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1、辽 宁 工 业 大 学电气控制技术课程设计（论文）题目： Z35型摇臂钻床电气控制电路设计院（系）： 软件工程学院 专业班级： 楼宇智能化工程技术 学 号： 091407075 学生姓名： 鲁德国 指导教师： 李 宝 国 教师职称： 教 授 起止时间：2011.06.2707.08 课程设计（论文）任务及评语院（系）： 教研室： 学 号091407075学生姓名鲁德国专业班级楼宇智能化工程技术093班课程设计（论文）题目Z35型摇臂钻床电气控制电路设计课程设计（论文）任务 要求设计报告严格按照设计要求书写（见附页）。具体设计包括内容如下：1、 查阅资料，了解钻床的基本结构，掌握运动过程。2、
2、确定电气传动方案。3、 设计控制电路（包括主电路、控制电路及辅助电路）。4、 详细阐述分析其工作原理。5、 选择各种电器设备（列出清单）。6、 对课程设计进行总结。指导教师评语及成绩成绩： 指导教师签字： 年 月 日目 录第1章 Z35型摇臂钻床的简介11.1 Z35型摇臂钻床的主要结构11.2 Z35型摇臂钻床的运动形式11.3 Z35型摇臂钻床电气拖动特点及控制要求11.4 Z35型摇臂钻床的日常保护1第2章Z35型摇臂钻床的传动方案22.1 Z35型摇臂钻床的调速22.2 Z35型摇臂钻床的正反转2第3章Z35型摇臂钻床电气控制线路33.1主电路设计33.2 控制电路设计4第4章Z35型
3、摇臂钻床电器元件的选择6第5章Z35课程设计总结7参考文献8第1章 Z35型摇臂钻床的简介 1.1 Z35型摇臂钻床的主要结构摇臂钻床主要底座、内立柱、摇臂、主轴箱及工作台等部分组成。内力值固定在底座的一端，在它的外面套有外立柱，外立柱可绕内立柱回转360度摇臂的一端为套筒，它套7装在外立柱做上下移动鱿鱼丝杆与外立柱连接在一起，而升降螺母固定在摇臂上，因此摇臂不能要外立柱转动，只能与外立柱来回转主轴箱是一个复合部件，由于转动电动机、主轴和住周转动机构，进给和变速机构，机床的操作机构等部分组成主轴箱安装在摇臂上的水平导轨上，可以通过手轮操作使其在水平导轨上眼摇臂移动。1.2 Z35型摇臂钻床的运
4、动形式 当进行加工时，由于特的加紧装置将主轴箱紧固在摇臂的轨道上，而外立柱紧固在内立柱上摇臂紧固在外立柱上，然后进行钻削加工一边进行纵向进给，其运动形式为：(1) 摇臂钻床的主运动为主轴的旋转运动；(2) 如给运动为主轴的纵向入给、(3) 辅助运动有;摇臂沿外立柱垂直移动，主轴箱沿摇臂长度方向的移动，摇臂雨外立柱一起绕内立柱的回转运动。1.3 Z35型摇臂钻床电气拖动特点及控制要求 （1）摇臂钻床运动部件较多，为了简化传动装置采用多台电动机拖动Z35型摇臂钻床采用四台电动机拖动。他们分别是主轴电动机。摇臂升降电动机，液压泵电动机和冷却电动机，这些电动机都采用直接启动方式。（2）为了适应多种形式
5、的加工要求，摇臂钻床主轴的旋转级入给运动较大的调速范围，一般情况多太电动机实现主轴速变机构与进给机构均装在主轴箱内。（3）摇臂钻床的主运动和进给运动均为主轴运动，为此这两项运动有一台主轴电动机拖动，分别经主轴转动机构，进给转动实现主轴的旋转和进给。 （4）在加工螺纹时，要求主轴能够正方转摇臂钻床主轴的正方转一般采用机械方法实现，因此主轴电动机仅需要单项旋转。 （5）摇臂升降电动机要求正反旋转。 （6）内外主轴的加紧与放松，主轴与摇臂的夹紧与放松可用机械操作，电气-装置，电气液压要装置或电器-液压-机械等控制方法实现采用液压装置则液压泵电机。1.4 Z35型摇臂钻床的日常保护（1）清洗转床时，注
