CA6140车床系统拆装项目.docx
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CA6140车床系统拆装项目
CA6140
车床电气系统拆装
姓名：
组员：
班级：
项目任务
1.CA6140车床工艺和运动
2.CA6140车床控制原理
3.CA6140型普通车床电器元件布置示意图与教材电器布置图的区别
4.拆卸电器系统，电器元件型号，规格清单
5.根据CA6140明细表，对照记录的电器清单，检查有无错用元件
6.通过电器选型和计算做出判断
7.按照电器安装工艺装配，标正确的端子号
8.用电阻法检测各回路通断，初步检查电路情况
9.整个过程操作及遇到的问题
1．CA6140车床工艺和运动
1.CA6140车床的运动（主运动，进给运动，辅助运动）
CA6140型普通车床的传动系统分析机床的传动系统时，应根据被加工工件的形状确定机床需要哪些运动，实现各个运动的执行件和运动源是什么，进而分析机床需要有哪些传动链。
方法是：
首先找到传动链所联系的两个端件（运动源和某一执行件，或者一个执行件和
另一执行件），然后按照运动传递顺序从一个端件向另一端件依次分析各传动轴之间的传动结构和运动传递关系，查明该传动链的传动路线以及变速、换向、接通和断开的工作原理。
机床运动计算按每一传动链分别进行，一般步骤为：
（1）确定传动链的两端件，如电动机—主轴，主轴—刀架等；
（2）根据传动链两端件的运动关系，确定它们的计算位移，即在指定的同一时间间隔内两端件的位移量。
例如，车床螺纹进给传动链的计算位移为：
主轴转一转，刀架移动工件螺纹一个导程L（单位为mm）；
（3）根据计算位移以及相应传动链中各个顺序排列的传动副的传动比，列写运动平衡式；
（4）根据运动平衡式，计算出执行件的运动速度（转速、进给量等）或位移量，或者整理出换置机构的换置公式，然后按加工条件确定挂轮变速机构所需采用的配换齿轮齿数，或确定对其他变速机构的调整要求。
（5）图2.4为CA6140型卧式车床的传动系统图，它是反映机床全部运动传递关系的示意图。
2.CA6140车床的工艺要求
1.机床主轴的基本加工路线
拟定零件的机械加工工艺路线是制定工艺的一项重要工作，拟定工艺路线时需要解决的主要问题是：
选定各表面的加工方法；划分加工阶段；安排工序的先后顺序；确定工序的集中与分散程度。
机床主轴的机械加工主要以外圆加工为主，基本加工路线可以分为三条。
（1）粗车—半精车—精车。
对于一般常用的材料，这是外圆表面加工采用的主要工艺路线。
（2）粗车—半精车—粗磨—精磨。
对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求小，零件需要zhu硬时，其后续工序只能采用磨削。
（3）粗车—半精车—精车—金刚石车。
对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的表面主轴加工工艺过程分析粗糙度，因为有色金属一般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此最终工序多
图纸分析
1）.由于主轴多是阶梯带通孔德零件，切除大量金属后，会引起残余应力重新分布而变形，故安排工序时，一切要粗精分开，先粗后精。
主轴加工就是以最主要表面的粗加工、半精加工和精加工为主线，适当穿插其它表面的加工工序而组成的工艺路线。
粗加工开始前先准备毛胚并正火；粗加工阶段为切端面钻中心孔、粗车外圆等；半精加工阶段是半精半外圆、个辅助表面的加工与綷火；精加工阶段是主要的表面精加工。
2）.工序顺序的安排应注意以下几点:
A.基准先行
B.深孔加工的安排
C.先外后内与先大后小
D.次要表面加工的安排
3）.主要工系加工方法
A.中心孔的加工用先端面钻中心孔机床来加工中心孔，还需要多次研磨。
B.外圆的加工外圆粗精车削后，在进行磨削精加工。
C.精磨锥孔主轴锥孔对主轴支承轴颈是一项重要指标，因此，采用专用夹具装夹加工。
D.花键加工它是主轴零件上的典型表面，具有定心精度高，导向性能好、传递转矩大、易于互换等优点。
加工方法有卧室通用酰床加工，在进行侧面磨削加工。
用精车和金刚石车。
二．CA6140车床控制原理
1.主电路分析
