机床电器与维修教案.docx
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机床电器与维修教案
机床电器与维修教案
关于备课
1、有课就必须备课，有课就必须有教案。
2、必须分节备课，且与教学计划安排同步。
教案中设置的项目，至少应包括：
授课时间、课题或教学内容、教学目标、教学重点、教学难点、教学方法、教学过程（教师活动、学生活动、学法指导）、课堂小结、课后作业，以及学情分析、板书设计、课后反思等。
3、每个教案都必须有明确的教学目标——解决什么问题，完成什么任务，达到什么要求。
教学目标是指学生要达到的，不是指老师要传授的或做的。
教学目标必须明确具体，用可操作或可检测的行为动词表达。
4、教学重点、教学难点的确立必须准确。
在备课过程中，要着力思考用哪些方法突出重点哪些方法突破难点。
5、教案一定要体现以教师为主导、以学生为主体、以训练为主线的原则，要突出体现教学情境的预设和学生课堂活动的安排。
6、课堂教学结束后，提倡教师要对自己的教学活动进行全程自我反思，书写教后感。
教后感要从以下三个方面写：
一是本节课的目标达成度，二是本节课感到成功的地方，三是本节课感到遗憾的地方，今后应该怎么办。
7、备课必须有提前量，提前量为1周或2-4节课的教学量。
8、禁止直接用从网上下载的教案来代替个体教案。
教案书写必须规范认真，教案文字应简练通畅，没有错别字和语病。
优秀教案的标准
1、教学目标明确、思路清晰，符合教学大纲和课程的基本要求。
2、重点、难点清楚明确，知识点和技能训练点安排有系统性。
3、实践课教案突出学生职业能力培养，训练方法合理。
4、教学内容准确无误，教学过程完整严密，各教学环节安排得当。
5、教学方法设计巧妙，新颖独特，注重启发性和研究性，师生互动性强。
6、充分考虑学生基础知识、学习能力、认知风格、性格特征等多方面的差异，针对学生的特点来设计富有层次的问题、提出不同难度的任务
7、重视多种教学手段的设计运用，能结合教学内容与学科特点，合理选择适当的教学手段辅助教学。
8、有上课提问的设置，有与学生互动的设计，有辅导、答疑的问题与难点。
9、运用现代教学理论体，体现现代高职教育思想，注重培养学生独立获取知识的能力。
10、教案基本要素齐全，字迹工整、文字简练。
本学期授课计划
周次
教学内容
课时
教案
页码
进度调整
备注
注：
1、课程教学总学时，应以人才培养方案为准。
周次为本课程按学院行事历周次安排。
2、教学进度因客观原因调整应标注说明，教案页码随教案编写依序填写。
教案检查记录
教学进度：
□正常 □超前 □滞后
总体质量：
□优 □良 □合格 □不合格
检查人签字：
检查时间：
年 月 日
教学进度：
□正常 □超前 □滞后
总体质量：
□优 □良 □合格 □不合格
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检查时间：
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□正常 □超前 □滞后
总体质量：
□优 □良 □合格 □不合格
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教学进度：
□正常 □超前 □滞后
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□正常 □超前 □滞后
总体质量：
□优 □良 □合格 □不合格
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年 月 日
机床电器控制教案首页
第一次课授课时间
课程名称
机床电器控制
年级
专业、层次
机械工程
教师
专业技术职务
学时
4学
授课题目（章、节）：
第一章绪论
基本教材
参考书目
教学目的与要求
机床是机械制造业中的主要加工设备，机床的质量、数量及自动化水平直接影响着整个机械工业的发展。
机床电器控制对于现代化机床的发展有着非常重要的作用。
现代机床电器控制的重要标志是：
自动调节技术、电子技术、检测技术、计算技术、综合控制技术在机床上的应用。
在该次课程中，通过机床电器拖动的发展、机床电器控制的发展、机床电器控制的基本概念等的讲述，让学生对机床电器控制技术有一定的认识和了解，为进一步的学习打下一个良好的基础。
