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1、上海第二工业大学上海第二工业大学实训名称实训名称:机床电气控制综合实验机床电气控制综合实验学学院院:机电工程学院机电工程学院班班级级:1010 机工机工 A1A1姓姓名名:学学号：号：指导老师指导老师:何何成成20132013 年年 7 7 月月 8 8 日日-7-7 月月 1313 日日CW6136ACW6136A 型卧式车床电气控制线路设计型卧式车床电气控制线路设计CW6136A 型卧式诚创主要由 2 台电动机组成，即：主轴电动机 M1 和冷却电动机 M2。设计任务如下：1 设计要求：整个机床电路具有短路保护，M1 具有过载保护，M2 具有短路保护；M1 具有正、反转控制功能；M1 为双速
2、电机，可实现反接制动；M2 为单向运转，通过 Y/启动；主电路与控制电路之间具有控制变压器 TC；机床具有照明灯，照明电路电压为 24V；机床具有操作指示灯，指示灯电路电压为 6V；M1 的温度不得超过 95；思考题：控制 M1 的接触器分别出现问题，会造成什么故障？M1 不能运转，分析故障原因。目目录录一、分析题目要求，拟定控制方案一、分析题目要求，拟定控制方案-4 4（1 1）主回路设计）主回路设计-4-4（2 2）控制回路设计）控制回路设计-4-4（3 3）信号指示与照明电路）信号指示与照明电路-7-7（4 4）控制电路电源）控制电路电源-8-8二、分析设备的主要结构、运动形式及控制要求
3、二、分析设备的主要结构、运动形式及控制要求-8 8三、选择电机及相关元器件三、选择电机及相关元器件-9 9（1 1）电源引入开关）电源引入开关 Q-9Q-9（2 2）热继电器）热继电器 FR-9FR-9（3 3）熔断器）熔断器-9-9（4 4）接触器的选择）接触器的选择-10-10（5 5）温度继电器）温度继电器 FC-11FC-11（6 6）速度继电器）速度继电器 KS-11KS-11（7 7）控制变压器）控制变压器 TC-11TC-11（8 8）按钮选择）按钮选择-11-11四、手绘主电路及控制电路（见附录）四、手绘主电路及控制电路（见附录）-1111五、用五、用 CADCAD 绘制电路图
4、（见附录）绘制电路图（见附录）-1212六、列出电气元件的明细表六、列出电气元件的明细表-1212七、绘制元器件布局图七、绘制元器件布局图-1313八、分析、编写设备工作原理八、分析、编写设备工作原理-1313九、完成思考题九、完成思考题-1616十、个人小结十、个人小结-1717十一、附录十一、附录-1818十二、参考资料十二、参考资料-19193机床电气控制实践报告机床电气控制实践报告一、分析题目要求，拟定控制方案一、分析题目要求，拟定控制方案CW6136A 型普通车床功率大，转速高，刚性好，适合于高速切削和强力切削。因主电机采用了双速电动机，故调速性能好，调速范围更广。CW6136A 型
5、普通车床电路。机床电气控制板安装在机床前面左侧，带锁的电源总开关 QS 装在机床后面。开动机床前，先用钥匙开启锁头，再按下绿色的按钮，此时电源接通，白色电源信号灯亮，机床即可启动。（1）主回路的设计主电路中共有两台电动机。其中主轴电动机 M1 是一台双速电动机，为普通车床的主拖动电动机，它带动主轴旋转及工作进给。控制主轴电动机的四种运行状态，即低速正转、低速反转、高速正转、高速反转。机床的三相电源由电源引入开关 QS 引入。主电机 M1 具有过载保护，由热继电器 FR 来实现，它的短路保护可以由机床的前一级配电箱中的熔断器充任。熔断器FU2冷却泵电动机 M2 的过载保护装置，主电机 M1 与冷
6、却泵电动机 M2共同设有短路保护熔断器 FU。在主轴电动机M1 内设有温度继电器 ST，以便当电动机启动频繁或电流增大、电动机温度升高时及时切断电源，起到保护主轴电动机 M1 的作用。（2）控制电路的设计考虑到操作方便，主电动机 M1 可在床头操作板上和刀架托板上分别设起停和停止按钮SB0、SB2、SB3进行操纵，主电动机的高低速转动由SB3、SB4按钮开关来选择控制。冷却泵电动机由SB1、SB6进行起停操作，装在车床床头的操作板上。控制电路中，SB0为紧急停止按钮。根据电气传动的要求，由接触器KM1、KM2、KML、KMH、KM控制电动机 M1 四种运行状态，即低速正转、低速反转、高速正转、
