毕业设计_CA6140车床电气控制线路设计.doc

九江职业技术学院电气学院
《电机控制与电工工艺》综合实训任务书

院 系：
电气工程学院电气系
专 业：
船舶电气自动化技术
学 生 姓 名：
魏日发
学 号：
20111639
综合实训题目：
1、工厂电动葫芦电气控制线路设计、装调
2、C6140普通车床电气控制线路设计、装调
3、X62万能铣床电气控制线路设计、装调
起 迄 日 期:
2013/01/03
实训地点:
工程中心
指 导 教 师:

目 录

【关键词】………………………………………………………………………（2）
1. CA6140车床的主要功能、结构及型号意义
………………………………………………………… （2）
1.1 主要功能………………………………………………………… （2）
1.2 型号意义………………………………………………………… （2）
2. CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求………………………………………………………… （2）
2.1 主运动………………………………………………………… （2）
2.2 进给运动………………………………………………………… （2）
2.3 辅助运动………………………………………………………… （3）
……
3. 电气控制线路设计………………………………………………………… （3）
3.1 主回路设计………………………………………………………… （3）
3.2 控制回路设计………………………………………………………… （4）
3.3 信号指示与照明电路………………………………………………………… （5）
4 电气元件选择…………………………………………………… （5）
5 绘制综合电气控制原理图…………………………………………………… （7）
6 实训小结……………………………………………………………………（10）

CA6140车床电气控制线路设计

【关键词】 CA6140 机床 控制线路

1. CA6140车床的主要功能、结构及型号意义
1.1 主要功能：CA6140车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、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型号意义：如图1-1
图1-1 CA6140车床型号意义

2. CA6140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，主轴采用齿轮箱进行机械有级调速
（2）车削螺纹时要求主轴有正反转，一般由机械方法实现，主轴电动机只作单向旋转
（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的比例关系
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，该电动机可直接启动，也不需要正反转和调速
（2）运动形式：尾架的纵向移动
控制要求：由手动操作控制
（3）运动形式：工件的夹紧与放松
控制要求：由手动操作控制
（4）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 15.4A 7.5KW 1450r/min
冷却泵电动M2 AOB-25 380V 0.32A 90W 3000 r/min
快速移动电动机M3 AOS5634 380V 0.25KW 1360r/min

3.电气控制线路设计
3.1主回路设计
根据电气传动的要求，由接触器KM1、KM2、KM3分别控制电动机M1、M2、M3，具体电路图如图3-1所示。

图3-1主控制电路设计
在主电路中，M1为主轴电动机，拖动主轴的旋转并通过传动机构实现车刀的进给。主轴电动机M1的运转和停止由接触器KM1的三个常开主触点的接通和断开来控制，电动机M1只需作正转，而主轴的正反转是由摩擦离合器改变传动链来实现的。电动机M1的容量小于10KW，所以采用直接启动。M2为冷却泵电动机，进行车削加工时，刀具的温度高，需用冷却液来进行冷却。为此，车床备有一台冷却泵电动机拖动冷却泵，喷出冷却液，实现刀具的冷却。冷却泵电动机M2由接触器KM2的主触点控制。M3为快速移动电动机，由接触器KM3的主触点控制。M2、M3的容量都很小，加装熔断器FU1作短路保护。热继电器FR1和FR2分别作M1和M2的过载保护，快速移动电动机M3是短时工作的，所以不需要过载保护。带钥匙的低压短路器QF是电源总开关。
3.2 控制回路设计
控制电路的供电电压是127V，通过控制变压器TC将380V的电压降为127V得到。控制变压器的一次侧由FU1作短路保护，二次侧由FU2、FU3、FU4分别作短路保护。如图3-2所示。
3.2.1电源开关的控制
电源开关是带有开关锁SA2的低压断路器QF，当要合上电源开关时，首先用开关钥匙将开关锁SB右旋，再扳动断路器QF将其合上。若用开关钥匙将开关锁SB左旋，其触点闭合，QF线圈通电，断路器QF将自动跳开。若出现误操作，又将QF合上，QF将在0.1s内再次自动跳闸。
由于机床的电源开关采用了钥匙开关，接通电源时要先用钥匙打开开关锁，再合断路器，增加了安全性，同时在机床控制配电盘的壁龛门上装有安全行程开关SQ2，当打开配电盘壁龛门时，行程开关的触点SQ2闭合，QF的线圈通电，QF自动跳闸，切除机床的电源，以确保人身安全。
3.2.2主轴电动机M1的控制
SB1是红色蘑菇型的停止按钮，SB2是绿色的启动按钮。按一下启动按钮SB2，KM1线圈通电吸合并自锁，KM1的主触点闭合，主轴电动机M1启动运转。按一下SB1，接触器KM1断电释放，其主触点和自锁触点都断开，电动机M1断电停止运行。
3.2.3冷却泵电动机的控制
当主轴电动机启动后，KM1的常开触点闭合，这时若旋转转换开关SB4使其闭合，则KA1线圈通电，其主触点闭合，冷却泵电动机M2启动，提供冷却液。当主轴电动机M1停车时，KM常开触头断开，冷却泵电动机M2随即停止。M1和M2之间存在联锁关系。
3.2.4快速移动电动机M3的控制
快速移动电动机M3是由接触器KA2进行的点动控制。按下按钮SB3，接触器KA2线圈通电，其主触点闭合，电动机M3启动，拖动刀架快速移动；松开SB3，M3停止。快速移动的方向通过装在溜板箱上的十字手柄扳到所需要的方向来控制。
3.2.5 SQ1是机床床头的挂轮架皮带罩处的安全开关。当装好皮带罩时，SQ1（1-2）闭合，控制电路才有电，电动机M1、M2、M3才能启动。当打开机床床头的皮带罩时，SQ1（1-2）断开，使接触器KM1，KM2、KM3断电释放，电动机全部停止转动，以确保人身安全。

