第三章 机床电器系统课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第三章 典型生产机械电气控制电路分析,第三章 典型生产机械,电气控制电路分析,第一节 电气控制电路的分析基础,第二节 车床的电气控制电路分析,第三节,X62W,万能铣床的电气控制电路分析,第四节,T68,型,卧式镗床的电气控制电路分析,第五节 起重机械电气控制电路分析,1.,设备说明书,设备说明书由机械（包括液压）与电气两部分组成。,(1),设备的构造，主要技术指标，机械、液压气动部分的工作原理及主要性能指标、规格和运动要求等。,(2),电气传动方式，电机、执行电器等数目、规格型号、安装位置、用途及控制要求。,(3),设备的使用方法，各操作手柄、开关、旋钮、指示装置的布置以及在控制电路中的作用。,第一节,电气控制电路的分析基础,一、电气控制电路分析的内容,(4),弄清楚与机械、液压部分直接关联的电器（行程开关、电磁阀、电磁离合器、传感器等）的位置、工作状态及与机械、液压部分的关系，在控制中的作用等。,2.,电气控制原理图,这是电路分析的主要内容。电气控制系统的原理图有主电路、控制电路、指示照明电路、保护及联锁环节以及特殊控制电路等部分组成,。,注意：,我们在分析具体电路图时，必须与阅读其它技术资料结合起来。例如，各种电动机及执行元件的控制方式、位置及作用，各种与机械有关的位置开关、主令电器的状态等，只有通过阅读说明书才能了解。,1.,分析,主电路,电动机起动、转向控制、调速、制动等基本控制环节。,2.,分析,控制电路,将控制电路,“化整为零”,，按功能不同划分成若干个局部控制电路来进行分析。,3.,分析,指示照明等辅助电路,二、电路图阅读分析的方法与步骤,分析控制电路的最基本的方法是,“查线读图”,法。,4.,分析,联锁与保护,环节,5.,分析,特殊控制环节,6.,总体检查,第二节卧式车床的电气控制线路分析,车床是一种应用极为广泛的金属切削机床。在机械加工中广泛使用，根据其结构和用途不同、分成普通车床、立式车床、六角车床、仿形车床等。车床主要用于车削外圆、内孔、端面、螺纹定型表面和回转体的端面等，并可装上钻头、绞刀等刀具进行孔加工,。,一、,卧式,车床的主要结构及运动形式,卧式,车床主要结构如下页图,，,为了加工各种旋转表面，车床必须具有,切削运动,和,辅助运动,。切削运动包括主运动和进给运动，除此之外的所有运动均称为辅助运动。,主运动,是主轴通过卡盘或顶尖带动工件作旋转运动，它消耗绝大部分能量。,进给运动,是溜板带动刀架的纵向和横向的直线运动，其运动方式有手动和自动两种。,辅助运动,是指刀架的快速移动及工件的加紧与放松。,卧式车床的结构,1-,床身；,2-,进给箱；,3-,挂轮箱；,4-,主轴箱；,5-,溜板箱；,6-,溜板及刀架；,7-,尾座；,8-,丝杠；,9-,光杠,二、卧式车床的电力拖动及控制要求,根据普通卧式车床加工的需要，其控制要求：,1.,主轴转速和进给速度可调，主轴转速能在相当大的范围内进行调节,2.,主轴电动机的起动、停车应能实现自动控制。,3.,冷却泵电动机,4.,快速移动电动机,5.,控制线路应有必要的保护及照明等电路,。,主轴启动之后，,再启动,采用机械,抱闸,三,、,C616,卧式,车床的电气控制电路分析,1.,主电路分析,该车床有三台电动机，,M1,为主电动机，,M2,为润滑泵电动机，,M3,为冷却泵电动机。,三相交流电源通过开关,QS,引入，,FU1,、,FR1,分别为主电机的短路保护和过载保护。,KM1,、,KM2,为主电动机,M1,的正转和反转接触器。