Z3050型摇臂钻床电气控制线路

学习领域三机床电气控制任务活动二Z3050型摇臂钻床电气控制1.11.21.3电气控制器件相关知识基本控制相关知识1.4应用举例项目简述1．了解Z3050型摇臂钻床的结构与运动情况及拖动特点；2．掌握行程开关、断路器、电流继电器、电压继电器的结构特点、符号、型号及选择；3．熟悉以时间原则控制电动机的启动与停止电路的设计方法；4．能设计自动往返控制线路并能进行安装调试与故障维修；5．能分析绕线式异步电动机电气控制线路的工作原理；6．掌握Z3050型摇臂钻床的电气控制原理分析方法及调试技能；7．能对Z3050型摇臂钻床常见的电气故障进行分析与诊断；8．能排除Z3050型摇臂钻床常见电气故障。学习目标一项目简述Z3050型摇臂钻床是一种常见的立式钻床，适用于单件和成批生产加工多孔的大型零件。具有两套液压控制系统：（1）操纵机构液压系统：安装在主轴箱内，用以实现主轴正反、停车制动、空挡、预选及变速；（2）夹紧机构液压系统：安装在摇臂背后的电器盒下部，用以夹紧松开主轴箱、摇臂及立柱。Z3050型摇臂钻床型号含义1普通钻床的主要结构组成2普通钻床的运动形式3普通钻床的控制要求26:301普通钻床的主要结构组成孔加工机床主轴箱摇臂工作台底座电源开关箱内立柱主轴主轴电动机升降电动机升降丝杆外立柱2普通钻床的运动形式（1）主运动：钻头的旋转运动。（2）进给运动：主轴带动钻头的上下移动。（3）辅助运动：主轴箱沿摇臂水平移动；摇臂沿外立柱上下移动；摇臂与外立柱一起相对于内立柱回转运动。3普通钻床的控制要求1．采用多台电动机拖动，主轴电动机承担主钻削及进给任务，摇臂升降，夹紧放松和冷却泵各用一台电动机，共四台电动机拖动。2.4台电动机容量均较小，采用直接起动方式，加工螺纹时要求主轴正反转，但采用机械方法实现，主轴电动机单向旋转。3.主轴旋转与进给应能在较大范围内调速，采用机械调速，对电动机无任何调速要求。主轴变速机构与进给变速机构放在一个变速箱内，两种运动由一台电动机拖动。4．升降电动机要求正反转。5．摇臂、主轴箱以及立柱的加紧和放松由一台异步电动机配合液压装置完成，液压泵电动机用来驱动液压泵送出不同流向的压力油，推动活塞、带动菱形块动作来实现内外立柱的夹紧与放松以及主轴箱和摇臂的夹紧与放松，故液压泵电动机要求正反转。摇臂的移动严格按照摇臂松开→摇臂移动→移动到位摇臂夹紧的程序进行。6．钻削加工时，应由冷却泵电动机拖动冷却泵，供出冷却液进行钻头冷却，要求单向旋转。7．要求有必要的联锁与保护环节。8．具有机床安全照明电路与信号指示电路。（一）行程开关（二）低压断路器（三）时间继电器（四）电流继电器（五）电压继电器二电气控制元件相关知识行程开关又称为限位开关。作用：将机械位移转变为触点的动作信号，以控制机械设备的运动，行程开关主要用于机床、自动生产线和其他机械的限位及程序控制。为了适用于不同的工作环境，可以将行程开关做成各种各样的外形。（一）行程开关1.JLXK1行程开关结构当运动部件的挡铁碰压行程开关的滚轮时，杠杆连同转轴一起转动，使凸轮推动撞块，当撞块被压到一定位置时，推动微动开关快速动作，使其动断触点断开，动合触点闭合。34接近开关是一种非接触式的检测装置，能检测金属物或非金属物（仅对光电式接近开关）存在与否，只要当运动的物体接近它一定距离时就能发出接近信号，以控制运动物体的位置。接近开关不等于行程开关，它具有计数作用。电磁感应式接近开关结构框图2、接近开关接近开关按工作原理分有电磁感应式、光电式两种。电磁感应式又有高频振荡型、电容型、电磁感应型、永磁型、磁敏元件型。2.行程开关型号含义LX19-101JLXK1-242（一）工作台自动往返控制三、基本控制相关知识根据要求完成控制电路的设计与安装：（1）工作台由原位开始前进，到终端后自动后退。（2）要求能在前进或后退途中任意位置停止或启动。（3）控制电路设有短路、失压、过载和位置极限保护。1.工作任务1工作台自动往返控制线路实现往复运动的关键？关键在于限位开关采用复合式位置开关。