機(jī)電課程設(shè)計(jì)---平面磨床

1、<p>　　第1章 課程概述和設(shè)計(jì)要求</p><p>　　磨床是用砂輪周邊或端面進(jìn)行機(jī)械加工的精密機(jī)床。它不但能加工一般金屬材料，而且能加工一般金屬刀具難以加工的硬材（如淬火鋼，硬質(zhì)合金等）。利用磨削可獲得較高加工精度和光潔度，而且加工余量較其他加工方法小的多。所以磨床廣泛用于零件加工。由于精密鑄造和精密鍛造工藝的進(jìn)步，使得零件不經(jīng)其他切削加工而直接磨削成成品。隨著高速磨削和強(qiáng)力磨削工藝的發(fā)展，進(jìn)一步

2、提高了磨削的效率。因此磨床的使用范圍日益擴(kuò)大，在金屬切削機(jī)床中所占比重不斷上升，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家占金屬切削機(jī)床的13%-27%。</p><p>　　磨床種類(lèi)很多，按其工藝分為外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床以及一些專(zhuān)用磨床，如螺紋磨床、齒輪磨床、球面磨床、花鍵磨床、導(dǎo)軌磨床與無(wú)心磨床等。其中以平面磨床最為普通。在各種金屬切削機(jī)床中，磨床占有一定的比重，應(yīng)用范圍最為廣泛。磨床是利用砂輪的周邊或端面對(duì)工件的外圓

3、、內(nèi)孔、端面、平面、螺紋及球面等進(jìn)行磨削加工的一種精密加工機(jī)床。磨床能加工硬度較高的材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花崗石。磨床能作高精度，表面粗糙度很小的磨削，也能進(jìn)行高效率的磨削，如強(qiáng)力磨削等。</p><p>　　磨床是各類(lèi)金屬切削機(jī)床中品種最多的一類(lèi)，主要類(lèi)型有外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、無(wú)心磨床、工具磨床等。平面磨床的工件一般是緊夾在工作臺(tái)上，或靠電磁吸力固定在電磁工作臺(tái)上，然后

4、用砂輪的周邊或端面磨削工件的平面磨床。</p><p>　　平面磨床的結(jié)構(gòu)由床身、工作臺(tái)、電磁吸盤(pán)、砂輪箱、滑座、立柱等部分組成。在箱形床身中裝有液壓傳動(dòng)裝置，以使矩形工作臺(tái)在床身導(dǎo)軌上通過(guò)液壓油推動(dòng)活塞桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)（縱向）。而工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的換向是通過(guò)撞塊碰撞床身上的換向手柄來(lái)改變油路實(shí)現(xiàn)的。工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程長(zhǎng)度可通過(guò)調(diào)節(jié)裝在工作臺(tái)正面槽中的撞塊8的位置來(lái)改變。工作臺(tái)的表面是T形槽，用來(lái)安裝電磁吸盤(pán)以吸持工

5、件或直接安裝大型工件。在床身上固定有立柱，沿立柱的導(dǎo)軌上裝有滑座，滑座可在立柱導(dǎo)軌上作上下移動(dòng)，并可由垂直進(jìn)刀手輪操縱。砂輪箱能沿滑座水平導(dǎo)軌作橫向移動(dòng)，可由縱向移動(dòng)手輪操作，也可由液壓傳動(dòng)作連續(xù)或間斷移動(dòng)，連續(xù)移動(dòng)用于調(diào)節(jié)砂輪位置或整修砂輪，間斷移動(dòng)用于進(jìn)給。</p><p>　　平面磨床的運(yùn)動(dòng)形式：主運(yùn)動(dòng)是砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有垂直進(jìn)給，即滑座在立柱上上的上下運(yùn)動(dòng)；橫向進(jìn)給，即砂輪箱在滑座上的水平運(yùn)動(dòng)；縱

6、向進(jìn)給，即工作臺(tái)沿床身的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)沒(méi)完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，砂輪箱便作一次間斷性的橫向進(jìn)給，當(dāng)加工完整個(gè)平面后，砂輪箱作一次間斷性的垂直進(jìn)給。輔助運(yùn)動(dòng)是指砂輪箱在滑座上水平導(dǎo)軌上作快速橫向移動(dòng)，滑座在立柱上的垂直導(dǎo)軌上作快速垂直移動(dòng)。</p><p>　　第2章 M7130平面磨床的原理結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.1 M7130平面磨床的主要結(jié)構(gòu)</p><p&g