主电路中共有三台电动机，图中M1为主轴电动机，用以实现主轴旋转和进给运动；M2为冷却泵电动机；M3为溜板快速移动电动机。
M1、M2、M3均为三相异步电动机，容量均小于10kW，全部采用全压直接起动皆有交流接触器控制单向旋转。
M1电动机由起动按钮SB1，停止按钮SB2和接触器KM1构成电动机单向连续运转控制电路。
主轴的正反转由摩擦离合器改变传动来实现。
M2电动机是在主轴电动机起动之后，扳动冷却泵控制开关SA1来控制接触器KM2的通断，实现冷却泵电动机的起动与停止。
由于SA1开关具有定位功能，故不需自锁。
M3电动机由装在溜板箱上的快慢速进给手柄内的快速移动按钮SB3来控制KM3接触器，从而实现M3的点动。
操作时，先将快速进给手柄扳到所需移动方向，再按下SB3按钮，即实现该方向的快速移动。
三相相电源通过转换开关QS1引入，FU1和FU2作短路保护。
主轴电动机M1由接触器KM1控制启动，热继电器FR1为主轴电动机M1的过载保护。
冷却泵电动机M2由接触器KM2控制启动，热继电器FR2为它的过载保护。
溜板快速移动电机M3由接触器KM3控制启动。
2、控制电路分析
控制回路的电源由变压器TC副边输出110V电压提供，采用FU3作短路保护。
①主轴电动机的控制：
按下启动按钮SB2，接触器KM1的线圈获电动作，其主触头闭合，主轴电动机M1启动运行。
同时KM1的自触头和另一副常开触头闭合。
按下停止按钮SB1，主轴电动机M1停车。
②冷却泵电动机控制：
如果车削加工过程中，工艺需要使用却液时，合上开关QS2，在主轴电动机M1运转情况下，接触器KM1线圈获电吸合，其主触头闭合，冷却泵电动机获电运行。
由电气原理图可知，只有当主轴电动机M1启动后，冷却泵电动机M2才有可能启动，当M1停止运行时，M2也就自动停止。
③溜板快速移动的控制：
溜板快速移动电动机M3的启动是由安装在进给操纵手柄顶端的按钮SB3来控制，它与中间继电器KM3组成点动控制环节。
将操纵手柄扳到所需要的方向，压下按钮SB3，继电器KM3获电吸合，M3启动，溜板就向指定方向快速移动。
3、照明、信号灯电路分析
控制变压器TC的副边分别输出24V和6V电压，作为机床低压照明灯和信号灯的电源。
EL为机床的低压照明灯，由开关SA控制；HL为电源的信号灯，采用FU4作短路保护。
4、控制电路故障分析及电路特点
1、电气控制电路故障分析
CA6140型车床的常见电气故障往往出现在安全开关SQ1、SQ2上，由于长期使用，可能出现松动移位，致使打开床头皮带罩时SQ1（03-1）触电断不开或打开配电盘壁箱门时SQ2（03-13）不闭合而失去人身安全保护作用。
另一个故障是断路器QS引起的，当开关锁SA2失灵时将会失去保护作用。
应检验将开关锁SA2左旋时断路器QS能否自动跳开，跳开后若又将QS合上后，经过0.1s后QS能否自动跳闸。
2、控制电路故障表（如表1-3）
表1-3
故障现象
原因
故障点
检查方法
按下SQ2
停电
电源有否电？
查看电源电压表是否
后，启动
或断路故障
FU1、FU2、FU、
熔断
SQ1、FR1、SB1、
用电笔或万用表检测
SB2、KM
段路电
按下SB2后
短路故障
M1绕组击穿或部分击穿
万用表查三相绕组
QS跳闸
KM线圈击穿或部分击穿
万用表查KM线圈，查
TC绕组击穿或部分击穿
看是否烧焦
HL或
断路或
SA不能闭合
电笔或万用表测量灯
EL不亮
灯泡损坏
HL或EL、或FU3、
座接触是否良好，是否
FU4熔断
有漏电处千万熔丝熔断
合上SB4，
断路故障
FR2、SB4、KM常开，
用电笔或万用表检测
M2不启动
KA1线圈
短路点
合上QS就
短路
TC、KM、KA1、KA2、
FU熔断，查M1、M2、
M1、M2、M3、QS或绕组
M3，TC
FU1熔断查看有关线圈
和绕组有否烧焦痕迹
3、CA6140型卧式车床电气控制电路特点
①机床由三台电动机拖动，全部单方向旋转，主轴旋转方向的改变、进给方向的改变、快速移动方向的改变都靠机械传动关系来实现。
②具有完善的人身安全保护环节：
设有带钥匙的电源断路器QS、机床床头皮带罩处的安全开关SQ1、机床控制配电箱门上的安全开关SQ2等。
5、电路的保护环节
1、电路电源开关是带有开关锁SA2的断路器QS。
机床接通电源时需用钥匙开关操作，再合上QS，增加了安全性。
