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1、 课程设计论文课程名称机电传动与控制课程设计 项目名称 CA6140 卧式车床电气控制 班级 姓名 指导老师 2011 年下半年 目 录1CA6140 卧式车床的主要功能，结构，电力拖动与电气控制要求.21.1 主要功能.21.2 主要结构.21.3 电力拖动与电气控制要求.22CA6140 卧式车床的主要运动形式及控制要求.32.1 主运动.32.2 进给运动.32.3 辅助运动.43CA6140 卧式车床系统的控制原理图及电气元件目录明细表.43.1 系统控制原理图.53.2 电气元件目录明细表.64 CA6140 卧式车床系统的控制原理分析.74.1 主电路分析.74.11 主轴电动机的
2、控制.74.12 冷去泵电动机的控制.74.13 快速电动机的控制.84.14 信号指示与照明电路.85CA6140 卧式车床系统操作方法及工作过程分析.96保护环节及故障分析，说明.10七。参考文献.13第 1 页1CA6140 卧式车床的主要功能，结构，电力拖动与电气控制要求1.1 主要功能：CA6140 卧式车床是一种应用及其广泛的金属切削机床，能够车削外圆，内圆断面，螺纹，切断及割槽等，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等1.2 主要结构：CA6140 卧式车床主要由床身，主轴箱，挂轮箱，溜板箱，刀架，尾座，光杆和丝杆等部分组成1.3 电力拖动与电气控制要求：根据车床的加工工艺要求，电
3、力拖动及控制应满足以下要求：1.为保证主运动与进给运动的严格比例关系，两者采用一台电动机拖动，而且从经济性，可靠性出发，主拖动电动机选用笼型异步电动机2.为满足调速的要求，采用机械调速。主拖动电动机与主轴之间用齿轮箱连接。有的车床采用机电联合调速，即然采用多速笼型异步电动机与变速箱结合进行调速。对于重型或超重型车床，为实现无级变速，主轴往往采用直流电动机拖动3.为车削螺纹，主轴要求正反转。有的车床采用机械方法实现。有的小型车床采用主电动机正反转来实现4.主拖动电动机一般直接启动。当电动机容量较大时，常采用 Y 形降压启动车削加工时，刀具与工件都可能产生高温，应设一台冷却泵。冷却 第 2 页5.
4、泵电动机只需要单向旋转，单冷却泵电动机赢在主拖动启动后启动；当主拖动电动机停止时，冷却泵电动机应自动停止6.为了提高生产效率，减少工人劳动强度，车刀刀架的快速移动由一台电动机单独拖动。有些小型车床应采用手动7.应有必要的保护环节及信号电路8.需要安全电压供电的局部照明电路2CA6140 卧式车床的主要运动形式及控制要求2.1 主运动：运动形式：主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动控制要求：1.主轴电动机选用三相笼型异步电动机，不进行调速，主轴采用齿轮箱进级调速2.车削螺纹时要求主轴有正反转，一般由机械方法实现，主轴电动机只做单向旋转3.主轴电动机的容量不大，可采用直接启动2.2 进给运动：运动
5、形式：刀架带动刀具的直线运动控制要求：进给运动也由主轴电动机拖动，主轴电动机的动力通过挂轮箱传递给进给箱来实现刀具的纵向和横向进给。加工螺纹时，要求刀具移动和主轴转动有固定关系第 3 页2.3 辅助运动：1.运动形式：刀架的快速移动控制要求：由刀架快速移动电动机拖动，改电动机可直接拖动，也不需要正反转和调速1.运动形式：尾架的纵向移动控制要求：由手动操作控制2.运动形式：工件的夹紧与放松控制要求：由手动操作控制3.运动形式：加工过程的冷却控制要求：冷却泵电动机和主轴电动机要实现顺序控制，冷却泵电动机也不需要正反转和调速2.4 电动机型号主轴电动机 M1 Y132M-4-B3 380V 15.4
6、A 7.5KW 1450r/min冷却泵电动机 M2 AOB-25 380V 0.32A 90W 3000r/min 快速移动电动机 M3AOS5634 380V 0.25W 1360r/min 三CA6140 卧式车床系统的控制原理图及电气元件目录明细表3.1 系统控制原理图第 5 页 3-13.2 电气元件目录明细表第 6 页见图 3-2第 4 页四CA6140 卧式车床系统的控制原理分析4.1 主电路分析：主电路共有三台电动机，M1 为主轴电动机，带动主轴旋转和刀架进给运动： M2 为冷却泵电动机，M3 为刀架快速移动电动机。三相交流电源经转换开关 QS1 引入机床。主轴电动机 M1 由
7、接触器 KM1 控制启动，热继电器 FR1 为主轴电动机 M1 的过载保护。冷却电动机 M2由接触器 KM2 控制启动，热继电器 FR2 为主轴电动机 M2 的过载保护.刀架快速移动电动机 KM1 控制启动，热继电器 FR1 为主轴电动机 M1 的过载保护。刀架快速移动电动机 M3 由接触器 KM3 控制启动，因快速移动电动机 M3 是间歇短时工作的，故可不设过载保护，控制变压器TC 二次侧输出 110V 电压作为控制回路的电源4.11 主轴电动机的控制按下启动按钮 SB2，接触器 KM1 线圈得电吸合，主电路上 KM1 三对常开主触点闭合，主轴电动机 M1 启动。同时 KM1 的一个常开辅助
