C650卧式车床电气控制系统设计

1职业技术学院2届毕业设计材料目录姓名专业指导教师辅导员毕业设计任务书毕业设计指导记录册毕业设计毕业设计成绩评定表毕业实习报告2012年4月1日2职业技术学院毕业论文（设计）任务书题目：C650卧式车床电气控制系统设计姓名：学号：系别：专业：班级：指导教师：2012年1月10日3（一）课题意义及主要内容：本课题意在使学生理解并掌握卧式车床的加工工艺和控制原理。并独立设计的出一套卧式车床的电气控制系统，使学生对所学的专业知识，有一个总结和综合运用的过程。主要内容：介绍卧式车床的基本结构，设计出主电路与控制电路并进行分析、列举部分故障及检修方法。2012年1月10日（二）目的要求：1.掌握毕业设计的基本格式、步骤和方法。2.掌握普通车床的加工工艺和工作过程。3.能够根据工艺要求设计出电气控制原理图。4.能够列举故障现象，找出故障原因，进行工作检修。2011年1月10日（三）进度计划：2011.12—2012.1.：提出设计任务，设计课题和设计要求。2012.1—2012.2：学生完成设计提纲、程序、摘要和草图。2012.2—2012.3:提出设计修改意见，最后定稿，完成设计。2012.3—2012.4：完成设计答辩和成绩评定。2011年1月10日（四）审批意见：系（专业）负责人签字：年月日4（五）学生开始执行任务书日期：年月日（六）学生提交全部论文日期：年月日（七）学生签名：年月日（八）指导教师签名：年月日（九）注意事项：1、本任务书一式二份，各系留存一份，交教务处一份；任务书第（一）、（二）、（三）、（五）、（六）、（八）项由指导教师认真填写；第（四）项由系或专业负责人认真填写；第（七）项由学生本人填写。2、学生应在指导教师指导下根据本任务书的要求制定具体实施计划并按时完成任务。5职业技术学院毕业论文（设计）指导记录册题目：C650卧式车床电气控制系统设计姓名：学号：系别：专业：班级：指导教师：2012年4月1日6（一）论文摘要：（学生填写）C650卧式车床电气控制线路是电气控制课程设计的应用。该课程不但有较高的理论基础要求，而且工程实践性很强，卧式车床是一种应用极为广泛的金属切削加工机床，主要用来加工各种回转表面、螺纹和端面，并可通过尾架进行钻孔，绞孔和攻螺纹等切削加工。卧式车床通常由一台主电机拖动，经由机械传动链，实现切削主运动和刀具进行给运动的输出，其运动速度由变速齿轮箱通过手柄操作进行切换。刀具的快速移动，冷却泵和液压泵等常采用单独的电动机的驱动。本设计针对车床的加工工艺特点进行电气控制系统设计，达到设计目的。关键词：正反转点动反接制动自锁延时启动2012年4月1日7（二）参考书目：（学生填写）[1]孙平.电气控制与PLC.[M]北京：高等教育出版社，2004[2]李仁.电气控制.[M]北京：机械工业出版社，1990[3]余雷声.电气控制与PLC应用.[M]北京：机械工业出版社，1996[4]李先允.自动控制系统.[M]北京：高等教育[5]焦振华.机床电气控制技术.[M]北京：北京理工大学出版社.1992[6]王永华，王东云等.现代电气及可编程控制技术[M].北京：北京航空航天大学出版社.20022012年4月1日8（三）论文提纲：（学生填写）首先，介绍普通车床的主要类型和结构。其次，通过对C650式普通车床的主电路和控制电路的分析和阐述达到设计的目的。最后，列举部分车床电气线路的故障与维修的方法等。2012年2月20日9（四）提纲修改意见：（指导教师填写）学生收到意见时间：学生收到意见签名：年月日（五）初稿修改意见：（指导教师填写）学生收到意见时间：学生收到意见签名：年月日10（六）定稿意见：（指导教师填写）指导教师签名：年月日11职业技术学院（2012）届毕业论文（设计）题目：C650卧式车床电气控制系统设计姓名：学号：班级：所在系别：所在专业：完成时间：指导教师：12摘要C650卧式车床电气控制线路是电气控制课程设计的应用。卧式车床是一种应用极为广泛的金属切削加工机床，主要用来加工各种回转表面、螺纹和端面，并可通过尾架进行钻孔，绞孔和攻螺纹等切削加工。本设计先介绍卧式车床的主要结构、部件和工作方式等。