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1、第3章 典型设备电气控制系统 o目的：通过对车床、摇臂钻床、万能铣床、卧式镗床、 平面磨床、组合机床、桥式起重机等设备电气控制 系统的分析，为设备安装、调试、维修打下一定基 础，本章是前两章知识的综合应用。o要求：学会分析电气设备中各种电动机起动、制动过 程和各种辅助电路的工作原理，掌握常用电气设备 中电气原理图的原理和结构。第3章 典型设备电气控制系统o 生产机械的电气自动控制系统，不仅能完成启动、反转、 制动和调速等一些基本控制要求，而且应保证设备各部分动作 的准确与协调，以满足生产工艺所提出的具体要求。目前,电气 控制电路的实现，可以是继电器、接触器逻辑控制方法、可编 程逻辑控制方法及计
2、算机控制方法等，但绝大多数生产机械仍 采用继电器、接触器等电器元件控制，掌握传统生产机械电器 控制线路的分析方法具有重要的现实意义。本章介绍了几种常 用典型机床的结构、工作特点，并分析了各种机床电气控制的 原理。通过对整台机床电气控制原理的分析，有助于加深对基 本控制电路的认识和理解，熟悉机、电、液在控制中的相互配 合，掌握各种机床电气控制的规律，培养阅读电气图能力，进 一步掌握分析电气图的方法，为逐步掌握机床电气控制电路常 见故障的分析、检测和维修打好基础。 第一节 电气识图与制图基础知识 o 为了表达生产机械电气控制系统工作 原理，便于使用、安装、调试和检修控制 系统，需要将电气控制系统中
3、各电气元件 及其连接，用一定的图形表达出来，这样 绘制出来的图就是电气控制系统图。o 常见的电气控制系统图有电气原理图 、电器布置图与电气安装接线图。本章中 机床电气控制原理分析中只介绍和使用电 气原理图。 一、电气控制系统图的基本表达方法(一)图幅的分区o为了易于查找和确定图纸上某元件或设 备的位置，方便阅读，往往需要将图幅 分区。图幅分区的方法是：在图的边框 处，从标题栏相对的左上角开始，竖边 方向用大写拉丁字母，横边方向用阿拉 伯数字，依次编号，这样就将图幅分成 了若干个图区。图幅分区式样见图3-4。图3-4 图幅分区示例(二)电气控制系统中的图形符号、文 字符号和回路标号电气控制系统图
4、中，电气元件的图形符 号、文字符号、接线端子标记等，必须采 用国家最新标准，其他方面应符合电气制图的国家标准。 国家标准局参照国际电工委员会的有关标准，制定了我 国电气设备的有关国家标准，如GB 472885电气图常用 图形符号、GB 725987电气技术中的文字符号制定通 则、GB 402683电器接线端子的识别和用字母数字符 号标志接线端子的通则、GB 698886电气制图、GB 509485电气技术中的项目代号、GB 522685机床 电气设备通用技术条件等。二、电气原理图o电气原理图是为了便于阅读和分析控制线路，根据简 单清晰的原则，根据电路的工作原理、各电器元件的 作用和相互关系，采
5、用电气元件展开的形式，表示电 气元件导电部件连接关系和电路工作原理的图形。oo绘制、识读电气原理图的原则绘制、识读电气原理图的原则在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，它不 考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原理。在绘制、 识读电气原理图时应遵循下述原则:o应将主电路、控制电路、指示电路、照明电路分开绘 制。o 电源电路应绘成水平线，而受电的动力装置及其 保护电路应垂直绘出。控制电路中的耗能元件(如接 触器和继电器的线圈、信号灯、照明灯等)应画在电 路的下方，而电器触点应放在耗能元件的上方。3.在原理图中，各电器的触点应是未通电的状态 ，机械开关应是循环开始前的状态。 4. 图中从上到下
