《M7120-型平面磨床电气控制线路的安装与调试》电子教材.

任务六M7120平面磨床电气控制线路的安装与调试磨床是一种精密机床，它主要是用砂轮的周边或端面对工件的表面进行机械加工。磨床的种类很多，根据用途不同分为内圆磨床、外圆磨床、平面磨床、无心磨床以及球面磨床、齿轮磨床、螺纹磨床等专用机床。在实际机械加工当中，经常要用平面磨床进行加工。平面磨床根据最大加工尺寸的大小可以分为，M7120型、M7130型。日常的工作实践当中，对于从事电气技术工作者，经常要进行磨床电气线路的安装、元器件的维修及更换、其它电气故障的维修等。因此掌握磨床的结构、运行形式以及对电力拖动的控制要求等是电气人员必须掌握的。本任务中我们以M7120型平面磨床进行分析。1.能通过阅读工作任务联系单和现场勘察,明确工作任务要求。2.能正确识读电气原理图,绘制安装图、接线图,明确M7120型平面磨床电气控制线路的控制过程及工作原理。3.能按图纸、工艺要求、安全规范等正确安装元器件、完成接线。4.能正确使用仪表检测电路安装的正确性,按照安全操作规程完成通电试车。5.能正确标注有关控制功能的铭牌标签，施工后能按照管理规定清理施工现场。学习情境一M7120型平面磨床的认识1.能通过阅读工作任务联系单和现场勘察,明确工作任务要求。2.能正确识读电气原理图,绘制安装图、接线图,明确M7120型平面磨床电气控制线路的控制过程及工作原理。平面磨床是用砂轮磨削加工各种零件的平面。形式有多种多样，如图6-1-1所示，M7120型平面磨床是平面磨床中使用较为广泛的一种机床，该磨床操作方便，磨削精度和光洁度都比较高，适用于磨削精度零件和各种工具，并可以作镜面磨削。其外形如图6-1-1a所示。任务描述学习目标学习目标知识准备2a）b）c）M7120卧轴矩台式平面磨床MS810卧轴矩台数显手动平面磨床MD250卧轴电动平面磨床图6-1-1常用平面磨床一、型号意义M7120磨床工作台的工作面宽为200mm平面卧轴矩台式二、主要结构及运动形式M7120平面磨床是卧轴矩形工作台式结构如图6-1-2所示，它由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮箱、滑座、立柱等部分组成。它的主要运动是砂轮的快速旋转，辅助运动是工作台的纵向往复运动和砂轮架的横向以及垂直进给运动。工作台每完成一次纵向往复运动，砂轮架横向进给一次，从而能连续地加工整个平面。当整个平面加工磨完一遍后，砂轮架在垂直于工件表面的方向移动一次，称为吃刀运动。通过吃刀运动，可将工件尺寸磨到所需的尺寸。图6-1-2M7120平面磨床的外形结构3三、电力拖动特点和控制要求1．砂轮的旋转运动砂轮电动机M2装在砂轮箱内，带动砂轮旋转，对工件进行磨削加工。采用的是一台三相异步电动机拖动。为了使磨床体积小，结构简单和提高其加工精度，采用装入式电动机，将砂轮直接装在电动机轴上。2.工作台的往复运动矩形工作台的往复运动，是由液压传动完成的，因为液压传动换向平稳，易于实现无级调速。液压泵电动机M1拖动液压泵，工作台在液压作用下作纵向往复运动。当装在工作台前侧的换向挡铁碰撞床身上的液压换向开关时，工作台就自动改变了方向。图6-1-3矩形工作台平面磨床工作图3.砂轮架的升降运动M4是砂轮升降电动机，用于磨削过程中调整砂轮与工件之间的位置。4.砂轮架的横向进给砂轮架的上部有燕尾型导轨，可以沿着滑座上的水平导轨作横向移动。在磨削的过程当中，工作台换向时，砂轮就横向进给一次。在修正砂轮或调整砂轮的前后位置时，可连续横向移动。砂轮架的横向进给可以用手轮来操作，也可以由液压传动。5.切削液的供给冷却泵电动机M3拖动切削泵旋转，供给砂轮和工件切削液，同时切削液带走磨下的铁屑。要求砂轮电动机M2和冷却泵电动机M3是顺序控制。6.电磁吸盘的控制工件可以直接用螺钉和压板直接固定在工作台上，也可以在工作台上装电磁吸盘，将工件吸附在电磁吸盘上。因此，要求电磁吸盘有充磁和退磁环节。