,KM3,为,M1,和,M2,电动机的起动、停止接触器。,SA1,为,M3,电动机的接通和断开用组合开关，,FR2,、,FR3,进行电动机的过载保护。,2.,控制、照明和显示电路分析,合上开关,QS,后，三相交流电源被引入。当,SA2,的操纵手柄处在零位时，合上转换开关,SA3,，,则接触器,KM3,通电吸合，润滑泵电动机,M2,起动。,KM3,的辅助常开触点闭合为主电动机,M1,启动作好准备，,M2,与,M1,电动机之间有顺序起动联锁。,操纵控制开关,SA2,，,可以控制主电动机正转反转。,当开关,SA2,在零位时，,SA2,0,接通，,SA2,1,、,SA2,2,断开，这时中间继电器,KA,通电吸合并自锁。当将操纵手柄扳到向下位置时，,SA2,1,接通，,SA2,0,、,SA2,2,断开，正转接触器,KM1,通电吸合，主电动机,M1,正转起动。若将操纵手柄扳到向上位置时，,SA2,2,接通，,SA2,0,、,SA2,1,断开，反转接触器,KM2,通电，,M1,反转起动。,当手柄扳回零位时，,SA2,1,、,SA2,2,断开，接触器,KM1,或,KM2,线圈断电，,M1,电动机自由停车。有经验的操作工人在停车时，将手柄瞬时扳向相反转向的位置，,M1,电动机进入反接制动状态，待主轴接近停止时，将手柄迅速扳回零位，可以大大缩短停车时间。,中间继电器,KA,起零压保护作用。在线路中，当电源电压降低或消失时，中间继电器,KA,释放，,KA,的常开触点断开；接触器,KM3,释放，,KM3,的常开触点断开；,KM1,或,KM2,也断电释放。当电网电压恢复后，因为这时,SA2,开关不在零位，,KM3,不会得电吸合，所以,KM1,或,KM2,也不会得电吸合。即使这时手柄在零位，由于,SA2,1,、,SA2,2,触点断开，,KM1,或,KM2,也不会得电造成自启动，这就是中间继电器,KA,的零压保护作用。,照明电器的电源由照明变压器,TC,副边输出,36,V,电压供电，,SA4,为照明灯接通或断开的按键开关。,四、,C650,普通车床的电气控制线路分析,C650,普通车床主电动机的功率为,30,kW,为提高工作效率，该机床采用了反接制动，为减小制动电流，定子回路串入了限流电阻,R,。,为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间，专门设置一台,2.2,kW,的拖动溜板箱的快速移动电动机。,1.,主电路分析,该车床有三台电动机，,M1,为主电动机，拖动主轴旋转，并通过进给机构以实现进给运动。,M2,为冷却泵电动机，提供切削液。,M3,为快速移动电动机，拖动刀架快速移动。,开关,QS,将三相电源引入，,FU1,为主电动机,M1,的短路保护用熔断器，,FR1,为,M1,的过载保护用热继电器。,R,为限流电阻，防止在点动时连续的起动电流造成电动机的过载。通过电流互感器,TA,接入电流表,A,以监视主电动机绕组的电流，熔断器,FU2,为,M2,、,M3,电动机的短路保护，接触器,KM4,、,KM5,为,M2,、,M3,起动用接触器。,FR2,为,M2,的过载保护热继电器，因快速电动机,M3,短时工作，故不设过载保护。,2,、控制电路分析,（,1,）主电动机,M1,的,点动调整,控制,调整车床时，要求主电动机,M1,点动控制。线路中,KM1,为,M1,电动机的正转接触器，,KM2,为,M1,的反转接触器，,KA,为中间继电器。工作过程如下：,M1,电动机的点动控制是由点动按钮,SB4,控制。按下,SB4,，,接触器,KM1,的线圈得电，它的主触点闭合，电动机定子绕组经限流电阻,R,和电源接通，电动机在低速下启动。