卧式车床通常由一台主电机拖动，经由机械传动链，实现切削主运动和刀具进行给运动的输出，其运动速度由变速齿轮箱通过手柄操作进行切换。刀具的快速移动，冷却泵和液压泵等常采用单独的电动机的驱动。本设计将从理论上实现以上的工艺要求。关键词：正反转点动反接制动自锁延时启动13目录引言………………………………………………….............14一C650卧式车床简介…………………………………………..151.1车床型号………………………………………………………..151.2车床的组成零件…………………………………………….....15二电气控制系统设计………………………………………….…172.1C650车床电力拖动的控制要求及特点…………………….....172.2电气控制线路…………………………………………………….172.2.1主电路分析………………………………………………….…172.2.2控制电路分析…………………………………………….……17三电气线路的故障与维修……………………………………....19四结束语…………………………………………………….…...21参考文献…………………………………………………………..2214引言普通机床的电气控制广泛应用于企业生产、学习和掌握电气控制系统的原理和分析方法有十分重要的意义。本设计以C650车床设备为例，分析具体电气控制系统的应用，为电气实图，维护修理打下一定的基础。电气控制线路的分析基础：电气控制线路的功能以满足机械设备控制要求为目的。所以详细了解设备的基本结构工作原理，运动部件的动作要求以及操作手柄、开关、按钮以及行程开关的状态和控制作用是控制线路的分析基础。电气控制线路的分析方法：电气控制线路的工作原理主要结合电气原理图进行分析。电气原理图可分为主电路和控制电路及信号指示电路等几部分，通过对电路环节控制原理的分析，达到了解和掌握电动机各个控制环节以及整个设备电气控制线路原理的目的，方便对设备进行维护和检修。15一C650卧式车床简介1.1车床型号车床种类很多，有卧式车床、立式车床、仪表车床、落地车床、仿形及多刀车床等。现以C650型卧式车床为例介绍型号中的有关含义：C650C-类别代号（车床类）6-组别代号（普通车床组）50-主参数（主轴中心线距床身导轨面高度的1/10，mm）1.2车床的组成部分及其作用C650车床主要由床身、主轴、进给箱、溜板箱、刀架、丝杆、光杆、尾座等部分组成。下图为C650-型普通卧式车床的外形图，其主要组成部分如下：16主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电板传来的旋转运动经过一系列的变速机使主轴得到所需的正反两种转向的不同的转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运动的平稳性直接影响共建的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的实用价值就会降低。刀架：刀架是装夹车刀并使其作纵向、横向和斜向移动的部件尾座：尾座可用来安放后顶尖，以支持轴类工件的外伸端，也可安装钻头、绞刀等孔加工工具。光杆和丝杆：用以联结进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杆是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杆，不用丝杆。溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杆和丝杆的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杆传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杆带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。床身：是用于支撑和链接车床个部件，并带有紧密导轨的基础零件。