6、意要内清洗，要顾及到没一个死角。对于工作台面上的毛刺要认真清洗。（2）对于各个部件的要灵活性也要不可间断的检查，以免运行时发生故障。（3）在检查主轴进刀箱时，要记得捡擦又杂，保证优良的供养。（4）检查电源，门盖等基本部位。（5）时刻检查个电器控制开关的灵活性。（6）注意液压系统的正常运行，是否有漏洞现象发生，这些都是一般最基本的摇臂钻床检查与保养的小常识，但却需要大家多多注意这些小细节。第2章 Z35型摇臂钻床的传动方案2.1 Z35型摇臂钻床的调速钻床可以进行多种形式的加工，如：钻孔，镗孔，铰孔及攻螺纹。因此要求钻床的主轴运动和进给运动有较宽的调速范围。Z35型摇臂钻床的主轴的调速范围为50
7、：1，正转最低转速为40 r/min，最高为2000 r/min，进给范围为0.051.60 r/min。它的调速是通过三相交流异步电动机和变速箱来实现的。也有的是采用多速异步电动机拖动，这样可以简化变速机构。钻床的种类很多，有台钻，立钻，卧钻，专门化钻床和摇臂钻床。台钻和立钻的电气电路比较简单，其他型式的钻床在控制系统上也大同小异。摇臂钻床除了主轴的旋转和进给运动外,还有摇臂的上升，下降及立柱的夹紧和放松。摇臂的上升，下降由一台交流异步电动机拖动，主轴箱，立柱的夹紧和放松由另一台交流电动机拖动。通过电动机拖动一台齿轮泵，供给夹紧装置所需要的压力油。而摇臂的回转和主轴箱的左右移动通常采用手动。
8、此外还有一台冷却泵电动机对加工的刀具进行冷却。2.2 Z35型摇臂钻床的正反转摇臂钻床适合于在大，中型零件上进行钻孔，扩孔，铰孔及攻螺纹等工作，在具有工艺装备的条件下还可以进行镗孔。摇臂钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机拖动，主轴的正反向旋转运动是通过机械转换实现的。故主电动机只有一个旋转方向。摇臂钻床主轴正反转一般采用机械方法来实现，这样主轴电动机只需单方向旋转。摇臂的升降由升降电动机拖动，要求电动机能正，反转。第3章 Z35型摇臂钻床电气控制线路3.1主电路设计主电路设计（27区），三相电源L1L2L3由电源开关QS控制，熔断器FU1实现对全电路的短路保护（1区）。从2区开始
9、就是主电路。主电路有4台电动机。1）M4（2区）是冷却泵电动机，带动冷却泵供给工件冷却液。由于M4容量较小，因此不需要过载保护，由转换开关QS2直接控制。M4直接起动，单向旋转。 2）M1(3区)是主轴电动机，带动主轴的旋转运动和垂直运动，是主运动和进给运动电动机。它由KM1的主触点控制，其控制线圈在13区。热继电器FR1做过载保护，其常闭触点在13区。M1直接起动，单向旋转。主轴的正反转由液压系统和正反转摩擦离合器来实现，空档，制动及变速也由液压系统来实现。 3）M2(45区)是摇臂升降电动机，带动摇臂沿立柱的上下移动。它由KM2，KM3的主触点控制正反转，其控制线圈分别在15，16区。电动
