C6136型普通车床的数控化改造

毕业设计（论文）任务书题目：C6136型普通车床的数控化改造继电—接触系统设计学院指导教师专业职称学生系主任________设计（论文）进度计划表序号起止日期计划完成内容实际完成内容检查日期检查人签名12010年8月25日至2010年9月10日查找资料，初步确定论文题目完成22010年9月11日至2010年9月28日与老师商讨，确定论文题目完成32010年9月29日至2010年10月9日根据论文题目进一步查找材料完成42010年10月10日至2010年11月12日完成开提报告及论文大纲交老师批阅完成52010年10月13日至2010年10月30日依据论文大纲完成论文交老师批阅完成62010年11月1日定稿打印完成7指导教师批准日期年月日签名注：1.本任务书一式两份，一份院或系留存，一份发给学生，任务完成后附在说明书内。2.“检查人签名”一栏和“指导教师批准日期”由教师用笔填写，其余各项均要求打印，打印字体和字号按照《天津大学关于专科生毕业设计（论文）统一格式的规定》执行。一、原始依据（资料）车床最大工件直径×最大工件长度360×1000（mm）最大加工直径床身360mm主轴孔直径30mm主轴转速（转/分）42～980电机功率4KW二、设计内容和要求（说明书、专题、绘图、试验结果等）设计内容为：设计C6136型普通车床数控化改造的继电接触系统设计，以设计车床继电接触系统的电路原理图、接线图、位置图和所需电器元件的选择为主。设计要求为：普通车床数控化改造的继电接触系统改造后应具有主轴电动机正反转控制。刀架快速移动电动机应能正反转运转以实现横向、纵向进给。整个电路采用保护接零方式及短路保护、过载保护、失压欠压保护和漏电保护。摘要本文是C6136型普通车床数控化改造的继电接触系统的设计为主。主要是主轴电动机控制线路和冷却泵、刀架快速移动电动机的控制线路及照明电路和控制回路的设计。同时考虑了各电气控制线路的主回路的保护及照明电路和控制回路的电源的设计。原始的主轴电动机是采用人工操作按钮开关实现的，而改造后的主轴电动机完全由微型机算计输出信号控制。冷却泵电动机也由计算机输出信号控制。刀架电动机原始是由手动摇柄操作以达到横向、纵向进给的要求，改造后的刀架电动机完全由微型计算机输出信号控制刀架电动机横向、纵向进给运动。改造后的数控车床的主回路分别也由主轴、冷却泵和刀架三台三相异步电动机组成。接触器KM1和接触器KM2形成互锁以达到主轴电动机正反转。冷却泵电动机由KM3控制起停。接触器KM4和接触器KM5互锁达到刀架快速移动电动机正反转的目的。控制回路由中间继电器KA担任信号连接作用。保护环节采用了漏电保护器、熔断器、空气开关和行程开关等电器。能对整个控制电路起到短路保护、过载保护、失压欠压保护、漏电保护及行程限制等保护作用。目录第一章、机床传动的总体方案………………………………………………1第二章、电气控制线路的设计………………………………………………12.1设计主回路……………………………………………………………………12.2设计主回路的保护元件………………………………………………………22.3设计主轴电动机M1的控制线路……………………………………………22.4设计冷却泵电动机M2的控制线路………………………………………32.5设计刀架快速移动电动机M3的控制线路…………………………………42.6控制线路的电源设计………………………………………………………42.7设计照明电路………………………………………………………………5第三章、电器元件的选择……………………………………………………63.1漏电保护器的选择……………………………………………………………63.2电源引入开关的选择…………………………………………………………63.3主轴主回路开关的选择……………………………………………………63.4接触器KM1、KM2、KM2、KM4和KM5的选择…………………