6、， 从左到右表示操作顺序。 5.原理图应采用国家规定的国标符号。在不同 位的同一电器元件应标有相同的文字符号。 6. 在原理图中， 若有交叉导线联接点，要用小 黑圆点表示，无直接电联系的交叉导线则不 画出小黑圆点。 在电路图中，应尽量减少或 避免导线的交叉。 三、电器布置图电器布置图是用来表明电气设备上所有电动 机和各电器元件的实际位置，如电动机要和被拖 动的机械部件画在一起、行程开关应放在要取得 信号的地方、操作元件放在操作的地方、一般电 气元件应放在控制柜内，从而为生产机械上电气控制设备的安装和维修提供必备的资料。 四、电气安装接线图电气安装接线图主要是用来表示电气控制系统中各 种电气设备
7、之间的实际接线关系，它是根据电器元件布 置合理、经济等原则来安排的。它可以清楚地表明各电 器元件之间的电气连接，是实际安装接线的重要依据。第二节 C650卧式车床电气控 制重点：掌握正、反双向转动的反接制动控制电路结构和原理。 一. 车床结构介绍和控制要求C650车床：最大回转直径1020mm，最大的工件长度3000mm。主轴电动机：用于主轴正反向运动和刀具的工步进给运动，通过手 柄操纵机械变速箱改变主轴和进给的转速。要求：因转动惯量过大，主轴采用电气停车制动。快移电动机实现刀架拖板快速移动，以减少辅助工时。 驱动电机电气控制要求：主轴电动机（30KW）：正、反转电气反接制动正向点动。快移电动
8、机（2.2KW）：点动控制。冷却泵电动机（0.125KW）：起停控制。 （提供冷却液）。二. C650车床主电路分析M1（主电动机）：KM1、KM2实现正反转 ；KT与电流表PA用于检 测运行电流；KM3用于点动和反接制 动时串入电阻R限流；正反 转电动运行时R旁路。速度继电器KS用于反接 制动时，转速的过零检测 。 M2（冷却泵电机）： KM4用 于起停控制。 M3（快移电动机）：KM5用 于起停（点动）控制。1、主电动机M1的控制：、点动（正向）按下点动按钮SB2KM1线圈通电（ 无自锁）M1串R全压正向点动，电流表 PA不投入。松开点动按钮SB2KM1线圈断电， 点动停止。、正反转控制（
9、SB3、SB4）。按动正转SB3 KT线圈通电延时、 KM3线圈通电主回路R被旁路KA线圈 通电 KM1线圈通电自锁M1正向起动 。启动完毕，KT延时时间到PA投入 检测运行电流。 、反接制动（正转时n0触点闭合）按动停车按钮SB1KM1、KT、 KM3、KA线圈断电，松开SB1KM2线 圈通电M1串R反接n100r/min时 KM2线圈断电，切除反接电源，M1停 止转动。反转及反转的反接制动请自行分析。2、其他控制电路原理M2（冷却泵）：SB5、SB6及 KM4构成起停控制 电路： M3（快移）：刀架操纵手柄控 制刀架拖板的工步 移动和快速移动。按动操作手柄点 动按钮，压下位置 开关SQKM
10、5线圈 通电电动机M3点 动。第三节组合机床电气控制线路分析组合机床用途：进行多轴、多刀具、多面、多工位同时加工，适用于大 批量产品加工。 组合机床构成：通用部件、动力部件（动力头和滑台），支撑部件、（ 滑坐、床身、立柱），输送部件（回转台、机械手等零件和 产品的输送装置）。 控制系统：多用机械、液压、气动和电气控制相结合的控制方式 。 动力头：能同时完成切削和进给运动的动力装置（部件）。 动力滑台：只完成进给运动的动力装置（部件），有液压和机械 两种结构形式。一. 机械动力滑台控制o构成：滑台、滑座、双驱动电动机（工进电动机M1 、快进电动机M2 ） 功能：自动加工循环、工步图见上图。顺序：
11、为快进工进反向工进反向快退1、 主电路： KM1、KM2用于工进电动机M1正、反转控制以及快进电动机 M2的转动方向控制（与M1转动方向一致）。KM3用于控制快进电动机M2 转动。2、控制电路主轴与滑台的顺序控制：控制主轴电动机的KM4辅助常开触点 ，提供动力滑台控制电源。 动力滑台自动循环控制按动SB1KM1线圈通电自锁KM3 线圈通电快进电动机M2的断电抱闸 制动电磁铁YB线圈通电松闸电动机 M1、M2正转，滑台快进；压下SQ2KM3线圈断电 YB断电 ，快进电机M2抱闸制动，滑台工进；压动SQ3KM1线圈断电， KM2线 圈通电滑台反向工进， SQ2复位 KM3线圈通电，YB通电，M2反