10、机M2是短时运行，因此不需要过载保护。 4）M3(67区)是液压泵电动机，带动液压泵送出压力油以实现摇臂的松开，夹紧和主轴箱的松开，夹紧控制。它由KM4,KM5的主触点控制其正反转，控制线圈分别在17，18区。热继电器FR2作过载保护。其常闭触点在17区。熔断器FU2作摇臂升降电动机M2，液压电动机M3和控制电路的短路保护。图3.1主电路图3.2 控制电路设计控制电路的设计（1319控制电区），控制电路由控制变压器TC(8区)将380V交流电源降为127V。1）主轴电动机M1的控制电路（13区）。主轴电动机M1的控制电路是典型的电动机单向连续控制电路。SB1,SB2分别为砂轮电动机M1的停止和
11、启动按钮。 2）摇臂升降的控制电路（1419区）。摇臂升降由摇臂升降电动机M2作动力，按钮SB3,SB4分别为摇臂上升，下降的点动按钮，和KM3,KM2组成接触器按钮双重连锁的正反转点动控制电路（1516区）。 由于摇臂的升降控制须与夹紧机构液压系统紧密配合：摇臂升降前，先把摇臂松开，再由M2驱动升降；摇臂升降到位后，再重新夹紧。 由此可见，摇臂升降的电气控制是与松紧机构液压机械系统（M3与YV）的控制配合进行的。 现以摇臂上升为例，来分析控制的全过程：摇臂的下降由SB4控制KM3使M2反转来实现，工作过程与摇臂上升相似。 摇臂松开由行程开关SQ2控制，摇臂夹紧由行程开关SQ3控制。如果夹紧机
12、构液压系统出现故障，摇臂不能夹紧；或者因SQ3的位置安装不当，在摇臂已夹紧后SQ3仍不能动作，那么SQ3的常闭触点长时间不能断开，会使液压泵电动机M3处于长期过载状态。因此，M3采用热继电器FR2作过载保护。 3）主轴箱和立柱松紧的控制（1718区）。主轴箱和立柱的松紧控制是同时进行的。SB5和SB6分别为松开和夹紧控制按钮，和KM4,KM5组成接触器连锁的正反转电动控制电路。其工作过程如下：由于SB5,SB6的常闭触点串联在YV线圈支路中，因此在按下SB5,SB6使M3点动正反转的过程中，电磁阀YV线圈不吸合，液压泵送出压力油，进入主轴箱和立柱的松开，夹紧油箱，推动松紧机构实现主轴箱的松开和
13、夹紧。 3辅助电路设计（812区） 4辅助电路包括信号灯电路（911区）和照明电路（12区）。5信号灯的工作电压6V由控制变压器TC提供。 6照明灯的工作电压36V仍有控制变压器TC提供。按下照明灯开关SA，钻床照明指示灯EL亮。为保证安全，EL的一端接地。熔断器FU3作照明电路的短路保护。 图3.2 Z35型摇臂钻床控制原理图第4章 Z35型摇臂钻床电器元件选择表4.1 电器元器件选择符号名称型号规格数量用途M1主轴电动机Y100l243KW 6.8A 1420r/min1主运动和进给运动动力M2摇臂升降电动机Y90L-41.5KW3.7A1400r/min1摇臂升降动力M3液压泵电动机Y8
14、02-40.75kW2.1A1390r/min1驱动液压泵M4冷却泵电动机AOB-2590W2800r/min1驱动冷却液泵FR1热继电器JR16-20/3D热元件整定电流6.8A1M1的过载保护FR2热继电器JR16-20/3D热元件整定电流2.1A1M3的过载保护KM1交流接触器CJ10-2020A线圈电压127V1控制M1KM2/ KM3交流接触器CJ10-1010A线圈电压127V1控制M2正/反转（摇臂上升/下降）KM4/ KM5交流接触器CJ10-1010A线圈电压127V1控制主轴箱和立柱松开/拉紧KT时间继电器JS7-4A线圈电压127V3摇臂升降夹紧延时第5章 课程设计总结我觉得每一次的课程设计对我自己来说非常有意义，非常实在。它给我的大学生活添上了精彩的一笔。让我更贴近实践工作的生活，让我增长了更多的专业知识，让我认识到自己的长处与不足。摇臂钻床电气拖动特点及控制要求摇臂钻床运动部件较多,为了简