………………73.5熔断器FU1、FU2和FU3的选择………………………………………………73.6控制变压器的选择……………………………………………………………7第四章、制定电器元件明细表………………………………………………8第五章、绘制电气线路接线图………………………………………………8第六章、结束语…………………………………………………………………11致谢…………………………………………………………………………………13参考文献……………………………………………………………………………14天津大学成人高等教育本科生毕业设计（论文）1设计C6136型普通车床继电接触系统设计第一章、机床传动的总体方案1.机床的三相交流电源由自动空气开关QF3引入，整个电路前设有漏电保护QR。2.机床主运动由主轴电动机M1控制，主轴电动机应能正反向运转，用两台接触器KM1和KM2来实现。同时应具有短路、过载、失压欠压保护。3.为了提高工作效率，刀架应能快速移动。刀架的快速移动由单独的快速电动机M3拖动。电动机M3应能正反转运转以实现横向、纵向进给，应采用两台接触器KM4和KM5来实现。并且采用横向移动、纵向移动的限位控制。4.冷却泵电动机单独由电动机M2拖动。同时冷却泵电动机和刀架快速移动电动机采用自动空气开关QF2控制，并具有短路、过载、失压欠压保护第二章、电气控制线路的设计2.1设计主回路主回路由主轴、冷却泵和刀架三台三相异步电动机组成。其中：主轴电动机M1选用J02—41—4型，功率40KW，转速1450r/min，主轴电动机M1上设有正反转。冷却泵电动机M2选用AB—25型，功率90W，流速2.5升/分，单方向旋转（不需要反转）。刀架快速移动电动机M3选用JD120型，功率120W，额定电压380V，转速为1400r/min，装设有正反转。三台三相异步电动机均为直接启动。其主回路由下图所示。天津大学成人高等教育本科生毕业设计（论文）22.2设计主回路的保护元件整个电路前加有漏电保护，以防止人身触电。空气开关QF3担任整个电路的短路、过载、失压欠压保护。采用熔断器FU1担任整个电路短路保护。熔断器FU2担任照明电路的短路保护。熔断器FU3担任控制回路的短路保护。主轴电动机M1设有过载保护、失压欠压保护、短路保护由空气开关QF1担任。冷却泵电动机M2和刀架快速移动电动机M3共同设有过载保护、失压欠压保护、短路保护由空气开关QF2担任。2.3设计主轴电动机M1的控制线路考虑到操作方便，主电动机M1由接触器KM1和KM2控制，以达到正反转的目的。接触器KM1和接触器KM2的动作信号有中间继电器KA1和KA2传递。主轴停由中间继电器KA6控制。天津大学成人高等教育本科生毕业设计（论文）32.4设计冷却泵M2的控制线路冷却泵电动机M2由接触器KM3控制。接触器KM2的动作信号由中间继电器KA3传递。天津大学成人高等教育本科生毕业设计（论文）42.5设计刀架快速移动电动机M3的控制线路刀架快速移动电动机M3由接触器KM4和KM5实现正反转控制。接触器KM4和KM5由中间继电器KA4和KA5传递控制信号。2.6控制线路的电源设计考虑到安全可靠及满足照明指示灯的要求，采用多抽头变压器供电，其原边电压380V，副边为36V和220V。照明灯电路36V。天津大学成人高等教育本科生毕业设计（论文）52.7设计照明电路设置一照明灯EL，供安全照明使用，由开关K控制启停。照明灯EL电压为36V，功率为25W，电源接通后，EL立即发光。根据上述设计，考虑到各局部线路之间相互关系和电气保护线路，绘制电器原理图。天津大学成人高等教育本科生毕业设计（论文）6第三章、电器元件的选择3.1漏电保护器的选择为了防止机床外壳带电致使操作人员发生触电危险应在整个电路前装设漏电保护器QR。漏电保护器应选择额定电流为32A、动作电流为30mA。3.2电源引入开关的选择电源的引入主要由空气开关QF3控制，QF3具有失压欠压、短路、过载保护，空气开关QF3应选择DZ108—20额定电流为40A。