教学内容与时间安排、教学方法
1、整个机床行业的发展情况
2、机床电器控制对机床发展起着非常重要的作用。
1）、机床电器拖动的发展
2）、机床电器控制的发展
3）、本课程的性质、任务及要求
3、机床电器控制的基本概念
教学重点、难点
机床电器控制的基本概念
授课方法及手段
多媒体教学
基本内容（讲稿）
备注
附后页
小
结
对机床电器控制着一门课程有一定的认识和了解。
复习思考题及作业题
第一章绪论
机床是机械制造业中的主要加工设备，机床的质量、数量及自动化水平，直接影响整个机械工业的发展。
机床的自动化水平对提高生产效率和产品质量，减轻体力劳动等方面都起到极为重要的作用。
机床的电器控制对于现代机床的发展有着非常重要的作用。
从广义上说，现代机床电器控制的重要标志是：
自动调节技术、电子技术、检测技术、计算技术、综合控制技术在机床中的应用。
虽然目前机床使用各种不同的动力设备，如液压装置、气压装置及电气设备等，但其中电气设备使用各种不同的动力设备。
即使使用液压或气压装置作动力，也离不开电气控制，电器自动控制装置的配置情况正是机床自动化水平的重要标志。
1．机床电器拖动的发展
机床的拖动装置发展迅速，变革很大。
20世纪初由于电动机的出现，使机床的动力发生了根本改变。
最初是由电动机直接代替蒸汽机，由一台电动机拖动一组机床，称为成组拖动。
成组拖动是通过中间机构（天轴）实现能量分配与传递的，机构复杂，传递路径长，损耗大，生产灵活性小，不适于现代化生产的需要。
20世纪20年代，出现了单独拖动形式，即由一台电动机拖动一台机床。
多台电机拖动的被采用，不但简化了机床本身的机械结构，提高了传动效率，且使机床各运动部分能够选择最合理的运动速度，缩短了工时，也便于分别控制，促进了机床的自动化。
由于直流调速性能好，调速的范围可以相应的扩大，调速精度高，平滑性强，在20世纪30年代出现了直流发电机－直流电动机组的调速系统，以及通过电机放大机等元件实现控制的自动调速系统。
2．机床电器控制的发展
机床电器控制，最初是采用手动控制，后来除了少数容量小，动作单一的机床（如小型台钻，砂轮机等）使用手动控制电器外，多采用继电器－接触器自动控制方式。
这种控制方式，可以实现对机床各种运动的控制，如起动，停止，反转改变转速等，它的控制方法简单，直接，工作稳定，成本低，能在一定范围内适应单机和自动化生产线的需要。
但继电器－接触器控制系统，由于它的固定接线，使用的单一性，即一台控制装置只能针对一种固定程序的设备，一旦工艺程序有所变动，就得重新配线，满足不了程序经常改变，控制要求比较复杂的系统的需要。
多年来，一种新型的控制装置－可编程控制器得到了迅速发展，它把继电器控制的优点与计算机的功能齐全，灵活性，通用性强的特点结合起来，用计算机的编程软件逻辑代替继电器接触器控制的硬接线逻辑，实现对程序需要经常变动的控制要求，使机床控制系统具有更大的灵活性和通用性。
其主要特点：
1）通用性强
2）程序可以改变
3）编程容易
4）俄靠性较高
5）使用维护方便
可编程序控制器在机械制造行业的应用，提高了机床的自动化水平。
但无论是有触点电器还是无触点的逻辑元件，其输入和输出信号只有“通”和“断”两种状态，因而这种控制是断续的，不能连续地反映信号的变化，故称为断续控制。
为了使控制系统获得更好的静态和动态特性，完成更为复杂的控制任务，现广泛采用了反馈控制系统。
反馈控制系统是由连续控制元件组成，它不仅能反映信号的通或断，而且能够反映信号的数值大小。
这种由连续控制元件组成的反馈控制系统，叫做连续控制系统。
由于数控技术的发展和计算机的应用，电力拖动自动控制又发展到一个新的水平，即向着生产过程自动化的方向迈进。
应用计算机可以不断地处理复杂生产过程中的大量数据，计算出最佳参数，然后通过自动控制设备及时调整各部分生产机械，使之保持最合理的运行状态，实现整个生产过程的自动化。
3．本课程的任务、性质、及要求
本课程是机械专业的一门的专业课，开设在先修课程《电工学》，《计算机应用基础》之后，其任务是给学生以机床电器控制系统（继电器-接触器控制）的结构,组成,工作原理和应用的基础理论和基本知识,使学生初步掌握机床电控系统的应用,设计方法,具有对简单机床电控系统设计,安装和调试的能力。
本课程的最主要任务是：
1）.熟悉机床常用控制电路的结构,工作原理及用途,并能正确选用.
