Z35型搖臂鉆床電氣控制電路設(shè)計(jì)9.doc

遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué)電氣控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文）題目： Z35型搖臂鉆床電氣控制電路設(shè)計(jì)院（系）： 軟件工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 樓宇智能化工程技術(shù) 學(xué) 號(hào)： 091407075 學(xué)生姓名： 魯?shù)聡?guó) 指導(dǎo)教師： 李 寶 國(guó) 教師職稱： 教 授 起止時(shí)間：2011.06.2707.08 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語院（系）： 教研室： 學(xué) 號(hào)091407075學(xué)生姓名魯?shù)聡?guó)專業(yè)班級(jí)樓宇智能化工程技術(shù)093班課程設(shè)計(jì)（論文）題目Z35型搖臂鉆床電氣控制電路設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù) 要求設(shè)計(jì)報(bào)告嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求書寫（見附頁）。具體設(shè)計(jì)包括內(nèi)容如下：1、 查閱資料，了解鉆床的基本結(jié)構(gòu)，掌握運(yùn)動(dòng)過程。2、 確定電氣傳動(dòng)方案。3、 設(shè)計(jì)控制電路（包括主電路、控制電路及輔助電路）。4、 詳細(xì)闡述分析其工作原理。5、 選擇各種電器設(shè)備（列出清單）。6、 對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)。指導(dǎo)教師評(píng)語及成績(jī)成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書（論 文）目 錄第1章 Z35型搖臂鉆床的簡(jiǎn)介11.1 Z35型搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)11.2 Z35型搖臂鉆床的運(yùn)動(dòng)形式11.3 Z35型搖臂鉆床電氣拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求11.4 Z35型搖臂鉆床的日常保護(hù)1第2章Z35型搖臂鉆床的傳動(dòng)方案22.1 Z35型搖臂鉆床的調(diào)速22.2 Z35型搖臂鉆床的正反轉(zhuǎn)2第3章Z35型搖臂鉆床電氣控制線路33.1主電路設(shè)計(jì)33.2 控制電路設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)總結(jié)7參考文獻(xiàn)8第1章 Z35型搖臂鉆床的簡(jiǎn)介 1.1 Z35型搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)搖臂鉆床主要底座、內(nèi)立柱、搖臂、主軸箱及工作臺(tái)等部分組成。內(nèi)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(nèi)立柱回轉(zhuǎn)360度搖臂的一端為套筒，它套7裝在外立柱做上下移動(dòng)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(zhuǎn)動(dòng)，只能與外立柱來回轉(zhuǎn)主軸箱是一個(gè)復(fù)合部件，由于轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、主軸和住周轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，進(jìn)給和變速機(jī)構(gòu)，機(jī)床的操作機(jī)構(gòu)等部分組成主軸箱安裝在搖臂上的水平導(dǎo)軌上，可以通過手輪操作使其在水平導(dǎo)軌上眼搖臂移動(dòng)。1.2 Z35型搖臂鉆床的運(yùn)動(dòng)形式 當(dāng)進(jìn)行加工時(shí)，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(nèi)立柱上搖臂緊固在外立柱上，然后進(jìn)行鉆削加工一邊進(jìn)行縱向進(jìn)給，其運(yùn)動(dòng)形式為：(1) 搖臂鉆床的主運(yùn)動(dòng)為主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；(2) 如給運(yùn)動(dòng)為主軸的縱向入給、(3) 輔助運(yùn)動(dòng)有;搖臂沿外立柱垂直移動(dòng)，主軸箱沿?fù)u臂長(zhǎng)度方向的移動(dòng)，搖臂雨外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。1.3 Z35型搖臂鉆床電氣拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求 （1）搖臂鉆床運(yùn)動(dòng)部件較多，為了簡(jiǎn)化傳動(dòng)裝置采用多臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)Z35型搖臂鉆床采用四臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。他們分別是主軸電動(dòng)機(jī)。搖臂升降電動(dòng)機(jī)，液壓泵電動(dòng)機(jī)和冷卻電動(dòng)機(jī)，這些電動(dòng)機(jī)都采用直接啟動(dòng)方式。（2）為了適應(yīng)多種形式的加工要求，搖臂鉆床主軸的旋轉(zhuǎn)級(jí)入給運(yùn)動(dòng)較大的調(diào)速范圍，一般情況多太電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)主軸速變機(jī)構(gòu)與進(jìn)給機(jī)構(gòu)均裝在主軸箱內(nèi)。（3）搖臂鉆床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均為主軸運(yùn)動(dòng)，為此這兩項(xiàng)運(yùn)動(dòng)有一臺(tái)主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，分別經(jīng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，進(jìn)給轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)主軸的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給。 （4）在加工螺紋時(shí)，要求主軸能夠正方轉(zhuǎn)搖臂鉆床主軸的正方轉(zhuǎn)一般采用機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)，因此主軸電動(dòng)機(jī)僅需要單項(xiàng)旋轉(zhuǎn)。 （5）搖臂升降電動(dòng)機(jī)要求正反旋轉(zhuǎn)。 （6）內(nèi)外主軸的加緊與放松，主軸與搖臂的夾緊與放松可用機(jī)械操作，電氣-裝置，電氣液壓要裝置或電器-液壓-機(jī)械等控制方法實(shí)現(xiàn)采用液壓裝置則液壓泵電機(jī)。1.4 Z35型搖臂鉆床的日常保護(hù)（1）清洗轉(zhuǎn)床時(shí)，注意要內(nèi)清洗，要顧及到?jīng)]一個(gè)死角。對(duì)于工作臺(tái)面上的毛刺要認(rèn)真清洗。（2）對(duì)于各個(gè)部件的要靈活性也要不可間斷的檢查，以免運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障。