图3-2 控制电路设计

3.3信号指示与照明电路
照明电路采用36V安全交流电压，信号回路采用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QF，指示灯HL亮，表明控制电路有电。如图3-2所示。

4.电气元件选择
4.1电源引入开关Q
Q主要作为电源隔离开关用，并不是用它来直接起停电动机，可按电动机额定电流来选。根据该三台电动机来看，选中小型组合机床常用三极组合开关，型号DZ5-20，电流20A。
4.2 热继电器FR1、FR2
主电动机M1额定电流15.4A,KH1应选用JR16-20/3D型热继电器，热元件电流为20A整定电流调节范围较大，工作时将额定电流调到15.4A.
M2的工作电流只有0.32A，故选用JR2-1型热继电器，热元件整定电流调节范围较小，工作时调整在0.32A。
4.3 熔断器FU、FU1、FU2、FU3、FU4
FU对整机进行短路保护的熔断器，选用RL1型熔断器，配用40A的熔断体。
FU1、FU2、FU3、FU4均选用RL1型熔断器，分别配用4A,2A,1A,1A的熔断体。
4.4 接触器KM1,KM2及KM3
接触器KM1根据主电动机的额定电流等于15.4A，控制回路电源电压127V，需主触点3对，动合辅助触头2对，根据以上情况，选用CJ0-10A型交流接触器，电磁线圈电压为127V
KM2,KM3也采用同样型号的交流接触器。
4.5 控制变压器TC
控制变压器TC最大负载是KM1,KM2，KM3及指示灯同时工作时，根据总功率计算公式，选用BK-200型控制变压器，380/127、36、6V
4.5 制定电气元件明细表
电气元件明细表要注明各元器件的型号、规格及数量等，如表2-1所示。

表2-1 CA6140车床电气元件表
符号
元件名称
型号
规格
件数
作用
M1
主轴
电动机
Y132M-4-B3
7.5KW 1450r/min
1
工件的旋转和刀具的进给
M2
冷却泵
电动机
AOB-25
90W 3000 r/min
1
供给冷却液
M3
快移电动机
AOS5634
0.25KW1360r/min
1
刀架的快速移动
KM1
交流接触器
CJ0-10A
127V10A
1
控制主轴电动机M1
KM2
交流接触器
CJ0-10A
127V10A
1
控制冷却泵电动机M2
KM3
交流接触器
CJ0-10A
127V10A
1
快速移动电动机M3
QF
低压断路器
DZ5-20
380V 20A
1
电源总开关
SB1
按钮
LA2型
500V 5A
1
主轴停止
SB2
按钮
LA2型
500V 5A
1
主轴启动
SB3
按钮
LA2型
500V 5A
1
快速移动电动机M3点动
SA
钥匙式
电源开关

1
开关锁
SA1
转换开关
HZ2-10/3
10A，三极
1
控制冷却泵电动机
SA2
转换开关
HZ2-10/3
10A，三极
1
控制照明灯
SQ1
行程开关
LX3-11K

1
打开皮带罩时被压下
SQ2
行程开关
LX5-11K

1
电气箱打开时闭合
FR1
热继电器
JR16-20/3D
15.4A
1
M1过载保护
FR2
热继电器
JR2-1
0.32A
1
M2过载保护
TC
变压器
BK-200
380/127、36、6V
1
控制与照明用变压器
FU
熔断器
RL1
40A
1
全电路的短路保护
FU1
熔断器
RL1
4A
1
M2、 M3的短路保护
FU2
熔断器
RL1
2A
1
控制回路的短路保护
FU3
熔断器
RL1
1A
1
指示灯回路短路保护
FU4
熔断器
RL1
1A
1
照明回路的短路保护
EL
照明灯
K-1，螺口
40W36V
1
机床局部照明
HL
指示灯
DX1-0
白色，配6V0.15A灯泡
1
电源指示灯

5．绘制综合电气控制原理图
依据国家电气制图规范，按设计要求，绘制详细的电气控制原理图，如图5-1
说明如下：
表5-1接触器触头在电路图中位置的标记

栏目
左栏
中栏
右栏
触头类型
主触头所
处的图区号
辅助常开触头
所处的图区号
辅助常闭触头
所处的图区号
举例
KM
2∣8 ∣ X
2∣10∣ X
2∣
表示3对主触
头均在图区2
表示一对辅助常开触头在图区8，另一对常开触头在图区10
表示2对辅助
常闭触头未用

表5-2继电器触头在电路图中位置的标记
栏目
左栏
右栏
触头类型
常开触头所处的图区号
常闭触头所处的图区号
举例
KA2
4 ∣
4 ∣
4 ∣
表示3对常开触头均在图区4
表示常闭触头未用

图5-1 CA6140车床整机电气控制原理图
6实训小节
对于这次实训，刚开始得时候由于没有经验，动手的时候手忙脚乱，不知从何入手。我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这次实训做的也不太好，但是在实训过程中所学到的东西是这次课程实训的最大收获和财富，使我终身受益。

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