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1、项目一 C6250型车床 电气控制系统的安装与调试（1）能识读和绘制C6250型车床电气控制系统原理 图、安装接线图。（2）能借助手册及相关资料，进行电器元件的选择 与质检；（3）能根据电气原理图及技术要求，进行控制箱的 安装布线及调试。（4）能分析一般生产机械设备电气控制系统的故障 原因并能正确检修。（5）能编写电气技术文件。 项目导入项目导入 C6250型车床是一种应用极为广泛的金属切 削通用机床，其主要用于车削外圆、内圆 、端面、螺纹和成形表面，也可通过尾架 进行钻孔和铰孔等加工，它的加工范围较 广，但自动化程度较低，适用于小批量生 产及修配车间使用。（一）主要结构及运动形式 C6250
2、型车床的外形如图1-1所示，主要由床身、主轴变 速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杆和丝杆等部组 成。图1-1 C6250型车床结构 车床有两个主要运动：一是卡盘或顶尖带 动工件的旋转运动，即车床的主运动，由 主电动机通过皮带传到主轴箱带动旋转； 二是溜板箱带动刀架的直线进给运动，进 给运动也是由主轴电动机经过主轴箱输出 传给进给箱，再通过光杆将运动传给溜板 箱。车床工作时，大部分功率消耗在主运 动上，刀架的进给运动所消耗的功率很小 。 （二）电气控制要求 C6250型车床共有两台三相异步电动机，即主轴电机M1 、冷却泵电机M2。从车削工艺要求出发，对电机的控制 要求如下： （1）主轴电机M
3、1（功率为11KW）：由它完成主运动和 进给运动的驱动。要求：可实现正、反转，且采用Y-降 压起动。 （2）冷却泵电机M2（功率为0.25KW）：拖动冷却泵供 出冷却液。采用直接起动、单向连续运行。 （3）必须有过载、短路、欠压和失压保护 （4）具有安全的局部照明装置。 （三）C6250型车床电气控制电路 C6250型车床的电气原理图如图1-2所示。C6250型车床的电气原理图 任务一、冷却泵电动机控制电路安装与调试任务一、冷却泵电动机控制电路安装与调试 知识点 常用低压电器的功能、符号和选择原则 电路图绘制原则 电机单向连续运行电路原理 电路安装工艺和布线原则 技能点 识别常用低压电器元件，
4、能检测电器元件的好 坏 识读单向连续运行电路图 能根据电路图正确安装与调试电路任务导入任务导入 车床车削加工时，需用冷却液对刀具和工 件进行冷却。为此，设有一台冷却泵电动 机，拖动冷却泵供出冷却液体。冷却泵电 动机容量较小，采用直接起动、单向连续 运行。相关知识相关知识 凡是能自动或手动接通和断开电路，以及对电路或非电路 现象能进行切换、控制、保护等元器件统称为电器。按工 作电压高低，可分为高压电器和低压电器。低压电器是指 工作在交流1200V、直流1500V及以下电压的电器。 低压电器种类很多。按动作方式可分为手动操作和自动切 换电器。前者主要用手直接操作来进行切换；后者依靠本 身参数的变化
5、或外来信号的作用自动完成接通或分断等动 作。按用途可分为低压控制电器和低压配电电器两大类。 低压控制电器是指电动机完成生产机械要求的起动、调速 、反转和停止所用的电器；低压配电电器是指用于电能的 输送和分配的电器。（一）涉及的新元器件介绍 1按钮 按钮是一种用来接通或分断小电流电路的手动控制电器。 由于按钮的触点允许流过的电流较小，一般不超过5A， 因此不能直接用它操纵主电路的通断，而是在控制电路中 ，通过它发出“指令”去控制接触器或继电器等，再由它们 去控制主电路的通断。 （1）结构 按钮的种类很多，有按揿式、钥匙式和旋钮式等，如图2- 1 （a）所示为常见的按钮外形，图（b）、（c）为按钮
