第三章典型设备电气控制电路分析

第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9第三章典型设备电气控制电路分析第六节交流双速信号控制电梯的电路分析第一节电气控制电路分析基础第二节Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析第三节T68型卧式镗床电气控制电路分析第四节XA6132型卧式铣床电气控制电路分析第五节交流桥式起重机电气控制电路分析第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9第一节电气控制电路分析基础一、电气控制分析的依据依据：设备本身的基本结构、运行情况、加工工艺要求和电力拖动自动控制的要求；熟悉了解控制对象，掌握其控制要求等。二、电气控制分析的内容设备说明书电气控制原理图第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9电气设备的总装接线图电器元件布置图与接线图三、电气原理图的阅读分析方法先机后电先主后辅化整为零总结特点集零为整、统观全局第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9四、分析举例C650卧式车床属中型车床，加工工件回转半径最大可达1020mm，长度可达3000mm。其结构主要有床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杆和光杆等部分组成。（一）卧式车床的主要结构和运动情况以C650普通卧式车床为例第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9图3-1普通车床的结构示意图1-进给箱2-挂轮箱3-主轴变速箱4-溜板与刀架5-溜板箱6-尾架7-光杆8-丝杆9-床身第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9（二）C650车床对电气控制的要求1)主轴电动机M1，20kW采用全压下的空载直接起动，能实现正、反向旋转的连续运行。为便于对工件作调整运动，即对刀操作，要求主轴电动机能实现单方向的点动控制，同时定子串入电阻获得低速点动。主轴电动机停车时，由于加工工件转动惯量较大，采用反接制动。加工过程中为显示电功机电流设有电流监视环节。从车削加工工艺要求出发，对各电动机的控制要求是：第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/92)冷却泵电动机M2，用以车削加工时提供冷却液，采用直接起动，单向旋转，连续工作。3)快速移动电动机M3，单向点动、短时运转。4)电路应有必要的保护和联锁，有安全可靠的照明电路。（三）C650车床的电气控制电路分析第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9主电路分析带脱扣器的低压断路器QS将三相电源引入，FUl为主轴电动机M1短路保护用熔断器，FR1为M1的过载保护热继电器。R为限流电阻，限制反接制动时的电流冲击，防止在点动时连续起动电流造成电动机的过载。通过电流互感器TA接入电流表以监视主轴电动机线电流。KMl、KM2为主轴电动机正、反转接触器，KM3为制动限流接触器。冷却泵电动机M2由接触器。KM4控制单向连续运转，FU2为短路保护用熔断器，FR2为过载保护用热继电器。快速移动电动机M3由接触器KM5控制单向旋转点动控制，获得短时工作，FU3为其短路保护用熔断器。1．主电路分析第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/92．控制电路分析1）主电动机的点动调整控制2）主电动机的正反转控制3）主电动机的反接制动控制4）刀架的快速移动和冷却泵控制5)辅助电路6）完善的联锁与保护第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/93．电路特点1）采用三台电动机拖动，尤其是车床溜板箱的快速移动单由一台电动机拖动。2）主轴电动机不但有正、反向运转，还有单向低速点动的调整控制，正、反向停车时均具有反接制动控制。3）设有检测主轴电动机工作电流的环节。4）具有完善的保护与联锁。点动:SB2KMl速下正向起动。