工机床，主要用于加工精确度高的孔，以及各孔间距离要求较为精确的零件，例如一些箱体零件如机床变速箱、主轴箱等，往往需要加工数个尺寸不同的孔，这些孔尺寸大，精度要求高，且孔的轴心线之间有严格的同轴度、垂直度、平行度与距离的精确性等要求，这些都是钻床难以胜任的。

由于镗床本身刚性好，其可动部分在导轨上活动间隙很小，且有附加支承，故能满足上述要求。

镗床除镗孔外，在万能镗床上还可以进行钻孔、铰孔、扩孔；用镗轴或平旋盘铣削平面；加上车螺纹附件后，还可以车削螺纹；装上平旋盘刀架可加工大的孔径、端面和外圆。

因此，镗床工艺范围广、调速范围大、运动多。

按用途不同，镗床可分为卧式镗床、立式镗床、坐标镗床、金刚镗床和专门化镗床等。

下面介绍常用的卧式镗床。

卧式镗床的运动方式有：

主运动：

镗轴与平旋盘的旋转运动。

进给运动：

镗轴的轴向进给，平旋盘刀具溜板的径向进给，镗头架的垂直进给，工作台的纵向进给与横向进给。

辅助运动：

工作台的回转，后立柱的轴向移动及尾座的垂直移动。

电气控制上看有如下特点：

1）卧式镗床的主运动与进给运动由一台电动机拖动。

主轴拖动要求恒功率调速，且要求正、反转，一般采用单速或多速笼型感应电动机拖动。

为扩大调速范围，简化机械变速机构，可采用晶闸管控制的直流电动机调速系统。

2）为满足加工过程调整工作的需要，主轴电动机应能实现正、反转点动的控制。

3）要求主轴制动迅速、准确，为此设有电气制动环节。

4）主轴及进给变速可在开车前预选，也可在工作过程中进行，便于变速时齿轮的顺利。

5）为缩短辅助时间，机床各运动部件应能实现快速移动，并由单独快速移动电动机拖动。

6）、镗床运动部件较多，应设置必要的联锁及保护环节，且采用机械手柄与电气开关联动的控制方式。

T68镗床电气原理图：

ST为高低速选择，ST1、ST2主轴变速联动开关（两动作相反）；ST3为ST4为给