松开,SB4,，,KM1,断电，电动机停止。在点动过程中，中间继电器,KA,不通电，因此,KM1,不会自锁。,（,2,）主电动机,M1,的,正、反转控制,正转：,主电动机正转由正向起动按钮,SB1,控制。按下,SB1,时，接触器,KM3,首先得电动作，它的主触点闭合将限流电阻,R,短接，辅助触点也同时闭合，使中间继电器,KA,的线圈得电，,KA,的辅助常开触点（,13-7,）闭合使接触器,KM1,得电，电动机在全电压下启动。由于,KM1,的常开触点（,13-15,）、,KA,的常开触点（,5-15,）闭合将,KM1,自锁。,反转：,主电动机的反转是由反向起动按钮,SB2,控制的。其控制过程与上面的相类似，当电动机处于停车状态时，按下,SB2,时，,KM3,首先得电，然后,KA,得电，它的辅助触点（,21-23,）闭合，使,KM2,得电吸合，,KM2,的主触点将电动机的三相电源相序改变，使电动机在全电压下反转启动。,KM2,的常开触点（,15-21,）和,KA,的常开触点（,5-15,）的闭合将,KM2,自锁。,KM2,和,KM1,的常闭触点分别串在对方的接触器线圈的回路中，起到正转和反转的互锁作用。,（,3,）主电动机,M1,的,反接制动,控制,速度继电器与被控电动机同轴联接，当电动机正转时，速度继电器的正转常开触点,KS1,（,17-23,）,闭合，电动机反转时，速度继电器的反转常开触点,KS2,（,17-7,）,闭合。在电动机正转时，接触器,KM1,，,KM3,和继电器都处于得电状态，速度继电器的正转常开触点,KS1,（,17-23,）,也是闭合的，这样就为正转反接制动做好准备。,当,停车时,，按下停止按钮,SB6,，,接触器,KM3,失电，其主触点断开，电阻,R,串入主回路。与此同时,KM1,也失电，断开了电动机的电源，同时,KA,也失电，使它的常闭触点闭合。这样就使反转接触器线圈,KM2,通过,1-3-5-17-23-25,线路得电，电机的电源反接，使其处于反接制动状态。当电动机的转速下降为速度继电器的复位转速时，速度继电器的正转常开触点,KS1,（,17-23,）,断开，切断,KM2,的通电回路，电动机停止。,电动机,反转时的制动与正转时的制动相似,。,（,4,）刀架的,快速移动和冷却泵控制,刀架的快速移动由转动刀架手柄压动限位开关,SQ,，,使接触器,KM5,吸合，,M3,电动机转动来实现。,（,5,）,其它辅助线路,监视主回路负载的电流表是通过电源互感器接入的。为防止电动机起动、点动和制动电流对电流表的冲击，线路中采用一个时间继电器,KT,。,例如当启动时，,KT,线圈通电，而,KT,的延时断开的常闭触点尚未动作，电流互感器副边电流只流经该触点构成闭合回路，电流表没有电流流过。启动后，,KT,延时断开的常闭触点打开，此时电流才流经电流表。,控制电路的电源采用了控制变压器,TC,低压供电，这样使之更加安全。,3.1,电气控制电路的分析基础,一、电气控制电路分析的内容,1,设备说明书,2,电气控制电路图,二、电路图阅读分析的方法与步骤,1,分析主电路,2,分析控制电路,3,分析辅助电路,4,分析联锁与保护环节,5,分析特殊控制环节,6,总体检查,两种运动,：主运动和进给运动。,主运动：,是主轴通过卡盘或顶尖带动工件作旋转运动，它消耗绝大部分能量；,进给运动：,是溜板带动刀架的纵向和横向的直线运动，它消耗的能量很小。