电力拖动与控制课程设计磨床电气控制系统.docx

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电力拖动与控制课程设计磨床电气控制系统

电力电子与电机拖动综合课程设计任务书

班级：

：

指导教师：

蜀阳年月日

设计题目：

磨床电气控制系统

设计任务和要求

﹙1﹚主要控制电机为5台机：

液压泵电动机M1,头架电动机M2,圆砂轮电动机M3,外圆砂轮电动机M4,冷却泵电动机M5.

﹙2﹚M1～M5都采用热继电器进行过载保护，M1,M2共用短路保护，M1～M5共用短路保护。

﹙3﹚液压泵电动机M1为液压系统提供压力油，液压泵电动机启动后应有指示灯亮作为标志。

且液压泵电动机启动后，其他电机才能启动。

﹙4﹚头架电动机M2为双速电动机，使用三角形–双星形以获得高速和低速，用转速选择开关SA来选择高速或低速或停。

在高速或低速时都是通过形成开关来控制头架电动机M2的接法。

﹙5﹚，外圆砂轮机M3,M4的控制由行程开关惊醒转换。

，外圆砂轮机M3,M4只需单方向旋转，这2台电机不能同时运转。

工作台轴向移动和砂轮架快速移动采用液压传动。

在圆磨头插入工件时，不允许砂轮架快速移动。

﹙6﹚头架电动机M2拖动工件旋转时，不论高速或低速，都需冷却泵电动机提供冷却液，在修整砂轮时，不需启动头架电动机M2，但需启动冷却泵电动机M5，这是可通过手动开关来使冷却泵电动机启动。

﹙7﹚需要有照明设施。

设计成果

﹙1﹚根据控制要求，进行摇臂钻床电气控制系统硬件电路设计，包括主电路，控制电路及照明电路。

﹙2﹚编写设计说明书，容包括：

主电路，控制电路及照明电路。

设计过程和对电路原理图的详细说明。

电气设备明细说明。

电气设备明细表。

参考资料

1.设备概况

磨床系指用磨具或磨料加工工件各种表面的机床。

一般用于对零件淬硬表面做磨削加工。

通常，磨具旋转也主运动，工件或磨具的移动为进给运动，其应用广泛、加工精度高、表面粗糙度小。

磨床种类很多，可分为十余种：

外圆磨床、圆磨床、平面磨床、多用磨床、专用磨床等。

M1432型万能外圆磨床用于磨削圆柱形和圆锥形零件的外圆和孔，主要有床身、头架、砂轮架、磨装置、工作台和尾架组成。

万能外圆磨床加工时的运动情况如下：

主运动：

砂轮架带动砂轮高速旋转，头架主轴带动工件作旋转运动。

进给运动：

工作台纵向（轴向）往复运动，砂轮架横向（径向）进给运动。

辅助运动：

砂轮架快速进退运动。

第一章：

主电路设计及分析…………………………

第二章：

控制电路设计及分析………………………

第三章：

故障分析及解决方法………………………

第四章：

电气设备明细表……………………………

第五章：

对课程设计的认识和建议…………………

附录：

参考文献………………………………………

第一章主电路设计及分析

（1）M1电动机是油泵电动机给液压传动系统提供压力油，由KM1控制。

（2）M2是双速电动机（叫头架电动机）是带动工件旋转的电动机由KM2、KM3实现低速和高速控制

（3）M3是圆砂轮电动机，由KM4控制

（4）M4是外圆砂轮电动机，由KM5控制

5）M5是冷却泵电动机给砂轮和工件提供冷却液，由KM6控制

（6）FU1作为线路总的短路保护，FU2作为M1和M2电动机的短路保护，FU3作为M3和M5电动机的短路保护。

FR1、FR2、FR3、FR4、FR5分别是M1、M2、M3、M4、M5的过载保护。

第二章控制电路设计及分析

合上电源开关QS1指示灯HL灯亮

合上QS2照明灯EL亮

（1）油泵电动机M1的控制

启动按钮SB2KM1线圈得电KM1自锁触头闭合自锁后面

电路才能得电实现顺序控制

KM1主触头闭合油泵电动机

M1启动供给压力油

（2）头架电动机M2的控制

低速：

SA1是头架电动机的转速选择开关，分“低”、“停”、“高”三档位置，如将SA1扳到“低”档位置，按下油泵电动机M1的启动按钮SB2，M1启动，通过液压传动使砂轮架快速前进，当接近工件时，便压合位置开关SQ1SQ1常开闭合KM2线圈得电

