C650卧式车床线路分析

C650卧式车床电气控制线路分析导入新课在机床设备中，电气控制系统起着至关重要的作用，它可以根据生产要求的不同，使生产机械实现各种运行状态。本项目从介绍C650卧式车床的主要结构及工作要求开始，通过对车床电力拖动与控制要求的分析，介绍了相关的电气控制器件的使用，如行程开关、时间继电器、速度继电器、中间继电器等。接着讲述了分析电气控制系统图的方法和步骤。学习目标•通过本项目的学习：•1、使学生了解生产机械电气控制线路的读图方法。•2、掌握C650型车床的电气控制线路的分析方法和分析步骤、工作原理以及机械与电气控制配合的关系，组成电气线路的一般规律。•（重点、难点）•3、初步掌握机床的基本控制电路，学会电气控制线路的设计方法。一、C650卧式车床简述1、它是机床中应用最为广泛的一种，可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹。2、C650卧式车床属于中型车床，可加工的最大工件回转直径为1020mm，最大工件长度为3000mm。3、机床的结构形式如图-1所示，由主轴变速箱、挂轮箱、进给箱、溜板箱、尾座、滑板与刀架、光杠与丝杠等部件组成。图2-1C650型卧式车床结构图床身刀架主轴尾架溜板箱图-1C650型卧式车床结构图图-2C650型卧式车床结构图1、主运动：车床进行车削加工的主运动是主轴通过卡盘或夹头，带动工件的旋转运动，它承受车削加工时的主要切削功率。2、进给运动：溜板带动刀架的纵向或横向运动。注意：为保证螺纹加工的质量，要求工件的旋转速度与刀具的移动速度具有严格的比例关系。因此，C650卧式车床溜板箱与主轴变速箱之间通过齿轮转动来连接，用同一台电动机来拖动。即进给运动大多是通过主轴运动分出一部分动力，通过挂轮箱传给进给箱配合来实现刀具的进给3、辅助运动：有的车床为了提高效率，刀架的快速运动由单独一台进给电动机来拖动。还有工件的夹紧与放松、尾座的移动。二、C650卧式车床的运动形式•1、C650卧式车床车削加工时一般不要求反转，但在加工螺纹时，为避免乱扣，加工完毕后，要求反转退刀。为满足生产加工需要，主轴的旋转运动可正转，也可以反转，所以C650车床可以通过主电动机的正反转来实现主轴的正反转，当主轴反转时，刀架也跟着后退。•2、C650卧式车床在车削加工时，刀具的温度往往很高，因此，要配备一台冷却泵及电动机。三、C650卧式车床的工作要求3、由于C650车床的床身较长，为减少辅助工时，提高加工效率，专门设置了一台2.2kW的电动机来拖动溜板箱快速移动，并采用点动控制。4、由于加工的工件比较大，加工时其转动惯量也比较大，需停车时不易立即停止转动，为提高工作效率，该机床采用了反接制动方法。三、C650卧式车床的工作要求5、车床在加工工件时，随着工件材料和材质的不同，应选择合适的主轴转速及进给速度。目前中小型的车床多采用不变速的异步电动机拖动，而靠齿轮箱来进行有级变速。一般车床的调速范围大，常用齿轮变速机构来调速，调速范围可达40倍以上。C650车床的主电动机采用普通笼型异步电动机，功率为30kW。三、C650卧式车床的工作要求四、C650卧式车床电力拖动特点及控制要求(1)车削加工近似于恒功率负载，主轴电动机M1通常选用笼型异步电动机，完成主轴主运动和刀具进给运动的驱动。M1采用直接启动的方式启动；可正反转；并可实现正反两个方向的电气停车制动；为加工调整方便，还应该具有点动功能。•(2)车削螺纹时，刀架移动与主轴旋转运动之间必须保持准确的比例关系，因此，车床主轴运动和进给运动只由一台电动机拖动，刀架移动由主轴箱通过机械传动链来实现。四、C650卧式车床电力拖动特点及控制要求(3)为了提高生产效率、减轻工人劳动强度，拖板的快速移动由电动机M3单独拖动。根据使用需要，可随时手动控制启停。(4)车削加工中，为防止刀具和工件的温度过高、延长刀具使用寿命、提高加工质量，车床附有一台单方向旋转的冷却泵电动机M2，与主轴电动机实现顺序启停，也可单独操作。