,3.2,卧式车床的电气控制电路分析,卧式车床组成：,由床身、主轴变速箱、尾座、进给箱、丝杠、光杠、刀架及溜板箱等,一、卧式车床的主要结构及运动形式,二、卧式车床的电力拖动及控制要求,1,主轴转速和进给速度可调,(1),速度可调原因：,车削加工时，由于工件的材料性质、尺寸、工艺要求、加工方式、冷却条件及刀具种类不同，切削速度应不同，要求主轴转速能在相当大的范围内进行调节。,(2),中小型普通车床主轴调速方法,:,a),通过改变电动机的磁极对数来改变电动机的转速，,以扩大车床主轴的调速范围,b),用齿轮变速箱来调速,。,2,主轴能正反两个方向旋转,3,主轴电动机起动应平稳,4,主轴应能迅速停车,5,车削时的刀具及工件应进行冷却,6,控制电路应有必要的保护及照明等电路,返回本章首页,三、,C650,卧式车床的电气控制电路分析,三、,C650,卧式车床的电气控制电路分析,1,主电路分析,M1,为主电动机：,拖动主轴旋转，并通过进给机构以实现进给运动；,M2,为冷却泵电动机：,提供切削液；,M3,为快速移动电动机,2,控制电路分析,(1),主电动机,M1,的点动调整控制,：,SB4,控制,(2),主电动机,M1,的正、反转控制电路,1),正转：,SBl,控制,2),反转。,SB2,控制。,(3),主电动机,M1,的反接制动控制,：,速度继电器实现反接制动。,(4),刀架的快速移动和冷却泵控制,(5),其他辅助线路：,1),监视主回路负载的电流表通过电源互感器接入,2),时间继电器,KT,：防止起动、点动和制动电流对电流表冲击,3),控制电路电源：采用控制变压器,TC,低压供电，更加安全。,3.3 X62W,型卧式万能铣床的电气控制电路分析,铣床：,用于加工机械零件的平面、斜面、沟槽等型面的机床。,装上分度头以后，可以加工直齿轮和螺旋面；,装上回转工作台，则可以加工凸轮和弧形槽。,X62W,卧式万能铣床优点：,主轴转速高、调速范围宽、调速平稳、,操作方便，工作台装有完整的自动循环加工装置。,X62W,型铣床有三种运动,：,主运动、进给运动和辅助运动。,主运动：,主轴带动铣刀的旋转运动；,进给运动：,工作台带动工件在三个互相垂直方向上的直线运动；,辅助运动：,工作台在三个互相垂直方向上的快速直线运动，,以及工作台的旋转运动。,一、,X62W,型卧式万能铣床主要结构及运动形式 二、,X62W,型卧式万能铣床的电力拖动及控制要求,X62W,型铣床对电力拖动控制的主要要求是：,1),主运动和进给运动没有速度比例协调要求：,主轴与工作台,各自,采用,单独的笼型异步电动机,拖动。,2),主轴电动机在空载时直接起动；,有顺铣和逆铣：,要求,有正反转,。可根据铣刀的种类来选择转,向，在加工过程中不必变换转向。,3),为减小负载波动对铣刀转速的影响，保证加工质量：主轴上装有飞轮，其转动惯量较大。主轴电动机,有停车制动控制,。,4),工作台的纵向、横向和垂直三个方向的进给运动：,一台进给电动机拖动，,三个方向的选择由操纵手柄改变传动链,来实现，每个方向有正反向运动，要求有正反转。,注：同一时间只允许工作台向一个方向移动，故三个方向的运动之间应有联锁保护,。,二、,X62W,型卧式万能铣床的电力拖动及控制要求,X62W,型铣床对电力拖动控制的主要要求是：,5),缩短调整运动的时间,：工作台应有,快速移动控制,X62W,型铣床,采用快速电磁铁吸合改变传动链的传动比,实现的。,6),回转工作台旋转运动与工作台的上下、左右、前后三个方向的运动之间有联锁保护控制,7),主轴转速与进给速度有较宽的调节范围,采用,机械变速,，改变变速箱传动比实现。,注：,变速时有电动机冲动,(,短时转动,),控制，易于,齿轮啮合,8),主轴旋转与工作台进给应有联锁控制,进给运动在铣刀旋转后进行，结束时在铣刀停转前停进给运动,9),冷却泵由一台电动机拖动，供给铣削时的冷却液。