6、 的结构和图形符号。按钮主要由按钮帽、复位弹簧、常开 触点、常闭触点、接线柱等组成。图2.1 按钮（2）型号 按钮的型号含义如图2-2所示。生产机械上常用的有LA2、LA10、 LA18、LA19、LA20等系列其中结构形式代号含义如下： K开启式，适用于嵌装在操作面板上；J紧急式，作紧急切断电 源用；X旋钮式，用旋钮进行操作，有通和断两个位置；Y钥匙 式操作，须用钥匙插入进行操作；D带指示灯式，兼作信号指示 。 （3）按钮的选用 选用按钮时应根据使用场合、所需触点数及按钮帽的颜色等因素考 虑，一般红色作为停止按钮，绿色作为启动按钮。2熔断器 熔断器在控制系统中主要用作短路保护，有时兼作过 载
7、保护。使用时要把它串接于被保护的电路中，当电路电 流正常时，熔体允许通过一定大小的电流而不熔断，当电 路发生短路或严重过载时，熔体中流过很大的故障电流， 以其自身产生的热量使熔体迅速熔断，从而自动切断电路 ，起到保护作用。 使熔断器熔体熔断的电流值与熔断时间的关系称为熔 断器的安秒特性，如图2-3所示，由特性曲线可以看出 ，流过熔体的电流越大，熔断所需的时间越短。熔断器的 额定电流IfN是指熔断器长期工作而不被熔断的电流。 （1）熔断器结构 熔断器主要由熔体（俗称保险丝）和熔管（或称熔座） 两部分组成，熔体通常用低熔点的铅锡合金材料制成，熔管 是安装熔体的外壳，用陶瓷等耐热绝缘材料制成，在熔体
8、熔 断时兼有灭弧作用。 熔断器按结构形式分为插入式（RC系列）、螺旋式（RL系 列）、有填料封闭管式（RT系列）、无填料封闭管式（RM 系列）等。其外形结构及符号如图2-4所示。（a）插入式 （b）螺旋式 （c）填料式 （d）符号 图2-4 熔断器（2）熔断器型号 熔断器的型号含义如图2-5所示。（3）熔断器主要技术参数 额定电压：指能保证熔断器长期正常工作的电压。其值一般等于或 大于电气设备的额定电压。 熔断器额定电流：指保证熔断器（指绝缘底座）能长期正常工作的 电流。 熔体额定电流：指长时间通过熔体而熔体不被熔断的最大电流。 极限分断能力：指在规定的工作条件下，能可靠分断的最大短路电 流值
9、。（4）熔断器选择原则熔断器的选择主要是选择熔断器类型、额定电压、熔断器额定电流和 熔体额定电流等。 熔断器类型的选择 根据使用环境、负载性质和短路电流的大小选用适当类型的熔断器。 例如对于容量较小的照明线路或电动机的保护，宜选用RC1A系列或 RM10系列熔断器；对于短路电流较大的电路，宜选用RL系列或RT系 列熔断器。 熔体额定电流的选择 a对电流较平稳、无冲击电流的负载的短路保护，如照明和电热设 备等熔体的额定电流应等于或稍大于负载的额定电流。 b对电动机负载，要考虑冲击电流的影响，计算方法如下： 对于单台电动机，熔体的额定电流IRN应大于或等于1.52.5倍电动机 额定电流IN，即：
10、对于多台电动机，熔体的额定电流IRN应大于或等于其中 最大容量的电动机额定电流INmax的1.52.5倍，再加上其 余电动机额定电流的总和IN，即： 熔断器额定电压和额定电流的选择熔断器额定电压应大于或等于线路的工作电压；熔断器的 额定电流应大于或等于熔体的额定电流。3交流接触器接触器是用于远距离频繁地接通或断开交流主电路及大容量控制电 路。接触器是一种自动的电磁式开关，具有欠电压自动释放保护功能， 可进行频繁操作，工作可靠，使用寿命长，在电力拖动系统中得到了广 泛的应用。图2-6所示为常用的几种接触器。 （1）交流接触器结构 交流接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置三部 分组成。CJ10