(5)必要的保护环节、连锁环节、照明和信号电路。五、C650卧式车床的电气控制原理图六、电气控制线路分析方法和步骤分析机床的电气控制线路时：首先应从分析主电路开始，掌握各电动机的作用、启动方法、调速方法、制动方法以及各电动机的保护环节，并应注意各电动机运动形式之间的相互关系。分析控制线路时，应分析每一个控制环节所对应的电动机，并注意各个环节之间的互锁和保护环节。各种信号电路、报警及照明等电路是配合主电路工作的电气部分，此部分电路大部分由控制电路中的元件来控制的，在分析过程中，还要对照控制电路来进行分析。七、C650卧式车床的电气控制线路分析•1、主电路分析•主轴电机M1：（1）电源开关采用旋转开关、电机外壳应有可靠的保护接地、主轴电机工作时冷却泵才能工作、正反转控制KM1、KM2。（2）电流互感器TA防止起动时冲击电流，起动时将电流表暂时短接。（3）点动时以KM3控制R接入和切除。（4）速度继电器与电动机同轴连接，完成制动。•冷却泵电机M2：单向运行，长动。•快速移动电机M3：单向运行，手动控制。C650卧式车床的电气控制线路分析上图中组合开关QS为电源开关。FU1和FR1分别为主电动机M1的短路保护用的熔断器及过载保护用热继电器。R为限流电阻，在主轴点动时，限制起动电流，在停车反接制动时，又起限制过大的反接制动电流的作用。电流表PA用来监视主电动机M1的绕组电流，M1功率较大，故PA接入电流互感器TA回路。机床工作时，可调整切削量，使电流表PA的电流接近主电动机M1的额定电流经TA后的对应值，以便提高生产效率和充分利用电动机的潜力。KM1、KM2为正反转接触器，KM3用于短接电阻R接触器，由它们的主触点来控制电动机M1。上图中KM4为接通冷却泵电动机M2的接触器，FR2为M2过载保护用热继电器。KM5为接通快速电动机M3的接触器，由于M3点动短时运转，故不需设置热继电器。C650卧式车床的电气控制线路分析•2、控制电路分析如图-4。M1电动机电路（KM1、KM2、KM3、TA）1）SB3（正向起动）、SB4（反向起动）、SB2（正向点动）2）主轴电动机正向点动SB23）主轴电动机正转控制线路SB3→KM3（切除R）→KT（电流表A短接）→KA（常闭触头切除制动电路常开触头与SB3）→KM1接通且自锁4）主轴电动机反转控制线路与正转工作相同，仅以SB4按钮起动。5）控制电压的引入（110V直供）6）制动电路(图4)按下SB1→KM1、KM3、KA失电→KA（常闭）与KS2→KM2反接制动→KS→0→KS2复位→KM2断电→制动结束。反向制动与正向过程相同。图-4主轴电动机正反转与点动控制线路•C650卧式车床的电气控制线路分析•主电动机M1的控制电路（如图-3）1）M1正向启动控制按下正向启动按钮SB2→KM3、KT线圈得电→KM3主触头将主电路中限流电阻R短接，同时辅助常开触头闭合→KA线圈得电，常闭触点断开切除停车制动电路；常开触点闭合→KM1线圈得电→KM1主触头闭合，常开触头闭合自锁电动机正向直接启动→转速高于120r/min后，速度继电器常开触头KS2闭合。KT线圈得电后，常闭触头延时断开，电流表接入电路正常工作。2）M1正向反接制动按下停车按钮SB1→KM1、KM3、KA线圈失电，触头复位，电动机M1惯性继续运转→松开停车按钮SB1→KM2线圈得电→KM2主触头闭合，电动机M1串入限流电阻R反接制动，强迫电动机迅速停车→转速低于100r/min时，KS2断开→KM2线圈失电→触头复位→电动机失电，反接制动过程结束。反向反接制动过程与正向反接过程类似，反向状态下KS1触电闭合，制动时，接通交流接触器KM1的线圈电路，进行反接制动。C650卧式车床的电气控制线路分析3）M1正向点动控制按下SB4→KM1线圈得电→主触头闭合→电动机M1串入限流电阻R正向点动→松开SB4→KM1线圈失电→主触头复位→电动机M1停转。4）M1反向控制M1反向启动控制与正向启动控制类似。