（3）在檢查主軸進(jìn)刀箱時(shí)，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(shí)刻檢查個(gè)電器控制開關(guān)的靈活性。（6）注意液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)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(shí)，但卻需要大家多多注意這些小細(xì)節(jié)。第2章 Z35型搖臂鉆床的傳動(dòng)方案2.1 Z35型搖臂鉆床的調(diào)速鉆床可以進(jìn)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(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有較寬的調(diào)速范圍。Z35型搖臂鉆床的主軸的調(diào)速范圍為50：1，正轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速為40 r/min，最高為2000 r/min，進(jìn)給范圍為0.051.60 r/min。它的調(diào)速是通過三相交流異步電動(dòng)機(jī)和變速箱來實(shí)現(xiàn)的。也有的是采用多速異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，這樣可以簡(jiǎn)化變速機(jī)構(gòu)。鉆床的種類很多，有臺(tái)鉆，立鉆，臥鉆，專門化鉆床和搖臂鉆床。臺(tái)鉆和立鉆的電氣電路比較簡(jiǎn)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(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)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(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸箱，立柱的夾緊和放松由另一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。通過電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)齒輪泵，供給夾緊裝置所需要的壓力油。而搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱的左右移動(dòng)通常采用手動(dòng)。此外還有一臺(tái)冷卻泵電動(dòng)機(jī)對(duì)加工的刀具進(jìn)行冷卻。2.2 Z35型搖臂鉆床的正反轉(zhuǎn)搖臂鉆床適合于在大，中型零件上進(jìn)行鉆孔，擴(kuò)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(jìn)行鏜孔。搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸的正反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過機(jī)械轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的。故主電動(dòng)機(jī)只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。搖臂鉆床主軸正反轉(zhuǎn)一般采用機(jī)械方法來實(shí)現(xiàn)，這樣主軸電動(dòng)機(jī)只需單方向旋轉(zhuǎn)。搖臂的升降由升降電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，要求電動(dòng)機(jī)能正，反轉(zhuǎn)。第3章 Z35型搖臂鉆床電氣控制線路3.1主電路設(shè)計(jì)主電路設(shè)計(jì)（27區(qū)），三相電源L1L2L3由電源開關(guān)QS控制，熔斷器FU1實(shí)現(xiàn)對(duì)全電路的短路保護(hù)（1區(qū)）。從2區(qū)開始就是主電路。主電路有4臺(tái)電動(dòng)機(jī)。1）M4（2區(qū)）是冷卻泵電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)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(hù)，由轉(zhuǎn)換開關(guān)QS2直接控制。M4直接起動(dòng)，單向旋轉(zhuǎn)。 2）M1(3區(qū))是主軸電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)，是主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。它由KM1的主觸點(diǎn)控制，其控制線圈在13區(qū)。熱繼電器FR1做過載保護(hù)，其常閉觸點(diǎn)在13區(qū)。M1直接起動(dòng)，單向旋轉(zhuǎn)。主軸的正反轉(zhuǎn)由液壓系統(tǒng)和正反轉(zhuǎn)摩擦離合器來實(shí)現(xiàn)，空檔，制動(dòng)及變速也由液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。 3）M2(45區(qū))是搖臂升降電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)搖臂沿立柱的上下移動(dòng)。它由KM2，KM3的主觸點(diǎn)控制正反轉(zhuǎn)，其控制線圈分別在15，16區(qū)。電動(dòng)機(jī)M2是短時(shí)運(yùn)行，因此不需要過載保護(hù)。 4）M3(67區(qū))是液壓泵電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)液壓泵送出壓力油以實(shí)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(diǎn)控制其正反轉(zhuǎn)，控制線圈分別在17，18區(qū)。熱繼電器FR2作過載保護(hù)。其常閉觸點(diǎn)在17區(qū)。熔斷器FU2作搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2，液壓電動(dòng)機(jī)M3和控制電路的短路保護(hù)。圖3.1主電路圖3.2 控制電路設(shè)計(jì)控制電路的設(shè)計(jì)（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(dòng)機(jī)M1的控制電路（13區(qū)）。主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制電路是典型的電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)控制電路。SB1,SB2分別為砂輪電動(dòng)機(jī)M1的停止和啟動(dòng)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(dòng)機(jī)M2作動(dòng)力，按鈕SB3,SB4分別為搖臂上升，下降的點(diǎn)動(dòng)按鈕，和KM3,KM2組成接觸器按鈕雙重連鎖的正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制電路（1516區(qū)）。 由于搖臂的升降控制須與夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)緊密配合：搖臂升降前，先把搖臂松開，再由M2驅(qū)動(dòng)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(jī)構(gòu)液壓機(jī)械系統(tǒng)（M3與YV）的控制配合進(jìn)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(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，工作過程與搖臂上升相似。 