11、-20型接触器的结构如图所示。图2.6 电磁系统 由线圈、铁心（静铁心）和衔铁（动铁心）三部分组成。其作用原理 是：线圈通电时产生磁场，铁心和衔铁都被磁化，衔铁受到电磁力的 作用而被吸向铁心；线圈断电后，磁场消失，衔铁在复位弹簧的作用 下，回到原位。衔铁带动连接机构运动，从而带动相应触点动作，实 现电路的接通或断开。 交流电磁机构中通过交变磁通，为减小铁损耗，铁心和衔铁一般用E 形硅钢片叠压而成，且线圈制成粗短形，设有骨架与铁心隔离，利于 铁心和线圈的散热。 由于交流电磁机构中的磁通是交变的，则线圈磁场对衔铁的吸引力也 是交变的，当电磁吸力大于弹簧的反作用力时，衔铁被吸合，反之， 衔铁释放。在
12、如此反复地吸合和释放过程中，衔铁会产生强烈的振动 和噪音。为消除这一振动现象，可在其铁心的端面上开一槽，嵌入短 路铜环（也叫分磁环）, 如图2-7所示 触点系统 如图2-6所示，交流接触器的触点多采用桥式触点。当接触器未工作 时处于接通状态的触点称为常闭触点，当接触器未工作时处于断开状 态的触点称为常开触点，常开触点和常闭触点是联动的。当线圈通电 时，常闭触点先断开，常开触点后闭合；线圈断电时，常开触点先断 开，随后常闭触点恢复闭合。因此，常开触点又称动合触点，常闭触 点又称动断触点。 交流接触器一般有三对常开主触点，其额定电流较大，用于接通或分 断电流较大的主电路，还有两对辅助常开触点和两对
13、辅助常闭触点， 它们的额定电流较小，一般为5A，用于接通或分断电流小电流的控制 电路。 灭弧装置触点在分断大电流电路时，会在动、静触点之间产生较大的电弧。电 弧不仅会烧损触点，延长电路分断时间，严重时还会造成相间短路， 因此，容量较大（20A以上）的交流接触器均装有陶瓷灭弧罩，以迅 速切断触点分断时所产生的电弧。（2）交流接触器的常用型号和电气符号 常用的交流接触器有国产的CJ10、CJ20等系列，以及引进国外技术生 产的3TB、3TD等系列。CJ系列接触器的型号及含义如图2-8所示 图2-8 交流接触器的型号含义接触器的文字符号为KM，图形符号如图2-9所示。 图2-9 接触器符号 （4）接
14、触器的选用 接触器的额定电压应不小于主电路工作电压。 应根据控制对象类型和使用场合（参见表2-1），合 理选择接触器主触点的额定电流。 电磁线圈的额定电压应与所接控制电路的电压相一致 。表2-1 触点使用类别 使用类别代号典型用途举例AC-1无感或微感负载、电阻炉AC-2绕线式异步电动机的启动、分断AC-3鼠笼式异步电动机的启动、分断AC-4鼠笼式异步电动机频繁启、停、反接制动4热继电器热继电器是一种利用电流的热效应原理工作的保护电器 ，在电路中用作电动机的过载及断相保护。 （1）热继电器结构及工作原理热继电器的外形结构如图2-10所示，它由热元件、双金 属片、触点、复位按钮、导板及推杆等组成
15、。图2-10 热继电器的结构图 1电流整定装置 2复位按钮 3热元件 4双金属片 5导板 6常闭触点 7推杆 热元件由电阻丝做成，双金属片由两种热膨胀系数不同的 金属片压焊而成。使用时将热元件串接于电动机的主电路 中，在电动机正常运行时，热元件通电后产生的热量，虽 能使双金属片弯曲，但弯曲程度不大，触点不动作。当电 动机过载时，流过热元件的电流增大，热元件产生的热量 使双金属片的弯曲程度超过一定值时，通过导板推动热继 电器的触点动作（常闭触点断开，），以切断电路保护电 动机。（2）热继电器的型号 热继电器有两极和三极两种，其中三极的又包括带断相保 护装置的和不带断相保护装置的。目前常用的有国产的 JR16、JR20系列，以及引进国外技术生产的T系列和3UA 等系列产品。 JR系列热继电器的型号及含义如图2-11所示 图2-11（4）热继电器的选用 选择热继电器主要根据所保护电动机的额定电流来确定热 继电器的规格和热元件的电流等级。 一般情况下，热继电器的整定电流按电动机额定电流的（ 0.951.05）倍确定，对于工作环境恶劣、启动频繁的电 动机，则按电动机额定电流的（1.11.5）倍确定。 另外，应根据电动机定子绕组的连接方式选择热继电器的 结构形式，即Y形连接的电动机选用三相结构的热继电器 ，形连接的电动机应选用三相带断
