生产机械电气控制线路分析

第3章生产机械电气控制线路分析3．1C616型卧式车床电气控制系统3．2Z3040型摇臂钻床电气控制系统3．3X62W型万能铣床电气控制系统3．4M7120型磨床电气控制系统3．5组合机床电气控制系统3．630t/5t桥式起重机电气控制系统3．7继电器—接触器控制线路故障分析与检查第3章生产机械电气控制线路分析电气控制系统:机械设备的重要组成部分，了解电气控制系统对于机械设备的正确安装、调整、维护与使用非常重要。本章要求:对典型生产机械电气控制线路进行分析，掌握阅读电气原理图的方法，培养读图能力，通过分析典型生产机械的工作原理，为设计、安装、调试及维护打下基础。3．1C616型卧式车床电气控制系统应用极为广泛的金属切削机床。主要用于车削外圆、内圆、端面、螺纹和成形表面，也可用钻头、铰刀、镗刀等进行加工。3．1．1机床结构及控制特点1．机床结构主要由床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、溜板与刀架、尾座、光杠、丝杠等部分组成.主运动:主轴的旋转运动，由主轴电动机通过皮带传到主轴箱带动旋转；进给运动:刀架的直线移动，由溜板箱带动。主轴电动机经过主轴第3章生产机械电气控制线路分析箱输出轴、挂轮箱、传给进给箱，再通过光杠将运动传入溜板箱，溜板箱带动刀架作纵、横两个方向的进给运动。图3-1卧式车床结构示意图2．控制特点三个部分：主电路；控制电路；照明及指示电路。三台电动机：M1主电动机，功率4KW，通过KM1和KM2的控制实现正、反转，并设有过载保护、短路保护和零压保护；M2润滑电动机，由KM3控制；M3冷却泵电动机，功率0．125KW，除受KM3控制外，还可视实际需要由转换开关QS2控制。第3章生产机械电气控制线路分析图3-2C616型车床电气原理图第3章生产机械电气控制线路分析3．1．2电路工作原理1．启动准备合上电源开关QS1，变压器TC副边有电，指示灯HL亮。合上SA3，照明灯EL点亮。SA1－1为常闭触头,（U－1－3－5－19－W）电路接通，中间继电器KA得电，常开触头（5－19）接通，为开车作好准备.（1）润滑泵、冷却泵启动启动主电机前，先合上SA2，KM3吸合。KM3主触头闭合，润滑泵电机M2启动；KM3常开辅助触头（3－11）接通，为KM1、KM2吸合作好准备.保证先启动润滑泵,使车床润滑良好后才能启动主电机.润滑泵电机M2启动后,合上转换开关QS2,冷却泵电机M3启动运转.2．主电动机启动（1）SA1介绍鼓形转换开关，有一对常闭触头SA1－1，两对常开触头SA1－2及SA1－3。启动手柄置“零位”时，SA1－1闭合，两对常开触头均断开；启动手柄置“正转”位时，SA1－2闭合，SA1－1、SA1－3断开；启动手柄置“反转”位时，SA1－3闭合，SA1－1、SA1－2断开。这种转换开关可代替按钮进行操作，有的C616型车床是用按钮操作的，其作用与转换开关相同。（2）主电机工作过程启动手柄置“正转”位时，SA1－2接通，电流经（U－1－3－11－9－7－5－19－W）形成回路，KM1得电，主触头闭合，主电机M1起动正转。同时，KM1常闭辅助触头（13－15）断开，将反转接触器KM2联锁。启动手柄置“反转”位，SA1－3接通，SA1－2断开，KM1释放，正转停止，并解除对KM2的联锁，KM2吸合，主电机M1反转。将SA1置“零位”，SA1－2及SA1－3均断开，主电机的正转或反转均停止，为下次启动作好准备.3.零压保护第3章生产机械电气控制线路分析又称失压保护。防止电动机突然断电后恢复供电时电动机自行启动运转。常用带自锁环节的按钮－接触器控制电路具有零压保护功能。本车床零压保护:通过中间继电器KA实现。当手柄不在“零位”，即电动机M1在正转或反转工作状态而断电时，KA断电释放，常开触头（5－19）断开。恢复供电后，由于手柄不在“零位”，SA1－1断开，KA不会吸合，常开触头（5－19）不会自行接通，M不会自行启动，起到保护作用。