8、点闭合，进行自锁，保证主轴电动机在松开按钮 SB2 后能连续运转。按下停止按钮 SB1，KM1 线圈断电而释放，它的三对常开主触点断开，主轴电动机 M1 停止。热继电器 FR1 的常闭触点串联在 KM1 线圈电路中，所以只要主轴电动机过载，热继电器 FR1 的常闭触点断开，KM1便断电，M1 电动机停止，实现过载保护4.12 冷去泵电动机的控制冷却泵电动机与主轴电动机有着连锁关系，即冷却泵电动机应在主轴 第 7 页电动机启动后方可选择启动与否。接触器 KM1 得电吸合，主轴电动机M1 开始运行后，接触器 KM1 的辅助常开触点闭合。此时合上 SA1，方可让 KM2 线圈得电，使冷却泵电动机 M
9、2 启动。当主轴电动机停止时，冷却泵电动机因 KM2 线圈电路中串联 KM1 常开辅助触点断开而断点释放，冷却泵电动机 M2 也停止4.13 快速电动机的控制如果要快速移动溜板箱，可将操作手柄扳到需要的位置，按下刀架快速移动电动机点动按钮 SB3，KM3 得电，其主触点闭合。M3 旋转。该电动机靠按钮 SB3 点动操作，放开 SB3，M3 停止4.14 信号指示与照明电路照明电路采用了 24V 安全交流电压。信号回路采用了 6V 的交流电压，均由控制变压器二次侧提供，FU4 是照明电路的短路保护，照明灯EL 的一端必须保护接地，FU3 为指示灯的短路保护。合上电源开关QS 指示灯 HL 亮，表
10、明控制电路有电。第 8 页五CA6140 卧式车床系统操作方法及工作过程分析1.打开电源开关 QS，灯 HL 亮2.切下 SA1 转换开关，灯 EL 亮，为车床提供照明3.按下启动按钮 SB2，接触器 KM1 线圈得电吸合，主电路上 KM1 三对常开主触点闭合，主轴电动机 M1 启动。同时 KM1 的一个常开辅助点闭合，进行自锁，保证主轴电动机在松开按钮 SB2 后能连续运转。4.在 SB2 开关闭合后，KM1 线圈得电吸合，主轴电动机 M1 开始运行后，接触器 KM1 的辅助常开触点闭合，此时合上 SA1，方可让 KM2线圈得电，主电路中 KM2 三对常开触点闭合使冷却泵电动机 M2 启动。
11、为工作起到冷却作用。5.按下刀架快速移动电动机点动按钮 SB3，KM3 得电，其主触点闭合。M3 旋转。该电动机靠按钮 SB3 点动操作，放开 SB3，M3 停止6.按下常闭按钮 SB1，KM1 线圈断电而释放，它的三对常开主触点断开，主轴电动机 M1 停止，此时冷却泵电动机因 KM2 线圈电路中串联的 KM1 常开辅助触点，断开而断电释放，冷却泵电动机 M2 也停止工作第 9 页7.按下转换开关 SA2，关闭照明灯8.断开电源开关 QS9.热继电器 FR1，为主轴电动机 M1 的过载保护，热继电器 FR2 为冷却泵电动机 M2 的过载保护，当电路出现过载，FR1.FR2 可为起到断开，保护电
12、路电机作用6保护环节及故障分析，说明熔断器在本电路做电源保护 FU1 为 M2，M3 以及控制变压器的短路保护；FU2 为控制电路的短路保护；FU3 为信号指示电路的短路保护；FU4 为照明电路的短路保护。热继电器 FR1。FR2 分别为电动机M1，M2 的过载保护。接触器 KM1 可实现主轴电动机和冷却泵电动机的失压和欠压保护，在电源切断后，接触器 KM1 释放，在电源再次恢复正常时，如不按下启动按钮 SB2，则电动机不会自行启动。不致发生事故，而当电源电压太低时，接触器 KM1 因电磁吸力不足而自动释放，电动机自行停止，以避免欠压时电动机，因电流过大而烧坏。保护环节常见故障及分析如下1.三
13、台电动机都不能启动。三台电动机都不能启动。故障的可能原因如下：a.电源无电压b.指示灯 HL 不亮，熔断器 FU1 熔断C.控制电路熔断器 FU2，熔断或接触不良第 10 页2.主轴电动机不能启动，弱按下启动按钮 SB2 后，接触器 KM1 没吸合，故障必定在控制电路中，可依次检查熔断器 FU2，热继电器 FR1和 FR2 常闭触点，停止按钮 SB1，启动按钮 SB2 和接触器 KM1 的线圈是否短断路。肯呢公式热继电器已动作过，但其常闭触点未复位。也可能是按钮内的触点接触不良，或接触器 KM1 线圈出线断开或已损坏若按下启动按钮 SB2 后，接触器 KM1 吸合，单主轴电动机不能启动的故障原因必定在主电路中，可依次检查接触器 KM1 的主触点，热继电器 FR1 的热元件接线端及三相电动机的接线端。3.按下主轴电动机启动按钮 SB2，电动机发出嗡嗡声，不能启动这是电动机缺一相造成的，可能的原因如下：a.熔断器一相熔断b.接触器 KM1 有一对主触点接触不良c.电动机三根引出线有一根断线d.电动机有一相绕组开焊发生这一故障应立即切断电源，否则会烧坏电动机，排除故障后再重新启动，直到正常为止4.主轴电动机启动后，松开启动按钮，电动机就停止，这是无自锁导致的，可能的原因是接触器 KM1 自锁用的常开触点接触不良或接线松开5