2）.熟悉机床控制电路的基本环节及其应用和分析方法,初步具有对不太复杂的机床控制电路改造和设计的能力
本课程主要通过课堂讲授（含多媒体教学）、作习题等教学环节，培养学生分析，绘制和设计机床电器控制线路的能力。
同时，它又是学生学习后续课程和完成课程设计和毕业设计不可缺少的专业知识。
4．机床电器控制的基本概念
一般说来，电力拖动系统可分为两部分：
1）电力拖动部分
电力拖动系统主要分为直流拖动和交流拖动两大类。
2）电器自动控制部分
机床电器控制系统的类型很多，按使用的电器设备分，主要有继电器－接触器控制系统，电机放大机控制的直流调速系统；晶闸管－电动机直流调速系统，数字控制系统，计算机控制系统等。
机床电器控制教案首页
第二次课授课时间
课程名称
机床电器控制
年级
专业、层次
机械工程
教师
专业技术职务
学时
4学时
授课题目（章、节）：
第三章机床常用电器和电器控制基本环节
第一节机床电器原理的阅读与绘制
基本教材
参考书目
教学目的与要求
电器控制线路主要是由各种电器元件和电动机等用电设备组成。
为了阅读方便，在绘制电器控制线路图时，必须使用国家统一规定的图形符号和文字符号，以及统一规定绘制电器控制线路图的方法。
要求学生了解相应的国标，形成良好的看图、绘图和识图习惯。
教学内容与时间安排、教学方法
第一节机床电器原理图的阅读和绘制
1）电器控制线路的图形符号及文字符号
2）电器控制线路的原理图
3）电器控制线路的安装接线图
教学重点、难点
机床电器控制线路的的相关标准。
授课方法及手段
多媒体教学
基本内容（讲稿）
备注
附后页
小
结
通过相关电器标准的学习，才能使自己能够利用工程师的语言完成电器设计，并进行技术交流。
这对初学者来说，是非常重要的一步。
复习思考题及作业题
1．1
机床电器原理图的阅读与绘制
在电力拖动自动控制系统中，各种生产机械均由电动机来拖动。
不同的生产机械，对电动机的控制要求也是不同的。
电器控制能够实现对电机的启动、正反转、调速、制动等运行方式的控制，以及必要的保护，以满足生产要求，实现生产过程的自动化。
任何简单的、复杂的电器控制线路，都是按一定的控制原则，由基本的控制环节组成。
掌握这些基本的控制原则和控制环节，是学习电器控制的基础，特别是对生产机械整个电气控制线路的工作原理的分析与设计有很大的帮助。
电器控制线路主要是由各种电器元件和电动机等用电设备组成。
为了阅读方便，在绘制电器控制线路图时，必须使用国家统一规定的图形符号和文字符号，以及统一规定绘制电器控制线路图的方法。
1．1．1电器控制线路的图形符号和文字符号
由电器元件组成的电力拖动自动控制线路中，有多种电器和电动机。
每个电器和电动机都有流过电流的部件，如触点，线圈，电动机的绕组等。
为了表达这些导电部件的相互联结，及便于电器元件的安装，调整，使用和维修，必须采用统一的符号，按照容易看懂的原则用一定的规则画出。
用不同的图形符号表示各种电器元件，用不同的文字符号表示各种电器元件的名称，用途等。
附录列出了电器控制线路常用的图形符号和文字符号。
它们分别是根据国家标准GB4728-84,GB4728-85及GB7159-87列出的。
所列的图形符号，是指电器处于无电磁力或无其它外力作用下的正常状态下绘制的。
根据图面布置的要求，可将表内图形符号旋转90绘制。
电气控制线路属于有触头控制。
电气控制线路的表示方法有：
电气原理图、安装接线图和电器布置图三种。
1．1．2电器控制线路原理图