需要送电时，先用开关钥匙插入SA2开关锁中并右旋，使QS线圈断电，再扳动断路器QS将其合上，此时，机床电源送入主电路380V交流电压，并经控制变压器输出110V控制电路、24V安全照明电路、6V信号灯电压。
断电时，若将开关锁SA2左旋，则触头SA2（03—13）闭合，QS线圈通电，断路器QS断开，机床断电。
若出现误操作，QS将在0.1s内再次自动跳闸。
2、打开机床控制配电盘壁箱门，自动切除机床电源的保护。
在配电盘壁箱门上装有安全行程开关SQ2，当打开配电盘壁箱门时，安全开关的触头SQ2（03—13）闭合，将使断路器QS线圈通电，断路器QS自动跳闸，断开机床电源，以确保人身安全。
3、机床床头皮带罩处设有安全开关SQ1，当打开皮带罩时，安全开关触头SQ1（03—1）断开，将接触器KM1、KM2、KM3线圈电路切断，电动机将全部停止旋转，以确保了人身安全。
4、为满足打开机床控制配电盘壁箱门进行带电检修的需要，可将SQ2安全开关传动杆拉出，使触头SQ2（03—13）断开，此时QS线圈断电，QS开关仍可合上。
当检修完毕，关上壁箱门后，将SQ2开关传动杆复位，SQ2保护作用照常起作用。
5、电动机M1、M2由FU热继电器FR1、FR2实现电动机长期过载保护；断路器QS实现全电路的过流、欠电压保护及热保护；熔断器FU、FU1至FU6实现各各部分电路的短路保护。
此外，还设有EL机床照明灯和HL信号灯进行刻度照明。
四、电气控制电路中各元件的选择与技术数据
1、电动机的选择
M1主轴电动机：
Y系列电动机具有体积小、重量轻、运行可靠，结构坚固，外形美观等特点，起动性能好，具有效率高等特点，达到了节能效果。
而且噪声低、寿命长、经久耐用。
Y系列电动机适用于空气中不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场所。
Y132-4-B3型号电动机功率为7.5kW，频率为50Hz，转速为1450r/min，功率因素COSφ为，0.85效率为87%，堵转转矩为2.2n.m，最大转矩为2.3n.m，所以此类型电动机能符合电路配置，并能有效完成工作。
M2冷却泵电动机：
AOB-25机床冷却泵是一种浸渍式的三相电泵，它由封闭式三相异步电动机与单极离心泵组合而成，具有安装简单方便.运行安全可靠.过负荷能力强.效率高.噪声低等优点，适合作为各种机床输送冷却液、润滑液的动力。
此电动机输出功率为90W，扬程为4米，流量为25升/分，出口管径为1/2吋，能有效配合M1电动机使用。
M3快速移动电动机：
AOS5634功率为250W，电压为380V，频率为50Hz，转速为1360转/分，E级
2、控制变压器的选择
首先查看电源电压、实际用电载荷和地方条件，然后参照变压器铭牌标示的技术数据逐一选择，一般应从变压器容量、电压、电流及环境条件综合考虑，其中容量选择应根据用户用电设备的容量、性质和使用时间来确定所需的负荷量，以此来选择变压器容量。
在正常运行时，应使变压器承受的用电负荷为变压器额定容量的75～90%左右。
运行中如实测出变压器实际承受负荷小于50%时，应更换小容量变压器，如大于变压器额定容量应立即更换大变压器。
同时，在选择变压器根据线路电源决定变压器的初级线圈电压值，根据用电设备选择次级线圈的电压值，最好选为低压三相四线制供电。
这样可同时提供动力用电和照明用电。
对于电流的选择要注意负荷在电动机起动时能满足电动机的要求（因为电动机起动电流要比下沉运行时大4～7倍）。
JBK2-100VA机床控制变压器适用交流50-60Hz，输出额定电压不超过220V，输入额定电压不超过500V，可作为各行业的机械设备，一般电器的控制电源工作照明，信号灯的电源之用。
此类控制变压器初级电压为380V，次级电压分别为110V、24V、6V。
3、熔断器的选择
其类型根据使用环境、负载性质和各类熔断器的适用范围来进行选择。
例如：
用于照明电路或小的热负载，可选用RCIA系列瓷插式熔断器；在机床控制电路中，较多选用RL1系列螺旋式熔断器
熔断器的额定电压必须大于或等于被保护电路的额定电压；熔断器的额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。
4、导线的选择
在安装电器配电设备中，经常遇到导线选择的问题，正确选择导线是项十分重要的工作，如果导线的截面积选小了，电器负载大易造成电器火灾的后果；如果导线的截面积选大了，造成成本高，材料浪费。