搖臂松開由行程開關(guān)SQ2控制，搖臂夾緊由行程開關(guān)SQ3控制。如果夾緊機(jī)構(gòu)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(dāng)，在搖臂已夾緊后SQ3仍不能動(dòng)作，那么SQ3的常閉觸點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間不能斷開，會(huì)使液壓泵電動(dòng)機(jī)M3處于長(zhǎng)期過載狀態(tài)。因此，M3采用熱繼電器FR2作過載保護(hù)。 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(shí)進(jìn)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(zhuǎn)電動(dòng)控制電路。其工作過程如下：由于SB5,SB6的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在YV線圈支路中，因此在按下SB5,SB6使M3點(diǎn)動(dòng)正反轉(zhuǎn)的過程中，電磁閥YV線圈不吸合，液壓泵送出壓力油，進(jìn)入主軸箱和立柱的松開，夾緊油箱，推動(dòng)松緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸箱的松開和夾緊。 3輔助電路設(shè)計(jì)（812區(qū)） 4輔助電路包括信號(hào)燈電路（911區(qū)）和照明電路（12區(qū)）。5信號(hào)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(guān)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(hù)。 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(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量用途M1主軸電動(dòng)機(jī)Y100l243KW 6.8A 1420r/min1主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)動(dòng)力M2搖臂升降電動(dòng)機(jī)Y90L-41.5KW3.7A1400r/min1搖臂升降動(dòng)力M3液壓泵電動(dòng)機(jī)Y802-40.75kW2.1A1390r/min1驅(qū)動(dòng)液壓泵M4冷卻泵電動(dòng)機(jī)AOB-2590W2800r/min1驅(qū)動(dòng)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(hù)FR2熱繼電器JR16-20/3D熱元件整定電流2.1A1M3的過載保護(hù)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(zhuǎn)（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(shí)間繼電器JS7-4A線圈電壓127V3搖臂升降夾緊延時(shí)第5章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)我覺得每一次的課程設(shè)計(jì)對(duì)我自己來說非常有意義，非常實(shí)在。它給我的大學(xué)生活添上了精彩的一筆。讓我更貼近實(shí)踐工作的生活，讓我增長(zhǎng)了更多的專業(yè)知識(shí)，讓我認(rèn)識(shí)到自己的長(zhǎng)處與不足。搖臂鉆床電氣拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求搖臂鉆床運(yùn)動(dòng)部件較多,為了簡(jiǎn)化傳動(dòng)裝置，采用多臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。例如Z35型搖臂鉆床采用4臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，它們分別是主軸電動(dòng)機(jī)，搖臂升降電動(dòng)機(jī)，液壓泵電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)，這些電動(dòng)機(jī)都采用直接啟動(dòng)方式。一年后我們就業(yè)的時(shí)候，就業(yè)單位不會(huì)像老師一樣點(diǎn)點(diǎn)滴滴細(xì)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(xué)習(xí)。不具備這種能力就難以勝任未來的挑戰(zhàn)。隨著科學(xué)的迅猛發(fā)展，新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，會(huì)有很多領(lǐng)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(shè)計(jì)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(gè)人在課程設(shè)計(jì)結(jié)束后根自己的情況去感悟，去思考，勤時(shí)自勉，有所收獲，使這次課程設(shè)計(jì)達(dá)到了它真正的目的。參考文獻(xiàn)1申永勝.機(jī)械原理教程.清華大學(xué)出版社,19992孫桓.機(jī)械原理.高等教育出版社,19963曹志奎.機(jī)械原理電算程序集.高等教育出版社,19874安子軍.機(jī)械原理.機(jī)械工業(yè)出版社,19985濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社,19986金孟浩.供料過程自動(dòng)化圖冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社,19857周明溥.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì).上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,19878羅洪田.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.高等教育出版社,1998 課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告要求1、課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告要求用A4紙排版，單面打印，并裝訂成冊(cè)，內(nèi)容包括：封面（包括題目、院系、專業(yè)班級(jí)、學(xué)生學(xué)號(hào)、學(xué)生姓名、指導(dǎo)教師姓名、職稱、起止時(shí)間等）設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)及評(píng)語目錄正文（設(shè)計(jì)計(jì)算說明書、研究報(bào)告、研究論文等）參考文獻(xiàn)2、課程設(shè)計(jì)（論文）正文參考字?jǐn)?shù)：2000字周數(shù)。3、封面格式4、設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語格式5、目錄格式標(biāo)題“目錄”（三號(hào)、黑體、居中）章標(biāo)題（四號(hào)字、黑體、居左）節(jié)標(biāo)題（小四號(hào)子、宋體）頁碼（小四號(hào)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(cè)裝訂；字體：章標(biāo)題，四號(hào)字、黑體、居左；節(jié)標(biāo)題，小四號(hào)子、宋體；正