电器控制线路原理图是为了便于阅读和分析控制线路，根据简单清晰的原则，将原理图爱用电器元件展开的形式来绘制。
它包括所有电器元件的导电部件和接线端头，但并不是按照电器元件实际布置位置来绘制的。
原理图一般分为主电路和辅助电路两部分，主电路是电器控制线路负载电路部分。
辅助电路包括控制电路，照明电路，信号电路及保护电路，辅助电路是小电流通过的部分。
绘制电器恐慌子线路原理图时应遵循以下原则：
1．各个电器元件和部件在控制线路中的位置，根据便于阅读的原则来安排。
同一元件的各个部件可以不画在一起。
2．每个电器部件都用规定的图形符号表示，并在图形符号附近用文字符号标注它们属于哪一个电器。
3．图中电器元件触点的开闭，均以没有受到外力作用或线圈没有通电时的开闭状态画出。
多位置电器以手柄置于零位时触点的开闭状态画出。
此时，触点呈开断状态的称“常开触点”。
触点呈闭合状态的称“常闭触点”。
4．绘制电器控制线路原理图的图幅可按机械制图的图号，根据需要选用。
如果需要加长的图纸，应采用加长图纸。
如A3x3（420x891）,A4x5（297x1051）.为了便于确定图上额内容和组成部分的位置，可以在图面上分区。
为了便于检索分析，维修和寻找故障，原理图上各电路应按其功能分开画出。
应将图面分成若干个区域（简称图区）。
图区编号一般用阿拉伯数字写在图的下部，用途栏一般放在图的上部，用文字说明。
图面的垂直分区一般用英文字母标注。
图区分区应该是偶数。
5．线路平行排列，各分支电路基本上按照动作顺序由左向右排列。
导线交叉的电器联接处用圆黑点或圆圈标明。
6．为了便于安装，检修，调整，电器元件接线端均用标记编号。
主电路图上用回路标号；辅助电路的电器联接线用数字编号。
号码从左向右，从上到下，每经过一个元件改变一个号，依次编排，不能缺号，也不能重号。
1．1．3电器控制线路安装接线图
电器控制线路的安装图，是为了安装电器设备和电器元件进行配线或检修电器故障服务的。
在图中显示处电器设备中各个电器元件的空间位置与接线情况，它在安装或检修时对照原理图使用。
它是根据电器位置布置最合理，联接的导线最经济等原则来安排。
电器控制线路安装接线图绘制时，应遵循以下几个基本原则：
1．各电器不画实体，以图形符号代表。
2．各电器元件所画的位置，应与实际安装位置一致。
3．安装接线图中，电器元件的文字符号及线号应与原理图一致，并按原理图联接。
4．同一电器元件的各部件要画在一起。
5．绘出连接线时，应标出导线及穿线管子的型号，规格和尺寸，管内导线应留有备用线。
多根导线如走向一致，可合并画为单根粗实线，并在线上标出导线的型号，线径和根数。
6．不在同一处电器元件的联接应通过接线端子进行。
安装接线图中导线的型号：
1．BVR是铜芯塑料软线；
2．BV是铜芯塑料线
3．BLV是铝芯是塑料线
管子标号：
1．GG是钢管
2．JG是金属软管
3．PVC是聚氯乙烯管
a.电器原理图
b.车床电器控制线路安装接线图
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第三次课授课时间
课程名称
机床电器控制
年级
专业、层次
机械工程
教师
专业技术职务
学时
4学时
授课题目（章、节）：
第二章机床常用电器和电器控制基本环节
第二节三相笼型异步电动机的起动控制线路
基本教材
参考书目
教学目的与要求
机床一般是由电动机来拖动的。
电动机是通过某种自动控制的方式来进行控制的。