7、t;　　M7230 是臥軸圓臺(tái)平面磨床:適用于磨削圓形薄片工件,并可利用工作臺(tái)傾斜磨出厚薄不等的環(huán)形工件。臥軸矩臺(tái)平面磨床，國(guó)家標(biāo)為M71系列平面磨床，即帶有臥式磨頭主軸，矩形工作臺(tái)的平面磨床。主要功能是用砂輪的周邊磨削工件的平面，也可以用砂輪的端面磨削工件的槽和凸緣的側(cè)面，磨削精度和光潔度都較高。適宜于磨削各種精密零件和工模具，可供機(jī)械加工車(chē)間、機(jī)修車(chē)間和工具車(chē)間作精密加工使用。中國(guó)傳統(tǒng)的臥軸矩臺(tái)平面磨床是從原蘇聯(lián)引進(jìn)并消化改進(jìn)的M7

8、1系列，特點(diǎn)是磨床主軸側(cè)掛，主軸采用軸瓦支承，適合粗加工重切削。近年來(lái)歐美國(guó)家更流行是十字鞍座結(jié)構(gòu)的臥軸矩臺(tái)平面磨床，主軸采用精密精珠軸承支承，更適合于精密磨削。</p><p>　　M7130具有以下特點(diǎn)：</p><p>　?。?）機(jī)床布局采用立柱右置，磨頭、拖板與立柱的結(jié)構(gòu)有新的突破，整機(jī)剛性更好。 </p><p>　?。?）磨頭采用國(guó)際通行的滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)形

9、式。 </p><p>　?。?）機(jī)床的垂直、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用滾珠絲杠副，進(jìn)給靈敏度高。 </p><p>　?。?）工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)由葉片泵驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小。油池配有冷卻裝置，溫升低，熱變形小。 </p><p>　?。?）磨頭垂直運(yùn)動(dòng)有快速升降裝置，操作方便，橫向運(yùn)動(dòng)由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可無(wú)級(jí)調(diào)速。 </p><p>　?。?）機(jī)床的垂直

10、、橫向進(jìn)給部分留有伺服電機(jī)安裝位置，根據(jù)需要可配置數(shù)控系統(tǒng)成為數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　M7130平面磨床主要由床身、工作臺(tái)、電磁吸盤(pán)、砂輪箱、立柱、操作手柄等構(gòu)成，外形結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 臥軸平面磨床外形結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　1—立柱；2—滑座；3—砂輪箱；4—電磁吸盤(pán)；5—工作臺(tái)；6—床身</p>&l

11、t;p>　　2.2 M7130平面磨床的原理</p><p>　　工作臺(tái)上裝有電磁吸盤(pán)，用以吸持工件。工作臺(tái)在床身導(dǎo)軌上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)（縱向運(yùn)動(dòng)）。固定在床身上的立柱上帶有導(dǎo)軌，滑座在立柱導(dǎo)軌上作垂直運(yùn)動(dòng)；而砂輪箱在滑座的導(dǎo)軌上作水平運(yùn)動(dòng)（橫向運(yùn)動(dòng)），砂輪箱內(nèi)裝有電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)砂輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　平面磨床在加工工件過(guò)程中，砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)為縱

12、向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，滑座帶動(dòng)砂輪箱沿立柱導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)為垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，砂輪箱沿滑座導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)為橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　工作時(shí)，砂輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)工作臺(tái)帶動(dòng)工件右移（如圖2.2所示），工件被磨削。然后工作臺(tái)帶動(dòng)工件快速左移，砂輪向前作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)再次右移，工件上新的部位被磨削。這樣不斷重復(fù)，直至整個(gè)待加工平面都被磨削。</p><p>　　圖2.2 矩形工作臺(tái)平面磨床工作圖</p>

13、;<p>　　1—砂輪；2—主運(yùn)動(dòng)；3—縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；4—工作臺(tái)；5—橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；</p><p><b>　　6—垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)</b></p><p>　　2.3電力拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求</p><p>　　2.3.1電力拖動(dòng)特點(diǎn)</p><p>　　(1) M7130平面磨床中有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)：砂輪電動(dòng)機(jī)拖

14、動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)。液壓泵電動(dòng)機(jī)拖液壓泵，采用多電機(jī)單拖動(dòng)，經(jīng)液壓裝置來(lái)完成工作臺(tái)往復(fù)縱向運(yùn)動(dòng)以及實(shí)現(xiàn)橫向的自動(dòng)進(jìn)給，并承擔(dān)工作臺(tái)導(dǎo)軌的潤(rùn)滑。冷卻泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)冷卻泵，供給磨削加工需要的冷卻液。相互間存在簡(jiǎn)單的聯(lián)鎖與必要的信號(hào)及保護(hù)環(huán)節(jié)，磨床有簡(jiǎn)單的機(jī)械傳動(dòng)。 </p><p>　　(2) 磨削加工一般不要求調(diào)速，因要求砂輪速度高，所以通常采用三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。同時(shí)為提高砂輪主軸的剛度，從而提高磨床加工精度，采用裝

