单位文秘网 2022-02-25 08:49:51 点击: 次
摘要:生产中使用的机械设备种类繁多,其控制线路和拖动控制方式各不相同,文章通过分析典型机械设备的电气控制系统,探讨电气控制线路的组成以及基本控制电路在机床中的应用。掌握分析电气控制线路的方法与步骤。
关键词:电气;控制系统;电气控制线路;冷却泵电动机
随着现代社会的发展,人们对生活质量的要求也越来越高,一个高效、节能、安全的电气控制系统,可以说是我们赖以工作、学习和生活的中不可缺少的一部分,这其中既要体现安全性。同时也要注重它的实用性和节能性。因此,合理、安全、节能的电气控制系统已经是一个现代社会生产建设中必须的一部分。为了让电气控制系统更好地为人们服务,本文主要对电气控制系统进行分析与探讨,目的使得电气自动化控制能够满足人们实际学习、工作、生活、生产的需要。
一、电气控制系统的概述
分析机械设备的电气控制系统,应掌握以下几点:
第一,看电路的说明和备注,有助于了解该电路的具体作用。
第二,分清电气控制线路中的主电路、控制电路、辅助电路、交流电路和直流电路。
第三,从主电路人手,根据每台电动机和执行器件的控制要求去分析控制功能。分析主电路时,可采用从下往上看,即从用电设备开始,经控制元件,顺次往电源看;再采用从上而下,从左往右的原则分析控制电路,依据前面的基本控制电路,将线路化整为零,分析局部功能;最后分析辅助控制电路、连锁保护环节等。
第四。将电气原理图、接线图和布置安装图结合起来,进一步研究电路的整体控制功能。
二、车床电气控制系统
车床在机械加工中被广泛使用,根据其结构和用途不同,可分成普通车床、立式车床、六角车床和仿形车床等。车床主要用于加工各种回转表面(内外圆柱面、圆锥面、成型回转面等)和回转体的端面,下面以CA6140普通车床为例进行车床电气控制系统的分析。
(一)车床的主要结构及控制要求
普通车床主要由床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、光杠、丝杠和尾座等部件组成。主轴箱固定地安装在床身的左端,其内装有主轴和变速传动机构。床身的右侧装有尾座,其上可装后顶尖以支承长工件的一端,也可安装钻头等孔加工刀具以进行钻、扩、铰孔等工序。工件通过卡盘等夹具装夹在主轴的前端,由电动机经变速机构传动旋转,实现主运动并获得所需转速。刀架的纵横向进给运动由主轴箱经挂轮架、进给箱、光杠、丝杠、溜板箱传动。
控制要求如下:(1)主电动机M1完成主轴主运动和刀具的纵横向进给运动的驱动,电动机为不调速的笼型异步电动机,采用直接启动方式,主轴采用机械变速,正反转采用机械换向机构;(2)冷却泵电动机M2加工时提供冷却液,防止刀具和工件的温升过高,采用直接启动方式和连续工作状态;(3)电动机M3为刀架快速移动电动机,可根据使用需要随时手动控制启停。
(二)电气控制线路分析
CA6140型普通车床的电气控制线路,其工作原理分析有两点:
1.主电路分析。主电路共有3台电动机:M1为主轴电动机,带动主轴旋转和刀架作进给运动;M2为冷却泵电动机;M3为刀架快速移动电动机。三相交流电源通过隔离开关Qs引入,接触器KMl的主触头控制M1的启动和停止;接触器KM2的主触头控制M2启动和停止;接触器KM3的主触头控制M3启动和停止。
2.控制电路分析。控制电路的电源由控制变压器TC次级输出110v电压。
(1)主轴电动机M1的控制。按下启动按钮SB2,接触器KMI的线圈得电,位于7区的KMI自锁触头闭合,位于2tX的KMl主触头闭合,主轴电动机M1启动;按下停止按钮SBl,接触器KMl失电。电动机M1停转。
(2)冷却泵电动机M2的控制。主轴电动机M1启动后,即在接触器KMl得电吸合的情况下,合上开关SAl,使接触器KM2线圈得电吸合,冷却泵电动机M2才能启动。
(3)刀架快速移动电动机M3的控制。按下按钮SB3,KM3通电,位于4区的KM3主触头闭合,对M3电动机实行点动控制。bt3电动机经传动系统,驱动溜板箱带动刀架快速移动。
三、钻床电气控制系统
钻床是一种用途广泛的机床,可进行钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹及修刮端面等多种形式的加工。
(一)主要结构与运动形式
摇臂钻床一般由底座、立柱、摇臂和主轴箱等部件组成。主轴箱是一个复合的部件,它由主电动机、主轴和主轴传动机构、进给和变速机构以及机床的操作机构等部分组成。主轴箱4装在可绕垂直轴线回转的摇臂3的水平导轨上,通过主轴箱在摇臂上的水平移动及摇臂的回转,可以很方便地将主轴5调整至机床尺寸范围内的任意位置。为了适应加工不同高度工件的需要,摇臂可沿立柱2上下移动以调整上下高度。
摇臂钻床具有下列运动:主轴旋转主运动及轴向进给运动,即钻头一边旋转一边作纵向进给;主轴箱沿摇臂的水平移动;摇臂沿立柱的升降运动和回转运动。在Z3040钻床中,主轴箱沿摇臂的水平移动和摇臂的回转运动为手动调整。