KM2联锁触头分断对KM3联锁

KM2主触头闭合电动机M2接成Δ形低速运行

KM2辅助常开闭合KM6线圈得电KM6主触头闭合电动机M5得电运转提供冷却液。

高速：

将转速开关SA1扳到“高”挡位置，砂轮架快速前进当接近工件压合位置开关SQ1SQ1常开闭合KM3线圈得电

KM3联锁触头分断对KM3联锁

KM3主触头闭合电动机M2接成YY形高速运行

KM3辅助常开闭合KM6线圈得电KM6主触头闭合电动机M5得电运转提供冷却液

SB3是点动控制按钮，以便对工件进行校正和调试。

磨削完毕，砂轮架退回原位，位置开关SQ1复位断开，电动机M2自动停转。

（3）外圆砂轮电动机M3和M4控制

、外圆砂轮电动机不能同时启动，由位置开关SQ2对它们实际联锁。

当外圆磨削时，把砂轮架上的圆磨具往上翻，它的后侧压住位置开关SQ2SQ2常闭分断对KM4联锁

SQ2常开闭合KM5线圈得电KM5联锁触头分断对

按下SB6KM4联锁

KM5自锁触头闭合

KM5主触头闭合电动机M4得电

KM5联锁触头复位闭合

停止:

只需按下SB5KM5线圈失电KM5自锁触头分断

KM5主触头分断电动机M4失电停转

当圆磨时：

将圆磨具翻下，原被圆磨具压下的位置开关SQ2复位，SQ2常开恢复分断

SQ2常闭恢复闭合电磁铁YA线圈得电①

按下SB4KM4线圈得电②

①衔铁被吸下，砂轮架快速进退的操纵手柄锁住液压回路，使砂轮架不能快速退回

KM4联锁触头分断对KM5联锁

②KM4自锁触头闭合自锁

KM4主触头闭合圆砂轮电动机M3启动运行

圆砂轮磨削时，砂轮架是不允许快速退回的，因为此时圆磨头在工件孔，砂轮架若快速移动，易造成损坏磨及工件报废的严重事故。

（4）冷却泵电动机M5的控制：

当KM2或KM3线圈得电吸合时，利用KM2或KM3辅助常开触头闭合，使KM6线圈得电吸合冷却泵电动机M5自动启动。

修整砂轮时，不需要启动头架电动机M2，但要启动冷却泵电动机M5。

为此，备有转换开关SA2，在修整砂轮时用来控制冷却泵电动机。

（5）停止：

按下SB1KM1线圈失电KM1主触头分断电

动机M1失电停转

KM1自锁触头分断后面电路不能得电其余接触器所需的电源都从接触器KM1自锁触头后面接出，所以当油泵电动机停止后其余电动机才能停止。

（6）照明及指示灯线路由变压器TC降压为36V电压供照明，6.3伏供指示灯

（7）切断电源开关QS1断开QS2照明灯EL灭

指示灯HL灯灭

第三章故障分析及解决方法

正常运行情况下，M1432型万能外圆磨床能够实现它自己的功能，但

是当运行时间过长或者运行不当，会出现些故障，这时我们应该避免

出现下边的这些情况。

列表如下：

故障现象

故障原因

处理方法

M1、M2、M3、M4、M5五台电机都不起动，三相电源L1、L2、L3之间的相间电压正常

1.FU1熔丝熔断

2.FR1~FR5中有脱扣

3.KM1线圈断或脱落

4.SB1、SB2的接线脱落

1.查找熔断原因，更换熔丝

2.按动热继电器复位按钮便可复位，但要查明过载原因

3.测量线圈通路和紧固接线

4.检查SB1、SB2接触情况并紧固接线

M1、M2两台电动机不能起动

FU2三相熔丝或两相熔丝熔断

查明原因更换熔丝

M2低速能起动，高速不能起动

1.SA3有故障，可能是接触不良，以至造成KM3无法通电，高速不能起动

2.KM2常闭，或KM3控制线路有故障或接线脱落

1.修复或更换新开关

2.检查修复KM2常闭点，测量线圈通路，更换线圈或紧固导线接头

SA1开关置于断开位置，无论头架电机是高速起动，还是低速起动，冷却泵电动机都不起动。

且无异常声响

1.KM2、KM3常开辅助触点接线13线松脱，或37线松脱

2.KM2、KM3常开辅助触点丢失或损坏，当线圈KM2、KM3通电吸合时，使其不能闭合

3.KM6接头松脱或线圈断路

1.检查13、37接线点是否松脱，紧固接线

2.检查KM2、KM3常开辅助触点，动静恢复或更换

3.检查、接实线头或更换线圈

头架电动机高、低速均能起动，SA1置于闭合状态，冷却泵电机M5也不能起动

1.13或37接线脱落

2.KM6线圈断路或引出线圈松脱

3.37线断路

4.N线与KM6未接实

1.检查13、37接线，紧固接头

2.测线圈电阻，检查线圈引出线端并接实

3.检查N线与KM6接线处并接实

主回路没有任何短路之处，SA1及SA2均在断开位置，一经合QS开关W相，FU1立即熔断

1.照明变压器一次侧绕组严重短路或烧毁

2.控制回路控制W相接地

1.通电后，FU1W相熔断后立即用手搭一下变压器或闻一闻，若有焦臭味或很热，更换新变压器或重绕

