Z35型搖臂鉆床電氣控制電路設計9.doc

遼 寧 工 業(yè) 大 學電氣控制技術課程設計（論文）題目： Z35型搖臂鉆床電氣控制電路設計院（系）： 軟件工程學院 專業(yè)班級： 樓宇智能化工程技術 學 號： 091407075 學生姓名： 魯德國 指導教師： 李 寶 國 教師職稱： 教 授 起止時間：2011.06.2707.08 課程設計（論文）任務及評語院（系）： 教研室： 學 號091407075學生姓名魯德國專業(yè)班級樓宇智能化工程技術093班課程設計（論文）題目Z35型搖臂鉆床電氣控制電路設計課程設計（論文）任務 要求設計報告嚴格按照設計要求書寫（見附頁）。具體設計包括內容如下：1、 查閱資料，了解鉆床的基本結構，掌握運動過程。2、 確定電氣傳動方案。3、 設計控制電路（包括主電路、控制電路及輔助電路）。4、 詳細闡述分析其工作原理。5、 選擇各種電器設備（列出清單）。6、 對課程設計進行總結。指導教師評語及成績成績： 指導教師簽字： 年 月 日遼 寧 工 業(yè) 大 學 課 程 設 計 說 明 書（論 文）目 錄第1章 Z35型搖臂鉆床的簡介11.1 Z35型搖臂鉆床的主要結構11.2 Z35型搖臂鉆床的運動形式11.3 Z35型搖臂鉆床電氣拖動特點及控制要求11.4 Z35型搖臂鉆床的日常保護1第2章Z35型搖臂鉆床的傳動方案22.1 Z35型搖臂鉆床的調速22.2 Z35型搖臂鉆床的正反轉2第3章Z35型搖臂鉆床電氣控制線路33.1主電路設計33.2 控制電路設計4第4章Z35型搖臂鉆床電器元件的選擇6第5章Z35課程設計總結7參考文獻8第1章 Z35型搖臂鉆床的簡介 1.1 Z35型搖臂鉆床的主要結構搖臂鉆床主要底座、內立柱、搖臂、主軸箱及工作臺等部分組成。內力值固定在底座的一端，在它的外面套有外立柱，外立柱可繞內立柱回轉360度搖臂的一端為套筒，它套7裝在外立柱做上下移動魷魚絲桿與外立柱連接在一起，而升降螺母固定在搖臂上，因此搖臂不能要外立柱轉動，只能與外立柱來回轉主軸箱是一個復合部件，由于轉動電動機、主軸和住周轉動機構，進給和變速機構，機床的操作機構等部分組成主軸箱安裝在搖臂上的水平導軌上，可以通過手輪操作使其在水平導軌上眼搖臂移動。1.2 Z35型搖臂鉆床的運動形式 當進行加工時，由于特的加緊裝置將主軸箱緊固在搖臂的軌道上，而外立柱緊固在內立柱上搖臂緊固在外立柱上，然后進行鉆削加工一邊進行縱向進給，其運動形式為：(1) 搖臂鉆床的主運動為主軸的旋轉運動；(2) 如給運動為主軸的縱向入給、(3) 輔助運動有;搖臂沿外立柱垂直移動，主軸箱沿搖臂長度方向的移動，搖臂雨外立柱一起繞內立柱的回轉運動。1.3 Z35型搖臂鉆床電氣拖動特點及控制要求 （1）搖臂鉆床運動部件較多，為了簡化傳動裝置采用多臺電動機拖動Z35型搖臂鉆床采用四臺電動機拖動。他們分別是主軸電動機。搖臂升降電動機，液壓泵電動機和冷卻電動機，這些電動機都采用直接啟動方式。（2）為了適應多種形式的加工要求，搖臂鉆床主軸的旋轉級入給運動較大的調速范圍，一般情況多太電動機實現(xiàn)主軸速變機構與進給機構均裝在主軸箱內。（3）搖臂鉆床的主運動和進給運動均為主軸運動，為此這兩項運動有一臺主軸電動機拖動，分別經主軸轉動機構，進給轉動實現(xiàn)主軸的旋轉和進給。 （4）在加工螺紋時，要求主軸能夠正方轉搖臂鉆床主軸的正方轉一般采用機械方法實現(xiàn)，因此主軸電動機僅需要單項旋轉。 （5）搖臂升降電動機要求正反旋轉。 （6）內外主軸的加緊與放松，主軸與搖臂的夾緊與放松可用機械操作，電氣-裝置，電氣液壓要裝置或電器-液壓-機械等控制方法實現(xiàn)采用液壓裝置則液壓泵電機。1.4 Z35型搖臂鉆床的日常保護（1）清洗轉床時，注意要內清洗，要顧及到沒一個死角。對于工作臺面上的毛刺要認真清洗。（2）對于各個部件的要靈活性也要不可間斷的檢查，以免運行時發(fā)生故障。（3）在檢查主軸進刀箱時，要記得撿擦又雜，保證優(yōu)良的供養(yǎng)。（4）檢查電源，門蓋等基本部位。（5）時刻檢查個電器控制開關的靈活性。（6）注意液壓系統(tǒng)的正常運行，是否有漏洞現(xiàn)象發(fā)生，這些都是一般最基本的搖臂鉆床檢查與保養(yǎng)的小常識，但卻需要大家多多注意這些小細節(jié)。第2章 Z35型搖臂鉆床的傳動方案2.1 Z35型搖臂鉆床的調速鉆床可以進行多種形式的加工，如：鉆孔，鏜孔，鉸孔及攻螺紋。因此要求鉆床的主軸運動和進給運動有較寬的調速范圍。Z35型搖臂鉆床的主軸的調速范圍為50：1，正轉最低轉速為40 r/min，最高為2000 r/min，進給范圍為0.051.60 r/min。它的調速是通過三相交流異步電動機和變速箱來實現(xiàn)的。也有的是采用多速異步電動機拖動，這樣可以簡化變速機構。鉆床的種類很多，有臺鉆，立鉆，臥鉆，專門化鉆床和搖臂鉆床。臺鉆和立鉆的電氣電路比較簡單，其他型式的鉆床在控制系統(tǒng)上也大同小異。搖臂鉆床除了主軸的旋轉和進給運動外,還有搖臂的上升，下降及立柱的夾緊和放松。搖臂的上升，下降由一臺交流異步電動機拖動，主軸箱，立柱的夾緊和放松由另一臺交流電動機拖動。通過電動機拖動一臺齒輪泵，供給夾緊裝置所需要的壓力油。而搖臂的回轉和主軸箱的左右移動通常采用手動。此外還有一臺冷卻泵電動機對加工的刀具進行冷卻。2.2 Z35型搖臂鉆床的正反轉搖臂鉆床適合于在大，中型零件上進行鉆孔，擴孔，鉸孔及攻螺紋等工作，在具有工藝裝備的條件下還可以進行鏜孔。搖臂鉆床的主軸旋轉運動和進給運動由一臺交流異步電動機拖動，主軸的正反向旋轉運動是通過機械轉換實現(xiàn)的。故主電動機只有一個旋轉方向。搖臂鉆床主軸正反轉一般采用機械方法來實現(xiàn)，這樣主軸電動機只需單方向旋轉。搖臂的升降由升降電動機拖動，要求電動機能正，反轉。第3章 Z35型搖臂鉆床電氣控制線路3.1主電路設計主電路設計（27區(qū)），三相電源L1L2L3由電源開關QS控制，熔斷器FU1實現(xiàn)對全電路的短路保護（1區(qū)）。從2區(qū)開始就是主電路。主電路有4臺電動機。1）M4（2區(qū)）是冷卻泵電動機，帶動冷卻泵供給工件冷卻液。由于M4容量較小，因此不需要過載保護，由轉換開關QS2直接控制。M4直接起動，單向旋轉。 2）M1(3區(qū))是主軸電動機，帶動主軸的旋轉運動和垂直運動，是主運動和進給運動電動機。它由KM1的主觸點控制，其控制線圈在13區(qū)。熱繼電器FR1做過載保護，其常閉觸點在13區(qū)。M1直接起動，單向旋轉。