导线的载流量与导线截面有关，也与导线的材料、型号、敷设方法以及环境温度等有关，根据以下数据，主电路选择BVR-2.5mm2铜芯导线，控制电路BVR-1mm2铜芯导线。
铜线安全载流量（25℃）：
1平方毫米铜电源线的安全载流量——6A
1.5平方毫米铜电源线的安全载流量——14A
2.5平方毫米铜电源线的安全载流量－－28A。
4平方毫米铜电源线的安全载流量－－35A。
6平方毫米铜电源线的安全载流量－－48A。
10平方毫米铜电源线的安全载流量－－65A。
16平方毫米铜电源线的安全载流量－－91A。
25平方毫米铜电源线的安全载流量－－120A。
2、电路中各元件的技术数据（如表1-2）
表1-2
代号
名称
型号及规格
数量
用途
M1
主轴电动机
Y132M-4-B3,
1
主传动用
7.5kW,1450r/min
M2
冷却泵电动机
AOB-25,
1
输送冷却液用
90W,3000r/min
M3
快速移动电动机
AOS5634,250W
溜板快速移动用
1360r/min
FR1
热继电器
JR16-20/2D,15.4A
1
M1的过载保护
FR2
热继电器
JR16-20/2D,0.32A
1
M2的过载保护
FU
熔断器
RL1-10,55×78、35A
3
总电路短路保护
FU1，FU2
熔断器
RL1-10,55×78、25A
6
M2,M3及主电路短路保护
FU3
熔断器
RL1-10,55×78、25A
2
变压器短路保护
FU4
熔断器
RL1-15，5A
1
照明电路保护
FU5
熔断器
RL1-15,5A
1
指示灯电路保护
FU6
熔断器
RL1-15,5A
1
控制电路保护
KM
交流接触器
CJ20-20,
线圈电压110V
3
控制M1
KA1
中间继电器
JZ7-44,线圈电压110V
1
控制M2
KA2
中间继电器
JZ7-44,线圈电压111V
1
控制M3
SB1
按钮
LAY3-01ZS/1
1
停止M1
SB2
按钮
LAY3-10/3.11
1
启动M1
SB3
按钮
LA9
1
启动M3
SB4
按钮
LAY3-10X/2
1
控制M2
SQ1,SQ2
位置开关
JWM6-11
2
断电保护
HL
信号灯
ZSD-0.6V
1
照明
QS
断路器
AM2-40,20A
1
电源引入
TC
控制变压器
JBK2-100
1
380V/110V/24V/6V
三．CA6140型普通车床电器元件布置示意图与教材电器布置图的区别
1、教材电器布置图
CA6140型普通车床电气设备清单
符号
元件名称
型号
规格
件数
作用
M1
主轴电动机
Y132M-4-B3
7.5KW,1450r/min
1
主运动和进给运动
M2
冷却泵电动机
AOB-25
90W
1
供给冷却泵
M3
快速移动电动机
AOS5634
0.25KW,1360r/min
1
刀架的快速移动
KM1
交流接触器
CJ0-10
127V,10A
1
控制主轴电动机M1
KM2
交流接触器
CJ0-10A（或用中间继电器JZ7-44）
127V,10A
1
控制冷去泵电动机M2
KM3
交流接触器
CJ0-10A（或用中间继电器JZ7-44）
127V,10A
1
快速移动电动机M3
QS
低压断路器
DZ5-20
380V,20A
1
电源总开关
SB2
按钮
LA2型
500V,5A
1
主轴启动
SB1
按钮
LA2型
500V,5A
1
主轴停止
SB3
按钮
LA2型
500V,5A
1
快速移动电动机M3点动
SA1
转换开关
HZ7-10
10A,三级
1
控制冷却泵电机
SA2
转换开关
1
控制照明灯
钥匙式电源开关
1
开关锁
行程开关
LX3-11K
1
打开皮带罩时被压下
行程开关
LX5-11K
1
电气箱打开时被闭合
FR1
热继电器
JR16-20/3D
15.4A
1
电动机M1过载保护
FR2
热继电器
JR2-1
0.32A
1
电动机M2过载保护
TC
变压器
BK-200
380/127,36,6.3V
1
控制与照明用变压器
FU
熔断器
RL1
40A
1
全电路的短路保护
FU1
熔断器
RL1
4A
1
TC一次侧的短路保护
FU2
熔断器
RL1
2A
1
控制回路的短路保护
FU3
熔断器
RL1
