专用镗孔机床的电气控制技术课程设计

1专用镗孔机床的电气控制技术课程设计摘要镗床主要用于加工精确的孔和各孔间的距离要求较为精确的零件。目前国内使用镗床90%都是使用继电器-接触器传统的控制方式，这种方式使机械震动噪声大，接线复杂，维修工作量大。孔加工一般可在钻床、车床、镗床、拉床、内圆磨床上进行，有些工件也在镗床上加工。镗床加工的特点是：主运动由刀具作旋转来完成，而进给运动是由主轴或工作台的移动来达到，并且可以通过镗床工作台的三个方向移动，很方便、准确地调整切削刀具与工件的相对位置。因此在镗床上进行钻孔、铰孔和镗孔也是一种重要的加工方法。1.1镗床的主要结构镗床的床身是一个整体铸件，在它的一端固有前立柱，在前立柱架里集中装的垂直导轨上安装有镗头架，镗头架可沿垂直导轨上下移动。在镗头架里集中里装有主轴、变速箱、进给箱和操纵机构等部件。切削刀具一般安装在镗轴前端的锥形孔里，或安装在花盘的刀具溜板上。在切削过程中，镗轴一面旋转，一面沿轴向作给运动，而花盘只能旋转，装在他上面的刀具溜板可作垂直主轴轴线方向的径向进给运动，镗轴和花盘轴分别通过各自的传动链传动，可以独立转动。后来柱位于镗床床身的另一端，后立柱上的尾座用来支撑装夹在镗轴上的镗杆末端，它与镗头架同时升降，两者的轴线始终在同一水平直线上。根据镗杆的长短，可通过后立柱沿床身水平导轨的移动来调整前、后立柱之间的距离。1.2镗床的运动形式主运动：镗轴和花盘的旋转运动进给运动：镗轴是轴向进给、花盘上刀具的径向进给，镗头架的垂直进给、工作台的横向和纵向进给。辅助运动：工作台的回转、后立柱的轴向水平移动、尾座的垂直移动及各部分的快速移动。1.3镗床的电力拖动方式及电气控制要求镗床由两台电动机拖动：主轴电动机M1和静压电动机M2.主轴电动机M1用2来驱动镗轴或花盘的旋转，并通过变速箱的传动产生镗轴、花盘；静压电动机M2用于启动时先于主轴运动产生静压油膜，当停车时，主轴先停止运动之后静压电机停止动作；工作台及镗头架的进给运动通过液压缸及两个三位五通阀门进行控制；镗床的电气控制要求如下：主轴为单向运转，停车要求制动（采用能耗制动）。主轴电动机与静压电动机的联锁要求是：先起动静压电动机，静压建立后（由油压继电器控制）才能起动主轴电动机，而停机时，要求先停主轴电动机，后停静压电动机。主轴加工操作，采用两地控制。加工结束自动停止，手动快退至原位。根据加工动作流程要求，设置镗孔加工及铰孔加工选择。应有照明及工作状态显示。有必要的电气保护和联锁。2.1专用镗床继电器接触器控制系统主电路设计继电器接触器控制主电路图如1图3主电路中设计主电机M1，静压电机M2，熔断器FU和FU1。熔断器FU用作电源保护、FU1用于短路保护。接触器KM1主触点控制电动机的启动，接触器KM2的主触点控制静压电机；接触器KM3主触点以及RP和变压器组成主电动机的能耗制动；FR为热继电器保护电路。由于主电动机选用Y100L--6型（1.5KW-4A）三相异步电动机，则电动机的空载电流I0为I0=（30%~40%）*4A=（1.2~1.6）A。变压器二次侧电压取U2=1.11RIz变压器二次侧电流I2=1.11IZ变压器容量为S=U2I22.2专用镗床接触器继电器控制系统控制线路设计镗床RLC控制线路如2图4其中：SB1为紧急停止按钮、SB2为启动按钮；SB3为工作台运动到工进停止位置后的手动复位开关;SA为镗孔/铰孔选择开关；SQ1为在镗孔工作下的工进开始位行程按钮；SQ2为在铰孔工作下的工进开始位行程按钮；SQ3为在镗孔工作下工进自动结束行程按钮；SQ4为在铰孔工作下工进自动结束行程按钮；SQ5为停止位行程开关；QS为照明电路开关。2.3专用镗床接触器继电器控制系统控制流程图镗床控制流程图如3图52.4镗床接触器继电器控制系统控制过程按下开始按钮SB2接触器线圈KM2得电，KM2主触点闭合，静压电动机；KM2辅助触点闭合，在SB2处形成自锁。在按下开始按钮SB2的同时，时间继电器KT1得电；延时时间到，时间继电器触点KT1闭合；中间继电器KA1得电；中间继电器KA1触点闭合，在KT1触点处形成自锁并且使接触器KM1线圈得电。接触器KM1线圈得电，KM1主触点闭合，主电动机启动；辅助触点闭合在KA1辅助触点处形成自锁并且使电磁阀线路接通。通过主令控制器SA选择工作方式，使KA3或者KA4中间继电器得电。(1)选择进行镗孔控制①线圈KA3得电，中间继电器KA3触点闭合，电磁阀控制部分得电。②YV1、YV4通电，快进。③运动到行程开关SQ1，SQ1常闭触点断开；只有YV1通电，工进，镗孔。④运动到行程开关SQ3，SQ3常闭触点断开；电磁阀控制部分断电，停车。⑤按下复位按钮SB3，中间继电器KA2线圈得电；KA2辅助触点闭合，在SB3处形成自锁并且YV1、YV3通电，运动台快退。⑥运动到行程开关SQ5，SQ5组合开关按下；接触器KM1断电，KM1主触点断开，切断电动机电源；接触器KM3、时间继电器KT得电；KM3的主触点闭合，给电动机两相绕组通入直流电流，进行能耗制动；延时时间到，KT触点断开，KM2线圈断电，主触点断开切断直流电源。