主軸的正反轉由液壓系統(tǒng)和正反轉摩擦離合器來實現(xiàn)，空檔，制動及變速也由液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)。 3）M2(45區(qū))是搖臂升降電動機，帶動搖臂沿立柱的上下移動。它由KM2，KM3的主觸點控制正反轉，其控制線圈分別在15，16區(qū)。電動機M2是短時運行，因此不需要過載保護。 4）M3(67區(qū))是液壓泵電動機，帶動液壓泵送出壓力油以實現(xiàn)搖臂的松開，夾緊和主軸箱的松開，夾緊控制。它由KM4,KM5的主觸點控制其正反轉，控制線圈分別在17，18區(qū)。熱繼電器FR2作過載保護。其常閉觸點在17區(qū)。熔斷器FU2作搖臂升降電動機M2，液壓電動機M3和控制電路的短路保護。圖3.1主電路圖3.2 控制電路設計控制電路的設計（1319控制電區(qū)），控制電路由控制變壓器TC(8區(qū))將380V交流電源降為127V。1）主軸電動機M1的控制電路（13區(qū)）。主軸電動機M1的控制電路是典型的電動機單向連續(xù)控制電路。SB1,SB2分別為砂輪電動機M1的停止和啟動按鈕。 2）搖臂升降的控制電路（1419區(qū)）。搖臂升降由搖臂升降電動機M2作動力，按鈕SB3,SB4分別為搖臂上升，下降的點動按鈕，和KM3,KM2組成接觸器按鈕雙重連鎖的正反轉點動控制電路（1516區(qū)）。 由于搖臂的升降控制須與夾緊機構液壓系統(tǒng)緊密配合：搖臂升降前，先把搖臂松開，再由M2驅動升降；搖臂升降到位后，再重新夾緊。 由此可見，搖臂升降的電氣控制是與松緊機構液壓機械系統(tǒng)（M3與YV）的控制配合進行的。 現(xiàn)以搖臂上升為例，來分析控制的全過程：搖臂的下降由SB4控制KM3使M2反轉來實現(xiàn)，工作過程與搖臂上升相似。 搖臂松開由行程開關SQ2控制，搖臂夾緊由行程開關SQ3控制。如果夾緊機構液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，搖臂不能夾緊；或者因SQ3的位置安裝不當，在搖臂已夾緊后SQ3仍不能動作，那么SQ3的常閉觸點長時間不能斷開，會使液壓泵電動機M3處于長期過載狀態(tài)。因此，M3采用熱繼電器FR2作過載保護。 3）主軸箱和立柱松緊的控制（1718區(qū)）。主軸箱和立柱的松緊控制是同時進行的。SB5和SB6分別為松開和夾緊控制按鈕，和KM4,KM5組成接觸器連鎖的正反轉電動控制電路。其工作過程如下：由于SB5,SB6的常閉觸點串聯(lián)在YV線圈支路中，因此在按下SB5,SB6使M3點動正反轉的過程中，電磁閥YV線圈不吸合，液壓泵送出壓力油，進入主軸箱和立柱的松開，夾緊油箱，推動松緊機構實現(xiàn)主軸箱的松開和夾緊。 3輔助電路設計（812區(qū)） 4輔助電路包括信號燈電路（911區(qū)）和照明電路（12區(qū)）。5信號燈的工作電壓6V由控制變壓器TC提供。 6照明燈的工作電壓36V仍有控制變壓器TC提供。按下照明燈開關SA，鉆床照明指示燈EL亮。為保證安全，EL的一端接地。熔斷器FU3作照明電路的短路保護。 