2.用摇表测W相对N线的绝缘电电阻，找出接地点，处理好绝缘

进行圆磨削加工时，将圆磨具砂轮架翻下来后，不能阻止砂轮架的快速进退，造成事故

1.电磁铁YA25线至YA线圈至N间有断路处，未能吸合

2.电磁铁吸合的衔铁由于机械故障被卡死，不能吸合这种情况，电磁铁要发出异常响声，而且这种故障并不多见

1.从25接线点开始至YA线圈至N线逐点、逐段的检测后，发现故障后修复

2.检查电磁铁吸合动作情况是否良好

只有油泵电机M1能起动并能运转，其余M2、M3、M4、M5均不能起动

KM1常开自锁已闭合好，问题就出在KM1自锁闭合后提供其他四台电机控制电源的引线13的脱落

查明故障，接实13控制线

第四章电气设备明细表

下表为M1432A型万能外圆磨床电器元件明细表，供维修参考

M1432A型万能外圆磨床电器元件明细表

代号

名称

型号

规格

数量

M1

泵电动机

Y802—4/B5

0.75KW、380V、4极1500Hmin

1

M2

头架电动机

YUD90LA—814

0.37/5KW、380V814极

1

M3

圆电动机

Y302—2

1.1KW380V2极3000r/min

1

M4

外圆电动机

Y112M-4

4KW380V4极1500r/min

1

M5

冷却泵电动机

DB-25

0.125KW380V2极

1

KM

交流接触器

CJ10-10

380V10A线圈电压380

6

FR

热继电器

JR16B-20/3

20A3极

5

FU1

螺旋式熔断器

RL1-60/25

380V60A配熔体25A

3

FU2

螺旋式熔断器

RL1-15/10

380V15A配熔体10A

6

FU3

螺旋式熔断器

RL1-15/10

380V15A配熔体10A

6

FU4

螺旋式熔断器

RL1-15/2

380V15A配熔体2A

2

FU5

熔断器

RL1-15/2

380V15A配熔体2A

1

SA1

选择转速开关

LAY3-22*13

单极3位；380V、6A

1

SA2

冷却泵开关

LAY3-11x/2

单极3位；380V、6A

1

SA3

照明开关

LAY3-11x/2

单极3位；380V、

1

SB

按钮

LA10-3H

380V5A3位

2

SQ

位置开关

LX1-111

380V5A

2

YA

电磁铁

MQW-0.7

380V0.7

1

TC

变压器

BKC-150

380/36246V

1

EL

照明灯

JC6-1

24V40W

1

HL

指示灯

DS22-2/T

0.15A6～8V

1

课程实训总结

这次设计使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。

这次课程设计是我对电气方面的学习提供了很大的帮助，对学好电气这方面的课程增加了很大的信心。

我在电气设计这方面的知识掌握得不牢固是在做这次课程设计明显的体现出来了，平时听课的时候感觉大部分都听懂了，课后也没有花很多时间去复习和钻研它，相信这也是很多同学的通病，不是老师讲的不好，而是学生们不知道怎么来验证自己学的怎么样。

这次课程设计整体来说是成功的，但我也发现了自己许多披露和不足之处。

譬如，最简单的流程没写好就想着画更复杂的电路，做事还是缺乏耐性和细心，当有时遇到问题时，总觉得无从下手，对于课本上的知识不能很好的组织起来。

在实际设计中遇到了很多困难，最后还是在老师的的帮助下圆满的完成了。

通过这次实训使我调高了对控制电气等方面的认识，熟悉操作大型电气和掌握磨床的结构及工作原理的方法。

加深了我对理论知识的理解，和学习理论知识在实际中的运用，培养我的动手能力和解决实际问题的能力和一些工作中的经验。

使我在实训中获益匪浅。

参考文献

[1]明.工厂电气控制设备.：

机械工业，1985

[2]王仁祥.常用低压电器原理及其控制技术.：

机械工业，2006.1

[3]吴晓君，向明.电气控制与可编程控制器应用.：

中国建材工业，2004.2

[4]常晓玲.电气控制系统与可编程控制器.：

机械工业，2004.1

[5]远龄.机床电气自动控制.：

大学，1998.8

[6]余雷声，方宗达.电气控制与PLC应用.：

机械工业，1998.10

[7]齐占庆.机床电气控制技术.：

机械工业，1999.10

[8]文宽.怎样扩大车床的应用.：

机械工业，2000

[9]史贵权.机械毕业设计指导.：

兵器工业职工大学，1984

[10]齐占庆.电气控制技术.：

机械工业，2002.5