7、高速反转,冷却泵电动机 M2 主要由接触器KM3、KM4、KM5来控制,如图 1 所示。4图 1当接触器KM1和KML闭合时，主轴电动机 M1 处于低速正转运行状态；当接触器KM2和KML闭合时，主轴电动机 M1 处于低速反转状态；当接触器KM1和KM、KMH闭合时，主轴电动机M1 处于高速正转状态；当接触器KM2和KM、KMH闭合时，主轴电动机 M1 处于高速反转状态。用接触器KM1控制电动机 M1 的正转，用接触器KM2控制电动机 M1 的反转，KML控制主电动机的低速运动，KM和KMH控制主电动机的高速运动。主电机正反转控制电路：如图 2 所示。5高低速的选择控制电路：图 2图 36冷却
8、泵电动机的控制电路：图 4（3）信号指示与照明电路可设电源指示HL2(绿色），在电源接通后立即发光显示，表示机床已经处于供电状态。设指示灯HL1(红色）表示主电机是否运动，这两个指示灯可以由接触器KM1、KM2的动合和动断辅助触电进行切换通电显示，如图 5 所示。设置照明灯 EL 安全照明（照明灯的电路电压为 24V)。7图 5（4）控制电路电源考虑安全可靠及满足照明指示灯的要求，采用变压器供电，控制电路 220V，照明电路 24V,指示灯电压 6V。二、分析设备的主要结构、运动形式及控制要求二、分析设备的主要结构、运动形式及控制要求(1)主要结构CW6136A 主型卧式车床主要由主电动机 M
9、1、冷却泵电动机 M2、快速进给电动机。（2）运动形式CW6136A 主型卧式车床的运动形式主要由主轴电动机经过一系列的变速机构以后，带动车床的主轴做回转运动和进给运动；刀架的进给运动有横向前后运动和纵向纵向左右运动；（3）控制要求机床的主运动和进给运动由电动机 M1 集中传动，主轴运动的正反转是靠两组离合器完成。8主轴制动采用反接制动来控制主轴的停止。冷却泵由 M2 电动机来拖动。进给运动的纵向左右运动和横向前后运动，以及快速移动，都集中于一个手柄操作。刀架的快速移动由单独的快速电动机来完成。三、选三、选择电机及相关元器件择电机及相关元器件本设计中根据 CW6136A 卧式车床的相关参数及工
10、作要求，选用主电机及冷却泵电动机如下：主电机 M1：Y160M-411kW380V30A1460r/min;冷却泵电机 M2：JCB-22 0.15kW 380V 0.43A 2790r/min;（1）电源引入开关 QQ 的作用作为电源隔离开关用，并不是用它来直接起停电动机，可按照电动机额定电流来选择，显然根据两台电动机来选择。中小型常用组合开关，选用HZ10-60/3 型，额定电流为 60A,三极组合开关。（2）热继电器FR热继电器用于电动机的过载保护。热继电器的选择主要是根据电动机的额定电流来确定其型号和规格。热继电元件的额定电流 IRT应接近或者略大于电动机的额定电流 Ied，即：IRT
11、(0.951.05)Ied热继电器的整定电流值是指热元件通过的电流超过此值的 20%时，热继电器应当在 20min 内动作。选用时整定电流应与电动机额定电流一致。主电动机M1 额定电流 30A,热继电器FR应选用 JR0-40 型的，热元件的电流为 40A,整定电流调节范围 2540A,工作时将额定电流调节为 30A。（3）熔断器FU1、FU2选择熔断器，主要是选择熔断器的种类、额定电流、熔断器的额定电流等级和熔体的额定电流。FU1是对 M1、M2 两台电动机进行保护的熔断器。熔体的电流为：IR23 7 0.43A 64.6 A2.5可以选用 RL1-100 型熔断器，配用 80A 的熔体。F
12、U2可以选用 RL1-15 型熔断9器，配用 2A 的熔体。（4）接触器的选择接触器用于带负载主电路的自动接通或切断。分直流、交流两类，机床中应用最多的是交流接触器。选择接触器主要考虑一下技术数据：1）电源种类：交流、直流。2）主触点额定电压、额定电流。3）辅助触点的种类、数量及触点额定电流。4）电磁线圈的电源种类，频率和额定电压。5）额定操作频率，即允许的没小时接通的最多次数。主触点额定电流，一般根据电动机容量 Pd计算触点电流 Ic，即Pd103I cKUd式中，K经验常数，一般取 11.4；Pd电动机功率（kW）；Ud电动机额定线电压（V）；IC接触器主触点电流（A）；Uea线路额定电压