(二)钻床的控制要求
整台机床由4台异步电动机(分别是主轴电动机、摇臂升降电动机、液压泵电动机及冷却泵电动机)驱动,主轴的旋转运动及轴向进给运动由主轴电机驱动,分别经主轴传动机构和进给传动机构来实现主轴的旋转和进给,旋转速度和旋转方向则由机械传动部分实现,电机不需变速,钻床的控制要求如下:(1)4台异步电动机的容量均较小,故采用直接启动方式;(2)主轴的正反转要求采用机械方法实现,主轴电动机只作单向旋转;(3)摇臂升降电动机和液压泵电动机均要求实现正反转;(4)摇臂的移动严格按照“摇臂松开一摇臂移动一移动到位摇臂夹紧”的程序动作。摇臂的夹紧与放松是通过液压泵电动机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的;(5)钻削加工时需提供冷却液进行钻头冷却;(6)电路中应具有必要的保护环节,并提供必要的照明和信号指示。
(三)电气控制线路分析
Z3040型摇臂钻床的电气控制线路,工作原理分析:
1.主电路分析。主电路中有4台电动机:M1是主轴电动机,带动主轴旋转和使主轴作轴向进给运动,作单方向旋转;M2是摇臂升降电动机,可作正反向运行;M3是液压泵电动机,其作用是供给夹紧、放松装置压力油,实现摇臂和立柱的夹紧和松开;电动机M3作正反向运行;M4是冷却泵电动机,供给钻削时所需的冷却液,作单方向旋转,由组合开关QS2控制。机床的总电源由组合开关OS1控制。
2.控制电路分析。
(1)主轴电动机M1的控制。M1的启动:按下启动按钮SB2。接触器KMl的线圈得电,位于15区的KMl自锁触头闭合,位于3区的KMl主触头接通,电动机M1旋转。M1的停止:按下SBl,接触器KMl的线圈失电,位于3区的KMl主触头断开,电动机M1停
转。在M1的运行过程中如发生过载,则串在M1主电路中的过载元件FRl动作,使其位于14区的常闭触头FR1断开,同样也使KM1的线圈失电,电动机M1停转。
(3)摇臂升降电动机M2的控制。摇臂升降的启动原理如下:按上升(下降)按钮SB3(sB4),时间继电器KT线圈得电,位于19区的KT瞬时动合触头和位于23区的延时断开的动合触头闭合。接触器KM4和电磁铁YA同时得电,液压泵电动机M3旋转,供给压力油。压力油经2位6通阀进入摇臂松开油腔,推动活塞和菱形块,使摇臂松开。松开到位压限位开关S02动作,位于19区的SQ2的动断触头断开,接触器ⅪⅥ4断电释放,电动机M3停转。同时位于17区的sQ2动合触头闭合,接触器KM2(或KM3)得电吸合,摇臂升降电动机M2启动运行,带动摇臂上升(或下降)。
摇臂升降的停止原理如下:当摇臂上升(或下降)到所需位置时,松开按钮SB3(或SB4),接触器KM2(或KM3)和时间继电器KT失电,M2停转,摇臂停止升降。位于21区的KT动断触头经1s~3s延时后闭合,使接触器KM5得电吸合,电动机M3反转,供给压力油。压力油经2位6通阀,进入摇臂夹紧油腔,反方向推动活塞和菱形块,将摇臂夹紧。摇臂夹紧后,位于21区的限位开关SQ3常闭触头断开,使接触器KM5和电磁铁YA失电,YA复位,液压泵电机M3停转,摇臂升降结束。
摇臂升降中各器件的作用如下:限位开关SQ2及SQ3用来检查摇臂是否松开或夹紧,如果摇臂没有松开,位于17区的S02常开触头就不能闭合,因而控制摇臂上升的KM2或下降的KM3就不能吸合,摇臂就不会上升或下降。SQ3应调整到保证夹紧后能够动作,否则会使液压泵电动机M3处于长时间过载运行状态。时间继电器KT的作用是保证升降电动机断开并完全停止旋转后(摇臂完全停止升降)才能夹紧。限位开关SQl是摇臂上升或下降至极限位置的保护开关。SQ1与一般限位开关不同,其两组常闭触头不同时动作。当摇臂升至上极限位置时,位于17区的SQ1动作,接触器KM2失电。升降电动机M2停转,上升运动停止。但位于18区的SQ1另一组触头仍保持闭合,所以可按下降按钮SB4,接触器KM3动作。控制摇臂升降电机M2反向旋转,摇臂下降。当摇臂在下极限位置时。其控制过程与上类似。
(3)主轴箱与立柱的夹紧与放松。立柱与主轴箱均采用液压夹紧与松开,且两者同时动作,当进行夹紧或松开时,要求电磁铁YA处于释放状态。按松开按钮SB5(或夹紧按钮SB6),接触器KM4(或KM5)得电吸合,液压泵电动机M3正转(或反转),供给压力油。压力油经2位6通阀(此时电磁铁YA处于释放状态)进入立柱夹紧液压缸的松开(或夹紧)油腔和主轴箱夹紧液压缸的松开(或夹紧)油腔,推动活塞和菱形块,使立柱和主轴箱分别松开(或夹紧)。松开后行程开关SQ4复位(或夹紧后动作),松开指示灯HLl(或夹紧指示灯HL2)亮。
四、结语
综上所述,不同的生产机械设备,就有不同的控制线路和不同的拖动控制方式,因此,在实际工作中,要具体问题具体分析,才能提高工作效率。
参考文献
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