主路经RM1正向起动KS-1SB2KMlKM2主路经RM1反接制动KS-1结束正反转:9KMlSB3主路R短接14KM39/11/13KA10KAKMlM1直接起动13KMlKM3KA之后查线圈自锁互锁,可知KM1,KM3自锁,KM1,KM2互锁。反转略反接制动正转启动后：KMl/KM3/KAKS-1KM3/KMl/KASBl主路串入RKS-1SBlKM2主路串R反转13KM28KM2KS-1KM2制动结束刀架的快速移动和冷却泵控制。刀架的快速移动是转动刀架手柄压动行程开关SQ，使接触器KM5通电吸合，控制电动机M3来实现的。冷却泵电动机M2的起动和停止是通过按钮SB5、SB6控制。监视主回路负载的电流表是通过电流互感器TA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，线路中接入一个时间继电器KT，且KT线圈与KM3线圈并联。当起动时，KT线圈通电吸合，但KT的延时断开的常闭触头尚未动作，将电流表短路。起动后，KT延时断开的常闭触头才断开，电流表内才有电流流过。完善的联锁与保护。主电动机正反转有互锁。熔断器FUl～FU6实现短路保护。热继电器FRl、FR2实现M1、M2的过载保护。接触器KMl、KM2、KM4采用按钮与自锁控制方式，使M1与M2具有欠压与零压保护。第二节Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析一、机床结构与运动形式摇臂钻床一般由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱和工作台等部件组成。第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9为了防止主轴因自重下落，以及使操纵主轴升降轻便，在摇臂钻床内设有一圆柱弹簧一凸轮平衡机构。该装置主要由弹簧8、链条5、链轮6、平板凸轮9及齿轮10等组成。弹簧8的弹力通过套11、链条5、凸轮9、齿轮10、小齿轮4作用在主轴套筒2上，与主轴的重量相平衡。主轴上下移动时，转动齿轮10和凸轮9，并拉动链条5改变弹簧8的压缩量，使弹力发生变化，但同时由于凸轮9的转动，改变了链条至凸轮9及齿轮10回转中心的距离，即改变了力臂大小，从而使力矩保持不变。例如，当主轴下移时，齿轮10及凸轮9顺时针转动，通过链条5使弹簧8缩短，从而加大了扁尾孔的作用弹力。但同时，由于链条5与凸轮9回转中心靠近而缩小了力臂，从而使平衡力矩保持不变。平衡力大小可通过螺钉12调整弹簧压缩量来调节。菱形块夹紧机构工作原理第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9菱形块夹紧机构的工作原理图：外立柱绕内立柱回转后的夹紧、摇臂沿外立柱升降后的夹紧和主轴箱在摇臂上移动后的夹紧均采用了此种形式的夹紧机构。其工作原理如下：V形块2和4分别装卡在轴3上。当轴3的右端作用一个F1力后，轴与V形块向左移动，直至两个菱形块l、5处于垂直轴线时，夹紧块6以夹紧力F3将被夹物7夹紧在平面8上。当轴3的右端受到一个相反的F2力后，轴与V形块向右移动，使两个菱形块倾斜，被夹物7被松开。立柱结构立柱由外立柱1和内立柱2组成，内立柱固定在底座上。摇臂与外立柱一起绕内立柱回转，回转到位后应夹紧。当液压系统中的压力油进入油缸右腔10时，活塞9向左移动，菱形块张开，呈夹紧状态，通过内立柱上端球形垫圈5支点及杠杆4的作用，使外立柱左右两边受到力，迫使外立柱向下移动，使外立柱被夹紧在内立柱的圆锥面上。此时，平板弹簧3受力并向上鼓起变形。当需要松开时，只要使压力油进入油腔8，活塞9右移，推动菱形块，使其处于倾斜位置。此时，杠杆被松开，作用在外立柱上的夹紧力消失，在平板弹簧3的弹力作用下，外立柱被抬起，外立柱即可轻便地转动。限位开关6和7与指示灯相连，用来观察和检查夹紧机构是否正常工作。第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9图4．6所示为z3040型摇臂钻床的摇臂与立柱间的夹紧机构。该夹紧机构由液压缸8、菱形块15、垫块17、夹紧杠杆3、9，连接块2l、2、10、13等组成。摇臂22与外立柱12配合的套筒上开有纵向切口，因而套筒在受力后能产生弹性变形而抱紧在立柱上。液压缸8内活塞杆7的两个台肩间卡装着两个垫块17a及17b：在垫块的V形槽中顶着两个菱形块15a和15b。