13、，接触器触点额定电压 UC Uea。主电机：接触器KM1、KM2、KM、KML、KMH，根据主电动机 M1的额定电流Ie 23A,控制回路电源 220V，KM1 需要主触点 3 对，动合触点 3 对，动断触点 1 对；KM2需要主触点 3 对，动合触点 3 对，动断触点 1 对；KML 需要要主触点 3 对，动合触点 1 对，动断触点 1 对；KMH 需要主触点 3 对，动合触点 1 对，动断触点1 对；KM 需要主触点 3 对。根据上述情况，选用CJ0-40 型接触器，电磁线圈电压为 220V。冷却泵：由于 M2 电动机的额定电流较小，接触器KM3、KM4、KM5 可选用 CJ0-40交流接
14、触器，线圈电压 220V,触点电流 5A，KM3 需要主触点 3 对，动合触点 1对；KM4 需要主触点 3 对，动断触点 1 对；KM5 需要主触点 3 对，动合触点101 对，动断触点 1 对。由于采用 Y/启动，选用时间继电器控制。其触点数量分别为：动合触点 1 对，动断触点 1 对，型号为 CJ0-40。（5）温度继电器 FC根据设计要求中M1电机温度不超过95度，综合各方面考虑，可选用JUC-1M型温度继电器。（6）速度继电器 KS速度继电器的选择主要考虑电动机的转速，由于电动机 M1 的转速 1460r/min,所以可选择型号为 JY1。其在持续工作中可靠地工作在 3000r/mi
15、n 以下，在电器轴转速为 150r/min 左右时，即能动作。100r/min 分以下触点恢复正常位置。（7）控制变压器 TC变压器的最大负载是电动机 M1、M2 和照明灯同时工作，根据式子可得：P)VA 68.4VAT KTPSC1.2(12233根据式子可得：P)1.512VA52.2VAT 0.6Pxc1.5PsT0.6(12233可知变压器的容量为68.4V 考虑到照明灯等其它电路的容量，可以选用BK-100 型变压器或 BK-150 型变压器，电压等级 380V/220V-24V-6V，可以满足辅助回路中各种电压的需求。（8）按钮(SB0 SB6)选择按钮选择 LA19-11系列应用
16、于控制电路，电流大小 5A 左右，电压 220V。启动按钮SB2、SB3、SB4、SB5、SB6绿色停止按钮SB0、SB1红色所以选择：LA19-11220V7 个四、手绘主电路及控制电路（见附录）四、手绘主电路及控制电路（见附录）11五、用五、用 CADCAD 绘制电路图（见附录）绘制电路图（见附录）六、列出电气元件的明细表六、列出电气元件的明细表符号M1名称三相异步电动机冷却泵电动机组合开关交流接触器型号Y160M-4规格11KW380V1460r/min0.125kW 380V2790r/min3 极 380V 60A额定电流 40A220V380V 100A熔体 80A380V15A熔
17、体 2A100V.A380V/220V-24V-6V红色5A数量1M2JCB-221Q0、Q1、Q2KM1、KM2、KM3、KM4KM5、KM、KML、KMHHZ10-60/3CJ0-4038FU1熔断器RL1-1001FU2熔断器RL1-151TC控制变压器BK1001SB0、SB1按钮LA19-112SB2、SB3、SB4SB5、SB6HL1、HL2按钮指示灯信号灯照明灯LA19-11绿色5A5ZSD-06V 绿色 1白色 1电压 24V额定功率 40W220V 动断、动合各1额定电流 40A，整定电流 30A2ELKTFRJZ24-401时间继电器热继电器7PR1040JR0-40111
18、2KSFC速度继电器温度继电器JY1JUC-1M380V2A1003600r/min95 度11七、绘制元器件布局图七、绘制元器件布局图八、分八、分析、编写设备工作原理析、编写设备工作原理主电动机 M1 的动作情况：（1）低速正转当按 SB2 下按钮，KM1 线圈得电，KM1 主触点闭合，然后按下 SB4 按钮，KML 线圈得电，KML 主触点闭合，低速正转起动。13（自锁KM（1 7）KM1(5)()操作指示灯HL2亮SB2()KM1线圈()KM（互锁1 8）KM（1 10）KM1主（）M1 低速正转KML主（）SB4()KML线圈()KML(10)()KML(12)()（2）高速正转当按下