1A
1
信号回路的短路保护
FU4
熔断器
RL1
1A
1
照明回路的短路控制
EL
照明灯
K-1,螺口
40W,36V
1
机床局部照明
HL
指示灯
DX1-0
白色，6V/0.15A灯
1
电源指示灯
CA6140型普通车床主要技术参数
名称
参数
单位
床身最大回转直径
400
mm
工件最大长度
750,1000,1500,2000
mm
主轴前端锥度
莫氏6号
主轴转速
正转24级，10~1400
r/min
反转12级，14~1580
r/min
进给量
纵向64级，0.028~6.33
mm/r
横向64级，0.014~3.16
mm/r
纵向快速速度
4
m/min
横向快速速度
2
m/min
车削螺纹
公制44种，螺距1~192m英制、模数、径节螺纹等数十种
主电动机
7.5KW,1450r/min
快速移动电动机
0.25KW，1360r/min
冷却泵电动机
90
w
主轴孔直径
48
mm
CA6140型普通车床电动机运行控制方式及要求
控制对象
电动机控制方式
连锁
启动
变速
换向
停止
电动机M3与电动机M1
主轴电动机M1
直接启动
无+机械离变速
单向
自由停车
冷却泵电动机M2
手动直接启动
无
单向
自由停车
快速移动电动机M3
电动
无
单向+机械离合器
自由停车
RTI14-20熔断器
适应范围
适用于交流50Hz（60Hz），额定电压为100V，额定电流为63A及以下的工业电气装置的配电设备中，作为线路过载和短路保护之用。
正常工作条件及安装条件
正常工作条件
周围空气温度不超过40℃，24h测得的平均值不超过35℃，一年内测得的平均值低于该值，周围空气温度最低值-5℃。
海拔安装地点的海拔不超过2000m。
3.大气条件
空气是干净的，它的相对湿度在最高温度为40℃时不超过50％；在较低温度下可以有较高的相对湿度，例如，在20℃下，相对湿度可达90％；在这些条件下，犹豫温度变化，中等的凝露可能偶然发生；
4.电压
系统电压的最大值不超过熔断器额定电压的110％。
正常安装条件
1.安装类别
熔断器的安装类别为Ⅲ级。
2.污染等级
熔断器抗污染成都不低于3级。
3.安装方位
熔断器可以垂直，水平或倾斜安装在无显著摇动和冲击振动的工作场合。
4.分断范围与使用类别
本熔断体为一般用途全范围分断的熔断体，即“gG”熔断体。
RTI14-20熔断器主要技术参数
型号
额定电压V
额定电流A
额定分断能力
额定功率
支持件
熔断体
I1kA
cosΦ
熔断体额定耗散功率
支持件额定接受功率
RT14-20
400
20
2、4、6、8、10、12、16、20
100
0.1~0.2
≤3
≥3
RT14-32
32
2、4、6、8、12、16、20、25、32
≤5
≥5
RT14-63
63
16、20、25、32、40、50、63
≤9.5
≥9.5
2、实物电器布置图
四．拆卸电器系统，电器元件型号，规格清单
CA6140实物电器清单
元件名称
符号
型号
规格
件数
作用
交流接触器
KM1
LC1DO9-C
690V,25A
1
交流接触器
KM2
LC1DO9-C
690V,25A
1
交流接触器
KM3
LC1DO9-C
690V,25A
1
低压断路器
QS
C65MD16
400V,50HZ
1
电源总开关
按钮
SB1
LA2
500V,5A
1
按钮
SB2
LA2
500V,5A
1
按钮
SB3
LA2
500V,5A
1
转换开关
SA1
HZ7-10/3
10A,三极
1
SA2
HZ7-10/3
10A,三极
1
热继电器
FR1
JR36-20
380V,0.47A
1
FR2
JR36-20
380V,0.47A
1
短路保护
熔断器
FU1
RT14-20
380V,20A
1
FU2
1
FU3
1
FU4
1
FU5
1
FU6
1
变压器
TC
GBRK150
380V-220V,24V
1
控制与照明用变压
照明灯
EL
H，螺口
36V，10W
1
机床照明
指示灯
HL
DX1-0
绿色，配6V/0.15A
1
电源指示灯
5．根据CA6140明细表，对照记录的电器清单，检查有无错用元件
通过元件检查校对，并没发现错用元件，在下个任务，将对电路中的功率进行计算，选择最佳低压电器。
6．通过电器选型和计算做出判断
升级会员 