在普通机床中，多数都是由继电器接触器控制方式来实现控制，尤其是由三相笼型异步电动机拖动的交流拖动系统更是如此。
在这一课程中，我们就从三相笼型异步电动机的起动控制线路出发，向学生讲解与此控制线路相关的控制线路及电器元件。
教学内容与时间安排、教学方法
1、电动机的起动
1）直接启动的判别方法
2）降压启动的判别方法
2、正转控制线路
1）手动正转控制线路和电器
a、熔断器
i、熔断器的结构
ii、熔断器的技术参数
iii、常用熔断器的系列产品
iv、熔断器在使用过程中应当注意的事项
b、刀开关和转换开关
教学重点、难点
电器元件---熔断器
授课方法及手段
多媒体教学
基本内容（讲稿）
备注
附后页
小
结
掌握电动机的起动判别方法，熔断器的使用、选型以及在工程实践中应注意的事项。
复习思考题及作业题
第二节
三相笼型异步电动机的起动控制线路
电动机接通电源后，由静止状态逐渐加速到稳定运行状态的过程称为电动机的启动。
直接起动又叫全压起动，它是通过电器将额定电压直接加在电动机的定子绕组上，使电动机运转。
其优点是所需电器设备少，线路简单；缺点是启动电流大。
小容量电动机（10Kw以下）可以直接起动。
判断一台交流电动机能否采用直接起动，可根据下列经验公式确定:
式中，IST---电动机的全压起动电流（A）
IN---电动机的额定电流（A）
符合本公式，可以直接起动；不符合本公式，则应采用降压起动。
一般情况下，当电机容量不超过电源变压器容量的15%~20%时，都允许直接起动。
2．2．1正转控制线路
1.手动正转控制线路和电器
（1）电器元件
熔断器
熔断器是电网和用电设备的安全保护电器之一。
其主体是用低熔点金属丝或金属薄片制成的熔体，串联在被保护的电路中。
它是根据电流的热效应原理工作的。
在正常情况下，熔体相当于一根导线；当发生短路或过载时，电流很大，熔体因过热溶化而切断电路。
熔断器作为保护电器，具有结构简单，价格低廉，使用方便等优点，应用极为广泛。
a.熔断器的结构
熔断器由熔体（俗称保险丝）和熔器（或称熔管）组成。
熔体为丝状或片状。
熔体材料通常有两种：
一种是由铅锡合金和锌等低熔点金属制成的；另一种由银铜等金属制成。
正常工作的时候，流过熔体的电流小于或等于它的额定电流，由于熔体发热的温度尚未到达熔体的熔点，所以熔体不会熔断，电路仍然保持接通。
当流过熔体的电流达到额定电流的1.3～2倍时，熔体缓慢熔断，当流过熔体的电流达到额定电流的8～10倍时，熔体迅速熔断。
电流越大，熔体熔断越快。
常用熔体的安秒特性
熔体通过的电流
1.25IN
1.6IN
1.8IN
2.0IN
2.5IN
3IN
4IN
8IN
熔断时间
3600
1200
40
8
4.5
2.5
1
b.熔断器的技术参数
额定电压：
额定电压是指保证熔断器能长期正常工作的电压
额定电流：
额定电流是指保证熔断器能长期正常工作的电流。
它的等级划分随熔断器结构形式而异。
应该注意的是熔断器的额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流。
极限分断电流:
极限分断电流是指熔断器在额定电压下所能断开的最大短路电流。
c.常用熔断器系列产品
a）RC1A瓷插式熔断器
瓷插式熔断器由瓷底座，瓷插件，动触点，静触点和熔体组成，瓷插式突出部分与瓷底座之间的间隙形成灭弧室。
熔断器额定电流在60A以上的灭弧室中还垫有帮助灭弧的编结石棉。
熔断器与被保护的电路相连，动触点间跨接着熔体。
它应用于不振动的场所。