,10),为操作方便，在两处控制各部件的起动停止。,三、,X62W,型卧式万能铣床控制电路分析,三、,X62W,型卧式万能铣床控制电路分析,（,一）主电路分析,M1,主轴拖动电动机,（,1,）,KMl,控制；,SA4,预选转向,（,2,）,KM2,速度继电器,KS,配合实现反接制动,（,3,）通过机械机构和接触器,KM2,进行变速冲动控制。,M2,工作台进给拖动电动机,（,1,）接触器,KM3,、,KM4,的主触头控制正、反转,（,2,）接触器,KM5,的主触头控制快速电磁铁：,KM5,接通为快速，,断开为慢速。,M3,冷却泵拖动电动机,（,1,）接触器,KM6,控制,三、,X62W,型卧式万能铣床控制电路分析,（二）控制电路分析,1,控制电路电源,:,控制电路电压,110V,，由控制变压器,TCl,供给。,2,主轴电动机,M1,的控制,(1),主轴电动机,M1,的起动：,起动按钮,SB3(,或,SB4),，,起动接触器,KM1,(2),主轴电动机,M1,的停车制动：,停止按,SBl,(,或,SB2),(3),主轴电动机,M1,的反接制动：,控制,(4),主轴变速时的冲动控制：,变速手柄与冲动行程开关,SQ7,通过机械上的联动机构进行控制的。,变速方法：,变速手柄向下压，然后拉到前面,转动变速盘，选择所需的转速,把变速手柄以连续较快的速度推回原来的位置。推,回原位时，联动机构瞬时压合,SQ7,，使,SQ72,断开，,SQ71,闭合。,三、,X62W,型卧式万能铣床控制电路分析,（二）控制电路分析,3,工作台进给电动机,M2,的控制,注：,(1),转换开关,SA1,控制回转工作台运动。无需回转台时，,SAll,闭合，,SAl2,断开，,SAl3,闭合,(2),KM1,闭合后，工作台才能运动,(3),工,作台运动有上、下、左、右、前、后六个方向。,(1),工作台左右,(,纵向,),运动的控制,手柄扳到右或左，其联动机构与纵向传动丝杠的离合器接合,其压下,SQ1,或,SQ2,使,KM3,或,KM4,动作控制,M2,正转或反转,(2),工作台的上下和前后运动的控制：,SQ3,、,SQ4,三、,X62W,型卧式万能铣床控制电路分析,（二）控制电路分析,3,工作台进给电动机,M2,的控制,(3),工作台进给变速时的冲动控制：,瞬时接通，,使齿轮易于啮合,变速方法：,先起动,M1,，将蘑菇形手柄向外拉出并转动手柄，,将所需进给速度标尺数字对准箭头,把蘑菇形手柄向外拉到极限位置并随即推回原位。,注：,就在把蘑菇形手柄用力拉到极限位置瞬间，其连杆机构瞬时压合行程开关,SQ6,，,SQ62,断开、,SQ61,闭合，,KM4,得电吸合，,M2,反转。手柄推回原位后，行程开关,SQ6,复位，,KM4,断电释放，冲动结束。,(4),工作台的快速移动控制：,纵向、横向、垂直六个方向上实现,SB5(,或,SB6),，,KM5,，电磁铁,YA,注：,若要求快速移动在主轴电动机不转情况进行时，先起动主轴电动机,M1,，并将转换开关,SA4,扳在“停止”位置，按下,SB5(,或,SB6),。,三、,X62W,型卧式万能铣床控制电路分析,（二）控制电路分析,3,工作台进给电动机,M2,的控制,(5),工作台各运动方向的联锁,：,同一时间，只允许一个方向运动，,这种联锁是利用,机械和电气,的方法来实现的。,例：工作台纵向与横向、升降运动联锁，利用电气方法实现的。,(6),工作台控制：,使用回转工作台时，工作台纵向及十字操作手柄都应置于中间位置，,SA1,扳到“接通”，,SAl2,闭合，,SAll,和,SAl3,断开。