为保证安全，要求电动机M1、M2、M3、M44四台电动机与电磁吸盘之间有电气联锁装置。即电磁吸盘充磁后，电动机才能启动。电磁吸盘不工作或发生故障时，三台电动机均不能启动。三、电气控制线路分析M7120平面磨床电气原理图如图6-1-4所示。图6-1-4M7120平面磨床电气原理图线路由主电路、控制电路、电磁吸盘控制电路和辅助电路四部分组成。51.主电路分析主电路中有四台电动机。其中M1为液压泵电动机，实现工作台的往复运动，由KM1控制。M2为砂轮电动机，带动砂轮旋转对工件进行磨削加工，由KM2控制。M3为冷却泵电动机，为磨削工件时输送冷却液。M4为砂轮箱升降电动机，用于磨削过程中调整砂轮与工件之间的位置，分别由KM3、KM4控制。FU1对电路进行短路保护，FR1、FR2、FR3分别对M1、M2、M3进行过载保护。因砂轮升降电动机短时运行，所以不设置过载保护。四台电动机的工作要求是：M1、M2和M3只要求单向旋转，M4要求能正反转控制，冷却泵电动机要求在M3砂轮电动机M2运转后才能运转。2.控制电路分析当电源正常时，合上电源开关SC1,欠电压继电器KV线圈得电，KV的动合触点闭合，可进行操作。（1）液压泵电动机M1控制(其控制电路位于7区）起动过程为：按下SB3，SB3动作,KM1线圈(得电吸合),KM1主触头闭合，KM1常开触头闭合自锁，M1起动运转停止过程为：按下SB2,SB2动作,KM1线圈(失电释放),KM1主触头断开，KM1常开触头复位断开，M1停转。（2）砂轮电动机M2的控制（其控制电路位于9区）起动过程为：按下SB5，SB5动作,KM2线圈（得电吸合）,KM2主触头闭合，KM2常开触头闭合，M2起动；停止过程为：按下SB4,SB4动作，KM2线圈(失电释放)，KM2主触头断开,KM2常开触头复位断开M2停转。（3）冷却泵电动机M3的控制冷却泵电动机由于通过插座XS1与接触器KM2主触点相联，因此M3是与砂轮电动机M2联动控制，按下SB5时M3与M2同时起动，按下SB4时同时停止。FR2与FR3的常闭触点串联在KM2线圈回路中，M2、M3中任一台过载时,相应的热继电器动作,都将使KM2线圈失电,M2、M3同时停止。（4）砂轮升降电动机M4的控制其控制电路位于11区，12区，采用点动控制。砂轮上升控制过程为：按下SB6，SB6动作，KM3线圈（得电吸合）KM3主触头闭合，M4起动正转运转，砂轮上升。当砂轮上升到预定位置时，松开SB6,SB6复位断开,KM3线圈（失电释放）,KM3主触头断开，M4停转，砂轮停止上升。6砂轮下降控制过程为：按下SB7,SB7动作，KM4线圈（得电吸合）KM4主触头闭合，M4起动反转运转,砂轮下降。当砂轮下降到预定位置时，松开SB7，SB7复位断开，KM4线圈（失电释放），KM4主触头断开，M4停转，砂轮停止下降。（5）照明和指示电路的控制电源由变压器TC提供,变压器原边电压是380V,照明和指示电路的电压分别为24V和6V安全电压，照明灯开关SC1，控制照明灯EL。3.电磁吸盘控制电路分析（1）电磁吸盘构造及原理电磁吸盘外形有长方形和圆形两种。矩形平面磨床采用长方形电磁吸盘，圆台平面磨床用圆形电磁吸盘。电磁吸盘工作原理如图6-1-5所示。图6-1-5电磁吸盘工作原理1-钢制吸盘体2-线圈3-钢制盖板4-隔磁层5-工件（2）电磁吸盘控制电路它由整流装置、控制装置及保护装置三部分组成。整流装置部分由整流变压器TC和桥式整流器VC组成，输出110V直流电压源。控制装置由按钮SB8、SB9、SB10和接触器KM5、KM6等组成。电磁吸盘保护装置由放电电阻R、放电电容C及欠电压继电器KV组成。当电磁吸盘脱离电源瞬间，吸盘YH的两端产生较大的自感电动势，会使线圈和其它电器损坏，故用电阻和电容组成放电回路。欠电压继电器KV的线圈并联在电磁吸盘YH电路中，KV的动合触头串联在控制电路中，当电源电压降低或断电，电磁吸盘吸不牢工件时，欠压继电器KV释放，KV的动合触头断开，切除控制电路电源，使接触器KM1和KM2线圈断电释放，液压泵电动机M1和砂轮电动机M2停止转动，防止工件被高速旋转的砂轮撞击而飞出的危险，以保证安全。