正向运行停车的同时，自动起动反向运动；反向运动停车的同时，自动起动正向运动。低压断路器即低压自动空气开关，又称自动空气断路器。作用：电路的短路、过载、失电压与欠电压保护。能自动分断故障电路，是低压配电网络和电力拖动系统中常用的重要保护电器之一。（二）低压断路器1.DZ5—20低压断路器外形与结构1．主触头及灭弧装置2．脱扣器3．自由脱扣机构和操作机构低压断路器原理图断路器的三副主触点串联在被控制的三相电路中，按下接通按钮时，外力使锁扣克服反作用弹簧的反力，将固定在锁扣上面的动触点与静触点闭合，并由锁扣锁住搭钩使动静触点保持闭合，开关处于接通状态。当线路发生过载时，过载电流流过热元件产生一定的热量，使双金属片受热向上弯曲，通过杠杆推动搭钩与锁扣脱开，在反作用弹簧的推动下，动、静触点分开，从而切断电路，使用电设备不致因过载而烧毁。当线路发生短路故障时，短路电流超过电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流，电磁脱扣器产生足够大的吸力将衔铁吸合，通过杠杆推动搭钩与锁扣分开，从而切断电路，实现短路保护。低压断路器出厂时，电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流一般整定为10倍的额定电流）。2、DZ10型低压断路器DZ10型低压断路器可根据需要装设热脱扣器（用双金属片作过负荷保护）、电磁脱扣器（只作短路保护）和复式脱扣器（可同时实现过负荷保护和短路保护）。DZ10型低压断路器采用钢片灭弧栅，因为脱扣机构的脱扣速度快，灭弧时间短，一般断路时间不超过一个周期（0.02s），断流能力就比较大。3、漏电保护断路器漏电保护断路器通常称为漏电开关，是一种安全保护电器，在线路或设备出现对地漏电或人身触电时，迅速自动断开电路，能有效地保证人身和线路的安全。漏电保护断路器主要由零序互感器TA、漏电脱扣器WS、试验按钮SB、操作机构和外壳组成。低压断路器操作手柄的三个位置,在壳面中央有分合位置指示。(1)合闸位置手柄扳向上方，跳钩被锁扣扣住，断路器处于合闸状态。(2)自由脱扣位置手柄位于中间位置，是当断路器因故障自动跳闸，跳钩被锁扣脱扣，主触头断开的位置；(3)分闸和再扣位置手柄扳向下方，这时，主触头依然断开，但跳钩被锁扣扣住，为下次合闸做好准备。断路器自动跳闸后，必须把手柄扳在此位置，才能将断路器重新进行合闸，否则是合不上的。3、漏电保护断路器4、低压断路器的型号图漏电断路器典型产品有DZ15L、DZL16、DZL18、DZ20L、DZL25等系列。DZ15L-20/25、低压断路器的选择（1）断路器额定电压、额定电流应大于或等于线路、设备的正常工作电压、工作电流。（2）断路器极限通断能力大于或等于线路最大短路电流。（3）欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。（4）过电流脱扣器的额定电流应大于或等于线路的最大负载电流。（三）时间继电器时间继电器是在线圈得电或断电后，触点要经过一定时间延时后才动作或复位，是实现触点延时接通和断开电路的自动控制电器。时间继电器分为通电延时和断电延时两种：电磁线圈通电后，触点延时通断的为通电延时型；线圈断电后，触点延时通断的为断电延时型。时间继电器按工作原理分可分为：电磁式、空气阻尼式（气囊式）、晶体管式、单片机控制式等。1、时间继电器的结构与原理时间继电器主要由电磁系统、工作触点、气室和传动机构等组成。电磁系统由电磁线圈、铁芯、衔铁、反力弹簧和弹簧片组成。工作触点由两对瞬时触点（一对常开与一对常闭）和两对延时触点（一对常开与一对常闭）组成。按延时方式可分为通电延时型时间继电器和断电延时型时间继电器。对于通电延时型时间继电器，当线圈得电时，其延时动合触点要延时一段时间才闭合，延时动断触点要延时一段时间才断开。当线圈失电时，其延时动合触点迅速断开，延时动断触点迅速闭合。对于断电延时型时间继电器，当线圈得电时，其延时动合触点迅速闭合，延时动断触点迅速断开。