19、 SB2 按钮，KM1 线圈得电，KM1 主触点闭合，然后按下 SB5 按钮，KMH 线圈得电，KM 线圈得电，KMH 主触点闭合，同时 KM 主触点闭合，高速正转起动。（自锁KM（1 7）KM1(5)()操作指示灯HL2亮SB2()KM1线圈()KM（互锁1 8）KM（1 10）KM1主（）M1 高速正转KMH主（）KMH()线圈SB5()KMH(12)()KM线圈()KMH(10)()（3）低速反转当按下 SB3 按钮，KM2 线圈得电，KM2 主触点闭合，然后按下 SB4 按钮，KML 线圈得电，KML 主触点闭合，低速反转起动。（自锁KM2（9）KM2(6)()操作指示灯HL2亮SB3
20、()KM2线圈()KM2（互锁（7）KM2（10）KM2主（）KML主（）SB4()KML线圈()KML(10)()KML(12)()14M1 低速反转（4）高速反转当按下 SB3 按钮，KM2 线圈得电，KM2 主触点闭合，然后按下 SB5 按钮，KMH 线圈得电，KM 线圈得电，KMH 主触点闭合，同时 KM 主触点闭合，高速反转起动。（自锁KM2（9）KM2(6)()操作指示灯HL2亮SB3()KM2线圈()KM2（互锁（7）KM2（10）KM2主（）KMH主（）KMH线圈()SB5()KMH(12)()KM()线圈KMH(10)()M1 高速反转冷却泵 M2 的动作情况：（1）当按下
21、SB6 按钮，KM3 线圈得电，KM4 线圈得电，KT 线圈得电，KM3主触点闭合，KM4 主触点闭合，Ts后，KT 动合触点闭合，KM5 线圈得电，KM5主触点闭合、自锁Y/降压启动。自锁KM（313）KM 3线圈3KM（主）Y 型启动KM4（主）SB6KM4线圈-互锁（15）KM4KT15后KT线圈（）tsKM4（15）KT13KM4线圈KM-（主）4型启动KM5主 KM KM515自锁5线圈KT线圈（-）513）KM（15九、完成思考题九、完成思考题（1）控制 M1 的接触器分别出现问题，会造成什么故障？答：若接触器 KM1 出现故障，电动机 M1 正转将不能启动；若接触器 KM2 出现
22、故障，电动机 M1 反转将不能启动；若接触器 KML 出现故障，电动机 M1 低速运转将不能运行；若接触器 KMH 出现故障，电动机 M1 高速运转将不能运行；若接触器 KM 出现故障，电动机 M1 高速运转将不能运行；因为电动机M1 的高速运转要靠 KM 与 KMH 触点同时闭合来实现。（2）M1 不能运转，分析故障原因。答：导致 M1 不能运转可能有以下几种情况：组合开关 QS 没有闭合。主电动机 M1 的主触点 KM1、KM2 均出现了故障。热继电器坏掉。KML、KMH 或 KM 主触点均出现了故障。熔断器 FU1 没有安装，或被熔断。导线接触不良或接线有误。16十、个人小结十、个人小结
23、通过对本门课程的学习，让我对用电气控制电路和电气控制在现实生活中的重要作用有了很深的了解。课堂上老师讲解的知识在我们实训中得到了巩固和提高，通过这次的课程设计更是升华了我们平时学习中所获得的知识。实习目的是通过理论联系实际，巩固所学的知识，提高处理实际问题的能力，为毕业设计的顺利进行做好充分的准备，我发现这项技术在我们以后的工作和学习中将起到很大的作用，将是我们步入社会后找工作的一点最基本的、最起码具备的技能，会让我们对电气控制在生产生活中的作用有更深的了解和瞭望！下面是本人对这次实训的总结：首先，在学习或工作中要有良好的学习能力，要有一套学习知识的系统，遇到问题自己能通过相关途径自行解决能力
24、，善于去查找相关的资料。因为在工作中遇到问题各种各样，并不是每一种情况都能把握。其次，在这个时候要想把工作做好一定要有良好的学习能力，通过不断的学习从而掌握相应技术，来解决工来中遇到的每一个问题。在掌握扎实的理论知识的同时加强实践，做到理论联系实际。通过这次实训，把自己在课堂上学习的到理论知识运用到社会实践中去。一方面巩固所学知识，提高处理、解决实际问题的能力。最后，经过一个星期的研究、学习与查阅相关资料，按要求完成了老师下发的课题，最终在团队的合作下得出了自己的作品，总体感觉收获还是蛮大的。17十一、附录十一、附录18十二、参考资料十二、参考资料1机床电气控制技术机械工业出版社 第四版 齐占庆 王振臣 主编2电工电子使用手册电子工业出版社刘光源主编19