3．2Z3040型摇臂钻床电气控制系统应用较广的孔加工机床，可钻孔、扩孔、铰孔、镗孔和攻螺纹。摇臂钻床操作方便、灵活、适用范围广，多用于单件或中、小批量生产中带有多孔大型工件的孔加工。3．2．1机床结构及控制特点1.机床结构第3章生产机械电气控制线路分析图3-3摇臂钻床结构示意图主要由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱和工作台等组成。内立柱固定在底座的一端，在它外面套有外立柱，摇臂可连同外立柱绕内立柱回转。摇臂的一端为套筒，套装在外立柱上，借助丝杠的正反转可沿外立柱作上下移动。主轴箱安装在摇臂水平导轨上，通过手轮操作使其在水平导轨上沿摇臂移动。借助丝杠，摇臂可带着主轴箱沿外立柱上下升降。主运动：主轴带着钻头作旋转运动；第3章生产机械电气控制线路分析进给运动：钻头的上下移动；辅助运动：主轴箱沿摇臂水平移动，摇臂沿外立柱上下移动和摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。2.控制特点四台电动机：主电动机M1、摇臂升降电动机M2、液压泵电动机M3和冷却泵电动机M4。（1）主轴电机M1担负主轴的旋转运动和进给运动，由KM1控制，单向旋转。主轴的正反转、制动停车、空档、主轴变速和变速系统的润滑，都通过操纵机构液压系统实现。（2）摇臂升降电机M2由KM2、KM3实现正反转控制。摇臂升降由M2拖动，松开、夹紧则通过夹紧机构液压系统实现（电—液配合实现摇臂升降与放松、夹紧的自动循环).（3）液压泵电机M3受KM4、KM5控制，M3主要供给夹紧装置压力油，实现摇臂的松开与夹紧，立柱和主轴箱的松开与夹紧。第3章生产机械电气控制线路分析图3-4Z3040型摇臂钻床电气控制原理图第3章生产机械电气控制线路分析（4）冷却泵电机M4功率很小，由组合开关QS1直接控制其起停.（5）主电路、控制线路、信号（指示）灯线路、照明线路的电源引入开关全部采用自动开关QF1～QF5，具有短路保护、零压保护和欠压保护功能。（6）摇臂升降与夹紧机构动作间插入时间继电器KT1，使摇臂升降完成，升降电机电源切断后延时一段时间，才将摇臂夹紧，避免因升降机构惯性造成间隙，再次起动摇臂升降时产生的抖动。（7）立柱顶上没有汇流环装置，消除了因汇流环接触不良带来的故障。（8）设置了主轴箱、立柱松开、夹紧、主电动机旋转等指示。3．2．2电路工作原理开车前，将自动开关QF2～QF5接通，再将电源总开关QF1扳到“接通”位，引入三相交流电源。电源指示灯HL1点亮，表示机床已带电.按下总启动按钮SB2，中间继电器KA1线圈得电并自锁，为主轴电机及其它电机启动作好准备.第3章生产机械电气控制线路分析1．主轴旋转控制由主轴电机M1拖动，M1由主轴启动按钮SB4、停止按钮SB3、KM1实现单向启动、停止控制。指示灯HL4为主轴电机旋转指示。（1）启动按启动按钮SB4KM1得电并自锁主触点闭合M1转动。（2）停车按停止按钮SB3KM1断电释放M1断电，由液压系统控制使主轴制动停车。主轴的正、反转由液压系统和正、反转摩擦离合器配合实现。2．摇臂升降控制分别由按钮SB5、SB6点动控制。（1）工作过程以摇臂上升为例:按上升按钮SB5，KT1得电，常开触点（33-35）闭合，KM4得电，液压泵电机M3起动供给压力油。经分配阀进入摇臂松开油腔，推动活塞使摇臂松开。同时，活塞杆通过弹簧片压动限位开关SQ2，常闭触点SQ2-2断开，KM4线圈断电释放，M3停转。SQ2常开触点SQ2-1闭合，KM2线圈通电，主触点接通摇臂升降电机M2电源，M2起动正转，带动摇臂上升。第3章生产机械电气控制线路分析如果摇臂没松开，SQ2常开触点SQ2-1就不能闭合，KM2就不能通电，M2不能旋转，保证只有在摇臂可靠松开后才能使摇臂上升。当摇臂上升到位时，松开按钮SB5，KM2和KT1线圈同时断电，M2断电停止，摇臂停止上升。