3.3主轴主回路开关的选择主轴线路上接触器KM1和接触器KM2之前应装有空气开关QF1为主轴电动机M1担任短路、过载、失压欠压保护。空气开关QF1应选用DZ108—20型，额定电流为10A；天津大学成人高等教育本科生毕业设计（论文）7冷却泵电动机、刀架快速移动电动机线路上的接触器KM3、KM4、KM5之前装有空气开关QF2，为电动机M2、M3担任短路、过载、失压欠压保护，空气开关QF2选用DZ108—20型，额定电流为6.3A；3.4接触器KM1、KM2、KM3、KM4和KM5的选择接触器KM1的选择由于主轴电动机M1额定电流IN=8.4A，控制回路电源220V，需要主触头三对，常闭辅助触头一对。根据上述情况，选用CJXZ—1801型接触器，电磁线圈电压为220V；其余四个接触器也用同一型号接触器，电磁线圈的电压均为220V；3.5熔断器FU1、FU2和FU3的选择熔断器FU1是对M1、M2和M3这三台电动机进行短路保护，熔体电流应为变压器电流：U1/U2=I2/I1380/220=18/I1I1=10.42A主电动机电流：AKW638034∴IRN≥（1.5～2.5）INmax+∑INIRN≥（1.5～2.5）×6A+(10.42A+0.31A+0.6A)IRN≥12.6+0.91IRN≥6A由此可见，熔断器FU1可选用RT28—32X型熔断器，可配用15A熔断体；熔断器FU2可选用RT28—32X型熔断器，可配用2A熔断体；熔断器FU3对控制回路进行短路保护，熔体电流应为：IR≥3×6=18A熔断器FU3可选用RT28—32X型熔断器，可配用5A熔断体；3.6控制变压器的选择变压器最大负载是接触器KM1，KM3和KM5同时工作，Sb≥Kb∑Sxc=1.2×11×3+25=69.6（VA）天津大学成人高等教育本科生毕业设计（论文）8由此可见，变压器可选用BK-4800/380型，规格为70VA，380V/220V/36V。第四章、制定电器元件明细表电器元件明细表要注明元件的型号，规格和数量等。C6163型普通车床电器元件表符号名称型号规格数量M1异步电动机J02—41—44KW、14kw、1450r/min1M2冷却泵电动机AB—2590W、380V、25升/分1M3电动刀架JD120120W、380V、1400r/min1KM1—KM5交流接触器CJXZ—180112A、220V5KA1—KA6中间继电器JQX—13F5A、24V6FU1熔断器RT28—32X550V、380V、熔体20A3FU2熔断器RT28—32X550V、380V、熔体1A1FU3熔断器RT28—32X550V、380V、熔体18A2TC1控制变压器BK-4800/38070VA、380V/220V/36V1QF1空气开关DZ108—2010A1QF2空气开关DZ108—206.3A1QF3侧空气开关DZ108—2040A1EL照明灯KXB-1AGDO3636V25W1QR漏电保护器32A动作电流30mA1K灯开关2A1（附表4—1）第五章、绘制电气线路接线图天津大学成人高等教育本科生毕业设计（论文）9机床的电气接线图是根据电气原理图及各电气设备安装的布置来绘制的。电气设备的安装和线路故障的检查都要以电气接线图为依据。接线图表示出各电器元件的相互接线关系，因此要求接线图中各电器元件的相对位置与实际安装的位置相符，并且将同一个元件的各导电部分画在一起，其文字符号则与原理图一致对各部分线路之间的接线和对外部接线，都应通过端子板进行，且应注明外部接线的去向。为了看图的方便，对导线走向一致的很多根线，合并画成单线，可在元件接线端标明界线的编号和去向。接线图还应标明接线用导线的种类和规格，以及穿管的管子型号、规格和尺寸，成束的接线应注明接线的根书及其接线号，管内敷线明细表见表C6163型普通车床管内敷线明细表代号穿线用管（或电缆）类型电线接线号截面（mm2）根数1内径