（3）电磁吸盘的充磁过程如下：按下启动按钮SB8，接触器KM5线圈获电吸合并自锁，KM5主触头闭合，电磁吸盘YH线圈得电，工作台充磁吸住工件。磨削加工完毕，在取下加工好的工件时，先按SB9，切断电磁吸盘YH的直流电源，由于吸盘和7工件都有剩磁，所以需对吸盘和工件去磁。去磁过程如下：按下点动按钮SB10，接触器KM6线圈获电吸合，KM6主触头闭合，电磁吸盘YH线圈通入反向直流电，使工作台和工件去磁。去磁时为防止因时间过长使工作台反向磁化，再吸住工件，因此接触器KM6采用点动控制。电压继电器反映的是输入量为电压的继电器叫电压继电器。使用时电压继电器的线圈并联在被测量的电路中，根据线圈两端电压的大小而接通或断开电路。其结构与电流继电器基本相同，只是电磁铁线圈的匝数很多，导线细，阻抗大。JT4系列过电压继电器的外形结构及工作原理如图6-1-5所示。它主要由线圈、圆柱形静铁心、衔铁、触头系统和反作用弹簧等组成。根据实际应用的要求，电压继电器分为过电压继电器、欠电压继电器和零电压继电器。它广泛应用于失压（电压为零）和欠压（电压小）保护中。欠电压继电器是当电压降至某一规定范围时动作的电压继电器；零电压继电器是欠电压继电器的一种特殊形式，是当继电器的端电压降至或接近消失时才动作的电压继电器。可见欠压继电器和零压继电器在线路正常工作时，铁心和衔铁是吸合的，当电压降至整定值时，衔铁释放，带动触头动作，对电路实现欠电压或零电压保护。常用的欠电压继电器和零电压继电器有JT4-P系列，欠电压继电器的释放电压可在40%～70%额定电压范围内整定，零电压继电器的释放电压可在10%～35%额定电压范围内调节。过电压继电器是当电压大于其整定值时动作的电压继电器，主要用于对电路或设备作过电压保护，常用的过电压继电器是JT4-A系列，其动作电压可在105%～120%额定电压范围内调整。U过压继电器线圈常开触头常闭触头a)外形b）结构c）符号图6-1-6JT4系列电压继电器1-铁心2-磁轭3-反作用弹簧4-衔铁5-线圈6-触头小贴士8单相桥式整流电路工作原理一、桥式整流1．电路构成电路如图6-1-7所示，它用了两个四个二极管，构成桥式整流。RLV1V3V2V4Tu2u1～图6-1-7单相桥式整流电路原理图2．工作原理分析在2u正半周内，1V和4V导通，形成由C到D方向的电流，忽略二极管导通压降，则负载上此时电压波形和电源2u正半周波形一致。当2u为负半周时，2V、3V导通，形成由C到D方向的电流，也忽略二极管导通压降，则负载上此时电压波形和电源2u负半周波形一致，但方向却和电源2u相反，和正半周时候电压波形一致。电路的过程可以用下面波形图表示图6-1-8单相桥式整流电路波形图3．直流与交流之间的数值关系小词典920.9LUU（LU为整流得到的直流电压，2U为变压器副边的交流电压有效值）若负载为电阻，阻值为LR则电阻上得到的直流电流为LI则20.9LLLLUUIRR4．二极管工作时候承受的电压和电流（1）二极管在工作时，截止时承受反向电压，这个反向电压的最大值为RMU=22U(2）二极管在导通时候有电流通过，通过的电流平均值等于负载电阻流过的电流的一半，即1122LFLLUIIR依据此，二极管选择时候，二极管的最高的反向电压应大于22U，而二极管额定电流应该大于FI二、RC电路的充电和放电1.电容器的充电当开关S置于接点“1”，电源便向电容器充电。开始时灯泡较亮，然后逐渐变暗，从电流表可以观察到充电电流由大到小的变化，从电压表可以观察到电容器两端电压由小到大的变化。经过很短的一段时间，灯泡熄灭，电流表指针回到零，电压表所示电压值接近电源电动势，即Uc≈E,这表明电容器已充满了电荷。电容器的基本结构是在两块金属极板之间夹一层绝缘介质，在本质上它是不能导电的，那么，它为什么又能储存电荷呢？下面来看一下电容器的充电示意图（图6-1-9）。在接上电源瞬间，电源负端的电子