,注：回转工作台控制电路中串联了,S,Q,l,SQ4,常闭触头，联锁保护。,4,冷却泵电动机,M3,的控制：,SA3,，,KM6,5,照明电路：,变压器,TC2,供给,24V,安全电压，由开,6,保护环节,四、,X62W,卧式万能铣床电器控制电路的特点,1),电气控制电路与机械配合相当密切；,2),运动速度的调整主要是通过机械方法；,3),控制电路中设置了变速冲动控制；,4),采用两地控制，操作方便；,5),具有完整的电气联锁，具有短路、零压、过载及,行程限位保护环节，工作可靠。,3.4 T68,型卧式镗床的电气控制电路分析,一、卧式镗床的主要结构及运动情况,卧式镗床的运动归纳为,：,1),主运动。,镗轴的旋转运动与平旋盘的旋转运动。,2),进给运动。,镗轴的轴向进给、平旋盘刀具溜板的径向进给、,镗头架的垂直进给、工作台的横向进给与纵向进给。,3),辅助运动。,工作台的回旋，后立柱的轴向移动及垂直移动。,二、卧式镗床电力拖动及控制要求,1),主轴较大的调速范围，恒功率调速，,采用机电联合调速,。,2),变速时，,低速或断续变速冲动。,3),主轴正反转低速点动调整,，要求主轴电机正反转及点动控制,4),为使主轴迅速准确停车，主轴电动机应具有,机械制动。,5),一般卧式镗床主运动与进给运动由一台主轴电机拖动，由各自传动链传动。为缩短时间，可快速移动，由一台快速电机拖动。,6),镗床运动部件较多，,设置必要的联锁和保护,，使操作尽量集中。,三、,T68,型卧式镗床的电气控制电路分析,三、,T68,型卧式镗床的电气控制电路分析,1,主电路分析,(1)T68,型卧式镗床有,两台电动机,，,M1,为主轴与进给电动机，,M2,为快速移动电动机,。其中,M1,为一台,4/2,极的,双速,电动机，绕组接法为三角,/,双星形,。,(2),电动机,MI,由,5,只接触器控制,，其中,KMl,、,KM2,为电动机正反转控制接触器，,KM3,为低速起动接触器，接触器,KM4,、,KM5,用于电动机的高速起动运行,。,(3),电动机,M2,由接触器,KM6,、,KM7,实现正反转控制,，设有短路保护。因快速移动时所需时间很短，所以,M2,实行点动控制，且无需过载保护。,(4),主轴电动机正反转停车时，,均有,电磁铁抱闸进行机械制动,。,三、,T68,型卧式镗床的电气控制电路分析,2,控制电路分析,(1),主轴电动机的点动控制,(2),主轴电动机的起动控制,1),低速起动控制,。,2),高速起动控制,(3),主轴电动机的停车和制动控制,(4),主轴变速和进给变速控制,(5),镗头架、工作台快速移动的控制,3,照明电路,控制变压器的一组二次绕组向照明电路提供,36V,安全电压。照明灯,EL,由开关,SA,控制。熔断器,FU4,作照明电路的短路保护。,4,机床的联锁和保护,四、,T68,卧式万能镗床电器控制电路的特点,1),主轴与进给电动机,M1,为双速电动机,，,低速时,由接触器,KM3,控制,，将定子绕组接成三角形，,高速时,由接触器,KM4,、,KM5,控制,，将定子绕组接成双星形。高低速转换由主轴孔 盘变速机构内的限位行程开关,SQl,控制。,低速时，可直接起动；高速时，先低速起动,，,而后自动转换为高速运行的二级控制，,以减小起动电流,。,2),电动机,M1,能可逆运行,，并可正反向点动及制动。,3),主轴和进给变速均可在运行中进行,。,只要进行变速，,M1,电动机就停止，,变速完成后，可自动低速起动，使变速过程顺利进行,。,4),主轴箱及工作台与主轴以单独的电动机,M2,拖动其快速移动。,它们之间的,进给有机械和电气联琐保护,。,