M1反向启动控制由SB3控制，反向反接制动由SB1控制。图-5C650卧式车床反接制动控制电路图-6C650反接制动工作流程C650卧式车床的电气控制线路分析图-7反接制动控制电路标号图C650卧式车床的电气控制线路分析•刀架的快速移动和冷却泵电动机的控制刀架快速移动是由转动刀架手柄压动位置开关SQ，接通控制快速移动电动机M3的接触器KM5的线圈电路，KM5的主触头闭合，M3启动，经传动系统驱动溜板箱带动刀架快速移动。刀架快速移动电动机M3是短时间工作，故未设置过载保护。冷却泵电动机M2由启动按钮SB6、停止按钮SB5控制接触器KM4线圈电路的通断，以实现电动机M2的控制。C650卧式车床的电气控制线路分析3.照明电路分析控制变压器TC的二次侧输出36V、110V电压，分别作为车床低压照明和控制电路电源。EL为车床的低压照明灯，由开关SA控制，FU6作短路保护。4.电流表PA保护电路虽然电流表PA接在电流互感器TA回路里，但主电动机M1启动时对它的冲击仍很大。为此，在线路中设置了时间继电器KT进行保护。当主电动机正向或反向起动后，KT通电，延时时间尚未到时，PA就被KT延时常闭触点短路，延时到后，才有电流指示。C650卧式车床的电气控制线路分析C650卧式车床电器控制线路的特点：从对C650卧式车床电气原理图的分析可知，C650车床电气线路有以下几个特点。（1）主轴的正反转不是通过机械方式来实现的，而是通过电气方式，即通过主电动机的正反转来实现的，这样就简化了机械结构。（2）主电动机的制动采用了电气反接制动形式，并利用速度继电器按速度原则进行控制。（3）控制回路由于电器元件很多，故通过控制变压器TC同三相电网进行电隔离，提高了操作和维修时的安全性。（4）中间继电器KA起着扩展接触器KM3触点的作用。从电路中可以见到KM3的常开触点直接控制KA，故KM3和KA的触点的闭合和断开情况相同。从图3中可见KA的常开触点用了三个，常闭触点一个，而KM3的辅助常开触点只有二个，故不得不增设中间继电器KA进行扩展。可见，电气线路在设计时要考虑电器元件的触点数量。C650卧式车床的电气控制线路分析•C650车床常见电气故障1、主轴电动机不能启动。可能的原因：电源没有接通；热继电器已动作，其常闭触点尚未复位；启动按钮或停止按钮内的触点接触不良；交流接触器的线圈烧毁或接线脱落等。2、按下启动按钮后，电动机发出嗡嗡声，不能启动。这是电动机的三相电流缺相造成的。可能的原因：熔断器某一相熔丝烧断；接触器一对主触点没接触好；电动机接线某一处断线等。3、按下停止按钮，主轴电动机不能停止。可能的原因：接触器触点熔焊、主触点被杂物卡阻；停止按钮常闭触点被卡阻。4、主轴电动机不能点动。可能的原因：点动按钮SB4其常开触点损坏或接线脱落。5、不能检测主轴电动机负载。可能的原因；电流表损坏、时间继电器设定时间太短或损坏、电流互感器损坏。C650卧式车床的电气控制线路分析•小结在机床设备中，电气控制系统起着至关重要的作用，它可以根据生产要求的不同，使生产机械实现各种运行状态。本项目从介绍C650卧式车床的主要结构及工作要求开始，通过对车床电力拖动与控制要求的分析，介绍了相关的电气控制器件，如行程开关、接近开关、晶闸管自动开关、固态继电器、时间继电器、速度继电器、中间继电器和信号灯等。接着讲述了分析电气控制系统图的方法和步骤，电动机反接制动控制线路和能耗制动控制线路环节。最后以应用实例的形式扩展介绍了时间原则控制电动机的星形-三角形降压起动控制线路、C650车床控制线路、单按钮控制电动机起停电路、三相异步电动机低速运行主线路和电动机断相自动保护电路。C650卧式车床的电气控制线路分析分析机床的电气控制线路时，首先应从分析主电路开始，掌握各电动机的作用、启动方法、调速方法、制动方法以及各电动机的保护环节，并应注意各电动机运动形式之间的相互关系。分析控制线路时，应分析每一个控制环节所对应的电动机，并注意各个环节之间的互锁和保护环节。各种信号电路、报警及照明等