延时1～3s后，KT1延时闭合的常闭触点（47-49）闭合，接触器KM5线圈经（1-3-5-7-47-49-51-6-2）线路通电吸合，M3反向启动旋转，压力油经分配阀进入摇臂夹紧油腔，反方向推动活塞，使摇臂夹紧。同时，活塞杆通过弹簧片使限位开关SQ3常闭触点（7-47）断开，KM5断电释放，M3停转，完成摇臂的松开—上升—夹紧动作。摇臂下降过程与上升基本相同，夹紧和放松电路完全一样。不同的是按下降按钮SB6时为KM3线圈通电，M2反转，带动摇臂下降。（2）元件作用KT1：控制KM5的吸合时间，使M2停转后，再夹紧摇臂。KT1延时时间应视摇臂在M2断电至停转前的惯性大小调整，应保证摇臂停止上升（或下降）后才夹紧，一般为1～3s。SQ1：担负摇臂上升或下降极限位置保护。SQ1有二对常闭触点，SQ1-1（15-17）是摇臂上升时的极限位置保护，SQ1-2（27-17）是摇臂下降时极限位置保护。第3章生产机械电气控制线路分析SQ3：常闭触点（7-47）在摇臂可靠夹紧后断开。如果液压夹紧机构出现故障，或SQ3调整不当，将使M3过载。设热继电器FR2过载保护。1．立柱和主轴箱的松开、夹紧控制可单独进行，也可同时进行，由转换开关SA2和复位按钮SB7（或SB8）控制。SA2有三个位置：中间位（零位）时，立柱和主轴箱的松开或夹紧同时进行；左边位为立柱的夹紧或放松；右边位为主轴箱的夹紧或放松。SB7、SB8:分别为松开、夹紧控制按钮。以主轴箱的松开和夹紧为例：先将SA2扳到右侧，触点（57-59）接通，（57-63）断开。主轴箱松开：按松开按钮SB7，KT2、KT3线圈同时得电，KT2是断电延时型时间继电器，它的断电延时断开的常开触点（7-57）在通电瞬间闭合，电磁铁YA1通电吸合。经1～3s延时，KT3延时闭合常开触点（7-41）闭合，KM4线圈经（1-3-5-7-41-43-37-39-6-2）线路通电，M3正转，压力油经分配阀进入主轴箱油缸，推动活塞使主轴箱放松。活塞杆使行程开关SQ4复位，触点SQ4-1闭合，SQ4-2断开，指示灯HL2亮，表示主轴箱已松开。第3章生产机械电气控制线路分析主轴箱夹紧：控制线路及工作原理与松开时相似，只要把松开按钮SB7换成夹紧按钮SB8，KM4换成KM5，M3由正转变成反转，指示灯HL2换成HL3即可。把转换开关SA2扳到左侧，触点（57-63）接通，（57-59）断开。按松开按钮SB7或夹紧按钮SB8时，电磁铁YA2通电，立柱松开或夹紧；SA2在中间位时，触点（57-59）、（57-63）均接通。按SB7或SB8，电磁铁YA1、YA2均通电，主轴箱和立柱同时松开或夹紧。其它动作与主轴箱松开和夹紧时完全相同。立柱和主轴箱的松开与夹紧是短时间调整，采用点动控制。3．3X62W型万能铣床电气控制系统分为卧铣、立铣、龙门铣、仿形铣、专用铣床等，使用数量仅次于车床。用途：加工平面、斜面、沟槽，装上分度头可铣切直齿齿轮和螺旋面，装上圆工作台可铣切凸轮和弧形槽。3．3．1机床结构及控制特点1。机床结构主要由底座、床身、悬梁、刀杆支架、工作台、溜板、升降台等组成。床身固定在底座上，内装主轴传动机构和变速机构，床身顶部有水平导轨，悬梁可沿导轨水平移动。刀杆支架装在悬梁上，第3章生产机械电气控制线路分析可在悬梁上水平移动。升降台可沿床身前面的垂直导轨上下移动。溜板在升降台的水平导轨上可作平行于主轴轴线方向的横向移动。工作台安装在溜板的水平导轨上，可沿导轨作垂直于主轴轴线的纵向移动。溜板可绕垂直轴线左右旋转45˚，故工作台还能在倾斜方向进给，以加工螺旋槽。图3-5X62W型万能铣床结构简图第3章生产机械电气控制线路分析主运动：主轴带动刀具的旋转运动；进给运动：工件相对铣刀的移动。2．控制特点图3-6示电路是1982年以后的改进线路，适合于X62W卧式和X53K立式两类万能铣床。各开关位置及动作说明见表3－3（P97）。主要电器元件目录见表3－4（P98）。电路