当线圈失电时，其延时动合触点要延时一段时间再断开，延时动断触点要延时一段时间再闭合。空气阻尼式断电延时型时间继电器的工作过程演示：空气阻尼式时间继电器典型产品有：JS7-A、JS23、JSK□等。JS7系列型号含义：2、型号时间继电器的图形符号及文字符号常闭触点常开通电后延时闭合常开触点常闭断电后延时闭合常闭通电后延时断开常开断电后延时断开常闭触点常开触点通电式瞬时动作延时动作断电式（1）按钮操作绕线式电动机串电阻启动控制线路1、绕线式电动机串电阻启动控制线路?（2）时间原则控制绕线式电动机串电阻启动控制线路?保证电机启动完成后KT1、KT2、KT3线圈断电保证刚启动时全部电阻串入电路中2、两台电动机启停控制控制要求：请设计这个控制电路原理图一个饲料加工厂在搅拌混合料时，按下启动按钮，先将各种配料通过皮带机送入混合罐中3s后，皮带拖动电动机停止，搅拌电动机启动搅拌饲料20s后停止。是否最佳？可怎样改进？3、两台电动机启停控制控制要求：请设计这个控制电路原理图有2台电动机M1和M2，要求（1）M1先启动，经过10s后M2启动；（2）M2启动后，M1立即停止。试设计其控制线路。KM2KM1KM2FR1KM2KTKTM23～FR2FR1FU1FR2SB2KM1SB1QFL3L2L1～3M1FU2KM2KM14、两台电动机传送带的控制电路控制要求：请设计这个控制电路原理图传送带有2台电动机M1和M2，要求（1）M1先启动，经过10s后拖动第二条传送带的电动机M2启动；（2）在电动机M2停车后经过20S，M1停止。试设计其控制线路。4、小车自动往返控制控制要求：请设计一个自动运输控制电路原理图在一些饲料自动加工厂，需要实现两地之间的装料与卸料，将装袋的饲料从A地运输到B地进行存储，装载与卸载需要不同的时间。?中间继电器KA在电路中起到失压保护作用，如果没有中间继电器KA，当送料小车运行到A或B点时，小车会压合行程开关SQ1或SQ2，若电路突然停电后，当线路再次送电时，送料小车会因行程开关SQ1或SQ2被压使常开点闭合，接触器KM1或KM2线圈得电，电动机就会自行启动而造成事故。SQ1、SQ2在线路中经常被小车碰压，是工作行程开关；SQ3、SQ4是小车在两终点的限位保护开关，防止SQ1、SQ2失灵后小车会冲出预定的轨迹而出事故。根据继电器线圈中电流的大小而接通或断开电路的继电器叫做电流继电器。使用时，电流继电器的线圈串联在被测电路中。为了使串入电流继电器线圈后不影响电路正常工作，电流继电器线圈的匝数要少，导线要粗，阻抗要小。（四）电流继电器当继电器中的电流超过预定值时，引起开关电器有延时或无延时动作的继电器称为过电流继电器。它主要用于频繁启动和重载启动的场合，作为电动机和主电路的过载和短路保护。电流继电器分为过电流继电器和欠电流继电器两种。当流过继电器的电流减小到低于整定值时动作的继电器称为欠电流继电器。在线圈电流正常时这种继电器的衔铁与铁芯是吸合的。它常用于直流电动机励磁电路和电磁吸盘的弱磁保护。（1）结构及工作原理电流继电器主要由线圈、铁芯、衔铁、触点系统和反作用弹簧等组。5：20当线圈通过的电流为额定值时，所产生的电磁吸力不足以克服弹簧的反作用力，此时衔铁不动作。当线圈通过的电流超过整定值时，电磁吸力大于弹簧的反作用力，铁芯吸引衔铁动作，带动动断触点断开，动合触点闭合。当继电器中的电流超过预定值时，引起开关电器有延时或无延时动作的继电器称为过电流继电器。（2）型号含义（3）电流继电器的文字符号与文字符号过电流继电器欠电流继电器反映输入量为电压的继电器称为电压继电器。使用时电压继电器的线圈并联在被测量的电路中，根据线圈两端电压的大小而接通或断开电路。因此这种继电器线圈的导线细、匝数多、阻抗大。电压继电器分为过电压继电器、欠电压继电器。（五）电压继电器欠电压继电器是当电压降至某一规定范围时动作的电压继电器；零电压继电器是欠电压继电器的一种特殊形式，是当继电器的端电压降至0或接近消失时才动作的电压继电器。过电压继电器是当电压大于整定值时动作的电压继电器，主要用于对电路或设备作过电压保护，常用的过电