12、转，滑 台快退；压下SQ1KM2、KM3线圈断电， M1、M2、YB断电抱闸制动，滑台停 在原位。 其他：SQ4用于正向限位保护，压动SQ4 后，工作台可自动返回原位。SB2用于手动返回控制。二. 组合机床控制举例卧式双面扩孔组合机床机床构成：两个带主轴旋转的液压 滑台（动力头）+ 液压固定夹 具 1、卧式双面扩孔组合机床控制要 求：在工件夹紧状态下，同时启 动左、右动力滑台快进、完成 工作循环，返回各自其出发位 置停止。 o 液压系统用三个液压油缸分 别用于左、右滑台进退及工件 夹紧的控制。 o 液压系统状态表见P76图 3.6.5，电磁铁YA1、YA2用于 左滑台进给和后退，YA3、 YA
13、4用于右滑台进给和后退， YA5、YA6用于工件的夹紧与 放松，压力继电器SP检测夹紧 状态。2、卧式双面扩孔组合机床组合机床控制电路分析左右主轴和液压泵电动机控 制 主电路：KM1控制左主轴电动机转 动。KM2控制右主轴电动机转 动 KM3控制液压泵电 动机 控制电路：SA1、SA2、SA3为三台 电动机的调整开关。三台电 动机同时工作，SA1SA3为 常态。 按动起动按钮， KM1KM3线圈同时通电自 锁，电动机M1M3同时起动 工作。液压动力滑台自动循环过程o 装上工件，按SB5 YA5线圈通电 ，夹工件夹紧后SP继电器动作松 SB5、YA5线圈断电；（加指示）按SB3（常开）KA5线圈
14、通电 KA1、KA3线圈通电自锁电磁铁线 圈YA1、YA3线圈通电，左、右滑台快 进；分别压下各自的液压行程阀转为工进 ；正向终点分别压下SQ3、SQ4KA1 、KA3、 YA2、YA4线圈断电 KA2、 KA4线圈通电自锁电磁换向阀YA2、 YA4线圈分别通电左、右滑台快退；退到原位压下SQ1、SQ2KA2、 KA4线圈分别断电 YA2、YA4线圈断 电，循环结束。 其它：SA为点动选择开关，系统在工件未 夹紧时点动调整；SB4用于滑台向后调 整；按钮SA4、SA5用于左、右滑台进 给选择开关。SB6用于工件放松。（左列SB3为常开触点）第四节锻压机械的电气控制电路o锻压机械设备应用相当广泛
15、，液压机是 常用的锻压机械的一种，它主要适用于 金属材料的压制工艺。本节以YH32- 500D型四柱液压机为例，对其电液控制 系统作简要介绍。oYH32-500D型大台面立柱结构压力机由 四根立柱、滑块(机身)、主液压缸、工作 台、顶出缸、液压及驱动控制装置等组 成。图3-10为其结构简图。 图3-10 YH32-500D液压机结构 空气滤清器 2-充液油箱 3-充液阀 5-滑块行程限位开关 6-机身 7-上油管 8-液压控制柜 9-电气柜 10-液压泵驱动电机 11-动力机构 12-下管路 13-顶出缸 14-工作台 15-活动按钮盒一、液压机工作过程(一)主缸动作循环 o1快速下行o2慢速
16、下行(加压)o3保压o4卸压o5回程o6停止(二)顶出缸动作循环 1顶出 2退回二、电气控制系统 本压力机电气控制线路由两台油泵电动机的Y-转 换起动电路和液压回路的电气控制两大部分组成， 图3-12为压力机电气控制原理图三.滑块(机身)的电气控制当液压泵电机起动后，KM2、KM5的联锁触点闭合 ，即可对液压控制电路进行操作。将移动操作台上滑 块工作方式选择开关SA分别扳至“调整”和“工作” 位置时，滑块可实现调整与单循环(半自动)两种不同 的工作方式。各工步电磁阀动作仍见表3-2。四.顶出缸和停止操作o顶出缸只有点动一种操作方式，按顶出按钮 SB10或退回按钮SB11，电磁阀YV1、YV9或 YV1、YV10通电，顶出器上升或退回。松开按 钮时运动停止。因顶出器未设行程限位保护， 由操作者