圖3.2 Z35型搖臂鉆床控制原理圖第4章 Z35型搖臂鉆床電器元件選擇表4.1 電器元器件選擇符號名稱型號規(guī)格數量用途M1主軸電動機Y100l243KW 6.8A 1420r/min1主運動和進給運動動力M2搖臂升降電動機Y90L-41.5KW3.7A1400r/min1搖臂升降動力M3液壓泵電動機Y802-40.75kW2.1A1390r/min1驅動液壓泵M4冷卻泵電動機AOB-2590W2800r/min1驅動冷卻液泵FR1熱繼電器JR16-20/3D熱元件整定電流6.8A1M1的過載保護FR2熱繼電器JR16-20/3D熱元件整定電流2.1A1M3的過載保護KM1交流接觸器CJ10-2020A線圈電壓127V1控制M1KM2/ KM3交流接觸器CJ10-1010A線圈電壓127V1控制M2正/反轉（搖臂上升/下降）KM4/ KM5交流接觸器CJ10-1010A線圈電壓127V1控制主軸箱和立柱松開/拉緊KT時間繼電器JS7-4A線圈電壓127V3搖臂升降夾緊延時第5章 課程設計總結我覺得每一次的課程設計對我自己來說非常有意義，非常實在。它給我的大學生活添上了精彩的一筆。讓我更貼近實踐工作的生活，讓我增長了更多的專業(yè)知識，讓我認識到自己的長處與不足。搖臂鉆床電氣拖動特點及控制要求搖臂鉆床運動部件較多,為了簡化傳動裝置，采用多臺電動機拖動。例如Z35型搖臂鉆床采用4臺電動機拖動，它們分別是主軸電動機，搖臂升降電動機，液壓泵電動機和冷卻泵電動機，這些電動機都采用直接啟動方式。一年后我們就業(yè)的時候，就業(yè)單位不會像老師一樣點點滴滴細致入微的把要做的歐諾工作告訴我們，更多的是需要我們自己去觀察和學習。不具備這種能力就難以勝任未來的挑戰(zhàn)。隨著科學的迅猛發(fā)展，新技術的廣泛應用，會有很多領域是我們未曾接觸過的，只有敢于嘗試才能有所突破，有所創(chuàng)新。兩周的課程設計給我們帶來的不全是我們所接觸的那些操作技能，更多的則需要我們每個人在課程設計結束后根自己的情況去感悟，去思考，勤時自勉，有所收獲，使這次課程設計達到了它真正的目的。參考文獻1申永勝.機械原理教程.清華大學出版社,19992孫桓.機械原理.高等教育出版社,19963曹志奎.機械原理電算程序集.高等教育出版社,19874安子軍.機械原理.機械工業(yè)出版社,19985濮良貴.機械設計.機械工業(yè)出版社,19986金孟浩.供料過程自動化圖冊.機械工業(yè)出版社,19857周明溥.機械原理課程設計.上海科學技術出版社,19878羅洪田.機械原理課程設計指導書.高等教育出版社,1998 課程設計（論文）報告要求1、課程設計（論文）報告要求用A4紙排版，單面打印，并裝訂成冊，內容包括：封面（包括題目、院系、專業(yè)班級、學生學號、學生姓名、指導教師姓名、職稱、起止時間等）設計(論文)任務及評語目錄正文（設計計算說明書、研究報告、研究論文等）參考文獻2、課程設計（論文）正文參考字數：2000字周數。3、封面格式4、設計（論文）任務及評語格式5、目錄格式標題“目錄”（三號、黑體、居中）章標題（四號字、黑體、居左）節(jié)標題（小四號子、宋體）頁碼（小四號子、宋體、居右）6、正文格式頁邊距：上2.5cm，下2.5cm，左2.5cm，右2cm，頁眉1.5cm，頁腳1.75cm，左側裝訂；字體：章標題，四號字、黑體、居左；節(jié)標題，小四號子、宋體；正