(2)选择进行铰孔控制①线圈KA4得电，中间继电器KA3触点闭合，电磁阀控制部分得电。②YV1、YV4通电，快进。③运动到行程开关SQ2，SQ2常闭触点断开，常开触点闭合；YV1、YV2通电，工进，铰孔。④运动到行程开关SQ4，SQ4常闭触点断开；电磁阀控制部分断电，停车。⑤按下复位按钮SB3，中间继电器KA2线圈得电；KA2辅助触点闭合，在SB3处形成自锁并且YV1、YV3通电，运动台快退。6运动到行程开关SQ5，SQ5组合开关按下；接触器KM1断电，昆明主触点断开，切断电动机电源；接触器KM3、时间继电器KT得电；KM3的主触点闭合，给电动机两相绕组通入直流电流，进行能耗制动；延时时间到，KT触点断开，KM2线圈断电，主触点断开切断直流电源。镗床继电器接触器控制系统主要元件的选择3.1电动机的选择专用镗孔机床所应用的电动机主要有：主电动机、静压电动机、液压泵拖动电动机。主电动机型号：Y100L--6型（1.5KW-4A）三相异步电动机静压电动机型号：Y100L--6型（1.5KW-4A）三相异步电动机液压泵拖动电动机型号：为Y801-2型（750W、1.9A）3.2接触器的选择接触器选型主要依据：种类、负载类型、主回路参数。负载类型：在镗孔机床中接触器负载为交流电源（380V）；负载情况：需要频繁启动，所控制的电动机功率为750W；使用环境：为厂房使用，环境恶劣；参数：额定电流为9A；额定电压为220V。综上选择接触器型号为：3TS29~32。3.3中间继电器的选择中间继电器可作为保护用，也可作为自动装置控制用，以增加保护的控制回路的触点数量及容量、扩大控制范围的提高控制能力等。机械作用因素要素：主要指振动、冲击、碰撞等应力作用要素。专用镗孔机床在厂房的工作环境下有很大振动，宜选用采用平衡衔铁机构的小型中间继电器。激励线圈输入参数要素：主电动机为Y100L--6型（1.5KW-4A）三相异步电动机拖动、液压系统中液压泵拖动电机为Y801--2型（750W、1.9A）。故额定电流为4A；额定电压=额定功率/额定电流=375V综上所述中间继电器应选用JDA1-44A。73.4熔断器的选择(1)照明电路熔体额定电流≥被保护电路上所有照明电路工作电流之和。(2)电动机：①单台直接起动电动机：熔体额定电流=（1.5~2.5）X电动机额定电流②多台直接起动电动机：总保护熔体额定电流=（1.5~2.5）X各台电动机电流之和。③降压起动电动机：熔体额定电流=（1.2~2）X电动机额定电流④绕线式电动机：熔体额定电流=（1.2~1.5）X电动机额定电流(3)配电变压器低压侧：熔体额定电流=（1.0~1.5）X变压器低压侧额定电流。(4)并联电容器组：熔体额定电流=（1.3~1.8)X电容器组额定电流。根据题目要求主动电动机为Y100L--6型（1.5KW-4A）三相异步电动机拖动、液压系统中的液压泵拖动电机为Y801-2型（750W、1.9A）。故额定电流为4A；额定电压=额定功率/额定电流=375V；综合所述熔断器选择：RL1-5和RL-2。3.5专用镗孔机床各主要元器件型号选择一览表8专用镗孔机床主要元件及型号如1表表1镗孔机床各部分原件明细表总结经过一周的奋战我的课程设计终于完成了。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现静压电动机M2主电动机M1液压泵拖动电机RLC主电路熔断器FU辅助控制电路熔断器FU1接触器KM1接触器KM2接触器KM3急停按钮启动按钮手动操作复位按钮中间继电器KA1中间继电器KA2通电延时时间继电器KT通电延时时间继电器KT1行程开关SQ1行程开关SQ2行程开关SQ3行程开关SQ4行程开关SQ5选择开关SAY100L-6型（1.5KW-4A）三相异步电动机Y100L-6型（1.5KW-4A）三相异步电动机为Y801-2(750W、1.9A)RL1-5RL1-23TS29~323TS29~323TS29~32XB5ASS42CXB7EA31CXB7EA33CJDA1-44AJDA1-44AJSK-10/1JSK-10/1LX32-2LX32-2LX32-2LX32-2LX32-2XB5AD33C9其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。在此要感谢我的指导老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。参考文献[1]张志义,孙蓓编著,机电传动控制,机械工业出版社.2009[2]周文森等编著,简明电工手册,机械工业出版社.1981[3]齐占庆.王振臣.编著,电气控制技术.机械工业出版社.2002[4]工厂常用电气设备手册编写组.工厂常用电气设备手册.中国电力出版社.1998[5]杨国福编著.化学工业出版社.常用抵押电气手册.2009[6]周万珍编著.PLC分析与设计应用.电子工业出版社.2004[7]李道霖编著.电气控制与PLC原理及应用.电子工业出版社.2004