b）RL1系列螺旋式熔断器
如下图所示，RL1系列有填料螺旋式熔断器。
它由底座，瓷帽，瓷套，熔断管等组成。
其图形符号及文字符号与瓷插式熔断器相同。
熔断管内装有熔体，石英砂填料和熔断指示器（上有色点）。
当熔体熔断时，指示器跳出，可透过瓷帽的玻璃窗口进行观察。
在熔体的周围所填充的石英砂，导热性能好，热容量大，能大量吸收电弧能量。
通过灭弧，提高了熔断器的分断能力。
它的熔体更换方法是更换整个熔断管。
螺旋式熔断器应用于有振动的场所。
c）RMl0系列无填料封闭管式熔断器
图1—5所示为RMl0系列无填料封闭管式熔断器的结构。
它由厚壁反白管（即钢纸管），两端紧套着的黄铜套管、铜帽、插刀、熔体和插座等组成。
熔体直接与旋紧的铜帽接触，插刀可插入插座。
其图形符号、文字符号与瓷插式熔断器相同。
管式熔断器是一种可拆卸的低压熔断器。
当熔断器熔体熔断后，用户可自行拆开，重装新的熔体，检修较为方便。
熔体为截面宽窄不均匀的锌片，当短路电流通过熔体时，它的狭颈部首先立即熔断，中间大块熔体掉下，造成较大的电弧间隙，有利于灭弧。
同时，反白管内壁在电弧高温下产生高压器体，使电弧迅速熄灭。
d）快速熔断器
快速熔断器主要用于半导体功率元件或变流装置的短路保护。
由于半导体元件的过载能力很低，只能在极短时间内承受较大的过载电流，因此要求短路保护具有快速熔断的特性。
常用快速熔断器有RS和RLS系列。
应当注意，快速熔断器的熔体不能用普通的熔体代替，因为普通的熔体不具有快速熔断的特性。
d.熔断器在使用过程中应当注意下列几点：
（a）熔断器的插座与插片的接触要保持良好。
如果发现插口处过热或触点变色，则说明插口处按触不良，应及时修复。
（b）熔体熔断后，应首先查明原因，排除故障、熔断器是在一般的过载电流下熔断，还是在分断极限电流时熔断，可凭经验判断。
一般在过载电流熔断时，响声不大，熔丝仅在一两处熔断，熔管内壁虽无烧焦现象，也无大量的熔体蒸发物附在管壁上。
如果在分断极限电流时熔断的，情况与上述相反。
更换熔体时，应使新熔体的规格与换下来的一致。
（c）更换熔体或熔器时，必须断开电源，以防触电。
尤其不允许在负荷未断开时带电换熔体，以免电弧烧伤。
（d）安装熔体时不要把它碰伤，也不要将螺丝拧得太紧，使熔体轧伤。
（e）如果连接处的螺丝损坏而拧不紧，则应更换新的螺钉。
（f）安装熔丝时，熔丝应顺时针方向弯过来，这样，在拧紧螺钉时就会越拧越紧。
熔丝只需弯一圈即可，不要多弯。
（g）对于有指示器的熔断器，应经常注意检视。
’若发现熔体已熔断，应及时更换。
（h）安装螺旋式熔断器时，熔断器的下接线板的接线端应装在上方，并与电源线连接。
连接金属螺纹壳体的接线端应装于下方，并与用电设备的导线相连。
这样就能保证在更换熔体时螺纹壳体上不会带电，保证人身安全。
②刀开关和转换开关
刀开关和转换开关都是手动操作的电器，一般用来不频繁地接通和分断容量不很大的低压供电线路，也可作为电源隔离开关。
在农村和小型工厂中还经常用来直接起动小容量的笼型异步电动机。
i刀开关
刀开关俗称闸刀开关，是结构最简单且应用最广泛的—种电器。
图1—6所示是刀开关的典型结构。
它由操作手柄、触刀、静插座和绝缘底板组成。
推动手柄使触刀紧紧插入静插座中，电路就被接通。
刀开关种类很多。
按刀的极数可分为单极、双极和三极；按刀的转换方向可分为单
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