进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杆或丝杆将运动传至刀架以进行切削。17二C650卧式车床电气控制系统设计2．1C650卧式车床电气控制系统设计C650型普通车床是一种中型车床，除有主轴电动机M1和冷却泵电动机M2外，还设置了刀架快速移动电动机M3。它的控制特点是：1．主轴的正反转不是通过机械方式来实现，而是通过电气方式，即主轴电动机M1的正反转来实现的，从而简化了机械结构。2．主轴电动机的制动采用了电气反接制动形式，并用速度继电器进行控制，实现快速停车。3．为便于对刀操作，主轴设有点动控制。4．采用电流表来检测电动机负载情况。5．控制回路由于电器元件很多，故通过控制变压器TC同三相电网进行电隔离，提高了操作和维修时的安全性。2．2电气控制线路分析18C650普通车床的电气控制原理图见附图。2．2．1主电路分析图中QS为电源开关。FU1为主轴电动机M1的短路保护熔断器，FR1为其过载保护用热继电器。R为限流电阻，在主轴点动时，限制启动电流，在停车反接制动时，又起限制过大的反向制动电流的作用。电流表A用来监视主电动机M1的绕组电流，由于实际机床中M1功率很大，故A接入电流互感器TA回路。机床工作时，可调整切削用量，使电流表A的电流接近主轴电动机M1额定电流的对应值（经TA后减小了的电流值），以便提高生产效率和充分利用电动机的潜力。KM1，KM2为正反转接触器，KM3为用于短接电阻R的接触器，由它们的主触点控制主轴电动机M1。图中KM4为接通冷却泵电动机M2的接触器，FR2为M2过载保护用热继电器。KM5为接通快速移动电动机M3的接触器，由于M3点动短时运转，故不设置热继电器。2.2.2控制电路分析19（1）主轴电动机的点动调整控制当按下点动按钮SB2不松手时，接触器KM1线圈通电，KM1主触点闭合，电网电压经限流电阻R通入主电动机M1，从而减少了起动电流。由于中间继电器KA未通电，故虽然KM1的辅助常开触点已闭合，但不自锁，因而，当松开SB2后，KM1线圈随即断电，进行反接制动(详见下述)主轴电动机M1停转。（2）主轴电动机的正反转控制当按下正向起动按钮SB3时，KM3通电，其触点闭合，短接限流电阻R，另有一个常开辅助触点KM3闭合，使得KA通电吸合，KA闭合，使得KM3在SB3松手后也保持通电，进而KA也保持通电。另一方面，当SB3尚未松开时，由于KA得另一常开触点KA已闭合，故使得KM1通电，其主触点闭合，主电动机M1全压起动运行。KM1的辅助常开触点KM1也闭合。这样，当松开SB3后，由于KA的二个常开触点KA保持闭合，KM1也闭合，故可形成自锁通路，从而KM1保持通路。另外，在KM3得电同时，时间继电器KT通电吸合，其作用是使电流表避免起动电流的冲击(KT延时应稍长于M1的起动时间)。图中SB4为反向起动按钮，反向起动过程同正向时类似，不再赘述。（3）主轴电动机的反接制动KH-C650-2车床采用反接制动方式，用速度继电器KS进行检测和控制，点动、正转、反转停车时均有反接制动，假设原来主轴电动机M1正转运行着，则KS的正向常开触点闭合，而反向常开触点，依然断开着。当按下总停按钮SBI后，原来通电的KM1、KM5、KT20和KA就随即断电，它们的所有触点均被释放而复位。然而，当SB1松开后，M1由于惯性转速还很高，KS仍闭合，所以反转接触器KM2立即通电吸合，电流通路是：1→2→3→9→10→12→KM2线圈→7→0这样，主电动机M1就被串电阻反接制动，正向转速很快将下来，当降到很低时（n100r/min），KS的正向常开触点KS断开复位，从而切断了上述电流通路。至此，正向反接制动就结束了。点动时反接制动过程和反接时反接制动过程不再赘述。（4）刀架的快速移动和冷却泵控制转动刀架手柄，限位开关SQ被压动而闭合，使得快速移动接触器KM5通电，、快速移动电动机M3就启动运转，而当刀架手柄复位时，M3随即停转。冷却泵电动机M2的停机按钮分别为SB6和SB5。三C650卧式车床电气线路的故障与维修随着现代化工业和现代化制造技术的发展，制造系统的自动化。集成化程度越来越高，在这样的生产环境下，一旦某台设备