第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9需夹紧摇臂时，通过操纵机构，使压力油进入液压缸8下腔，活塞杆7上移，通过垫块将菱形块抬起，变成水平位置(图示位置)。左边菱形块15a通过顶块16撑紧在摇臂筒壁上；右边菱形块15b则通过顶块6推动杠杆3和9。夹紧杠杆3和9的一端分别通过销钉装有连接块21、2、10和13。这四个连接块又分别通过螺钉1、20、14和11与摇臂套简切口两侧的筒臂相连接。当夹紧杠杆3和9被菱形块推动，绕销钉摆动时，便通过连接块及紧固螺钉将摇臂套筒切口两侧的简壁拉紧，从而使摇臂抱紧立柱而得到夹紧。第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9当活塞杆7向上移动到终点时，菱形块略向上倾斜，超过水平位置约0．5mm左右，从而产生自锁，以保证在摇臂夹紧后，停止供压力油，摇臂也不会松开。当压力油进入液压缸8上腔，活塞杆7向下移动，并带动菱形块恢复原来向下倾斜位置，此时夹紧杠杆不再受力，摇臂套筒依靠自身弹性而松开。摇臂夹紧力的大小可通过螺钉1、20、14和11进行调整。活塞杆7上端装有弹簧片19，当活塞杆向上或向下移动到终点位置时，即摇臂处于夹紧或松开状态时，弹簧片触动微形开关4（S3)或18(S2)，发出相应电信号，通过电液控制系统与摇臂的升降移动保持联锁。第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9液压预选变速操纵机构液压原理图第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9当手柄3向下搬动至变速位置，推阀芯上移，使第V位置与油路接通。这时从油泵打出的压力油通过油路①，阀5，再分别经油路⑤、⑥、⑦和⑧进入各油缸。压力油经油路⑧进入制动油缸6，推动活塞下移使制动摩擦片脱开。同时，压力油经油路⑤和⑥分别进入油缸8和9，因油缸9的活塞直径比油缸8的大，故推动活塞上移，摩擦离合器M1轻轻接合，使传动轴得到缓慢转动，这就为滑移齿轮顺利啮合创造了有利条件。第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9压力油通过油路⑦进入主轴转速预选阀12，其中一股压力油经油管直接进入各变速油缸的下腔，另一股压力油经预选阀的阀芯孔和阀的横向孔进入各变速油缸的上腔。油缸14、15、16为双位变速油缸，若油缸上腔进压力油，因其上腔活塞面积比下腔活塞面积大，产生压力差，使活塞推移到下端，若油缸上腔与阀的回油孔接通，活塞在下腔压力油的作用下被推移到上端。第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9活塞13为三位油缸，上、下两个位置为变速位置，其变速原理同上。而中位则实现空档，其工作原理如下：将手柄3向上扳到主轴空档位置时，压力油同时流进上下油腔，在压力油的作用下，上腔中的活塞a向下顶活塞b直到活塞a被卡圈限位为止，下腔活塞c向上移动与活塞b相遇，因活塞c的面积小于活塞a的面积，而不能顶回活塞b，此时，轴VI上的滑移齿轮D处于中间脱开位置(图5—20)。第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9变速油缸均布置在滑移齿轮所在轴的上端，在压力油的作用下，活塞在传动轴中心孔内通过横销推动滑移齿轮移动。至于各滑移齿轮实现不同的变速位置，则决定于各油缸上腔油路接通状况，而它又决定于预选阀所选定的主轴转速。第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9预选主轴转速时，将预选旋钮10转到所要求的转速位置，这时预选阀芯也随着转动，因而改变各油缸上腔油路接通位置，使油路按所需要的转速位置接通。为了节省时间，预选在机床运转过程中进行。停车后，将手柄3搬到变速位置，压力油将根据预选阀所选定的要求，推动各油缸的活塞使滑移齿轮进行变速。变速后将手柄3复位到主轴停车位置，接着可以开车进行工作。由于操纵阀5随手柄3复位，切断了通往预选阀各变速油缸的油路，各滑移齿轮在各自钢球定位下进行工作。第三章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片返回目录2019/8/9控制主传动系统四个滑移齿轮的油