15、入式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)，這樣砂輪主軸就是電動(dòng)機(jī)的軸。</p><p>　　(3) 平面磨床是一種精密機(jī)床，為保證加工精密，要求機(jī)床運(yùn)行平穩(wěn)，又因工作臺(tái)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)，要求換向時(shí)的慣性小，換向無(wú)沖擊。為此平面磨床采用液壓傳動(dòng)。由液壓電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵，經(jīng)液壓傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。并通過(guò)工作臺(tái)上的撞塊操縱床上的液壓換向開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)方向的反向送進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p>

16、　　(4) 平面磨床采用電磁吸盤(pán)，是保證加工工件的精度，同時(shí)也為磨削加工一些小工件時(shí)，讓工件在加工過(guò)程中發(fā)熱可以自由伸縮，更便于夾持。</p><p>　　(5) 在磨削過(guò)程中為沖走磨屑及沙粒，保證加工精度，也為使工件得到良好的冷卻，減少變形，需采用冷卻泵為磨削過(guò)程輸送冷卻液。</p><p><b>　　2.3.2控制要求</b></p><p&

17、gt;　?。?）砂輪電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)都只是要求單方向運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　?。?）冷卻泵電動(dòng)機(jī)隨砂輪電動(dòng)機(jī)開(kāi)動(dòng)，不用冷卻液時(shí)也可單獨(dú)關(guān)斷冷卻泵電動(dòng)機(jī)。 </p><p>　　（3）具有完善的保護(hù)環(huán)節(jié)：各電路的短路保護(hù)；電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)；零壓保護(hù)電磁吸盤(pán)的欠電流保護(hù)；防止因斷電，電磁吸盤(pán)工件飛出的保護(hù)以及其他保護(hù)等。</p><p>　　（4

18、）允許機(jī)床分別作調(diào)整運(yùn)動(dòng)。</p><p>　?。?）具有使電磁吸盤(pán)吸牢工件及放開(kāi)工件并去磁的控制環(huán)節(jié)。</p><p>　?。?）具有照明電路。</p><p><b>　　2.4電源形式</b></p><p>　　主電路采用交流380V電源直接供電，對(duì)于比較復(fù)雜的控制線(xiàn)路，應(yīng)采用控制電源變壓器，將控制電壓由交流38

19、0V或220V降至110V或48V、24V等，這是從安全角度考慮的。 本設(shè)計(jì)由控制變壓器將交流380V變換成110V、24V、和6V分別供給控制回路、照明回路和信號(hào)回路</p><p><b>　　第3章 電氣設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 電氣控制設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3.1 M7130型平面磨床電氣控制電路圖</p&

20、gt;<p><b>　　主電路分析</b></p><p>　　主電路有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)，M1為砂輪電動(dòng)機(jī)，M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，M3為液壓泵電動(dòng)機(jī)。M1由接觸器KM1控制。插上插銷(xiāo)X1后，M2將與M1同時(shí)啟動(dòng)和停止；不用冷卻液時(shí)，可將插銷(xiāo)X1拔掉。M3由接觸器KM2控制。</p><p>　　三臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用熔斷器FU1作短路保護(hù)，M1和M2用熱繼電器FR1作

21、長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)，M3用熱繼電器FR2作長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。 </p><p><b>　　控制電路分析</b></p><p>　　控制電路可分為電動(dòng)機(jī)控制電路和電磁吸盤(pán)控制電路以及照明和指示燈控制</p><p><b>　　3.2電動(dòng)機(jī)的控制</b></p><p>　　由控制按鈕SB1、SB2與接觸器

22、KM1構(gòu)成砂輪電動(dòng)機(jī)M1的單向旋轉(zhuǎn)直接啟動(dòng)控制電路；由控制按鈕SB3、SB4與KM2構(gòu)成液壓泵電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)直接啟動(dòng)控制電路。</p><p>　　這兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止都可獨(dú)立進(jìn)行。但想要啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，只要在轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2的觸點(diǎn)SA2閉合，或欠電流繼電器KA的常閉觸點(diǎn)KA閉合的條件下方可實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　圖2-1主電路電氣原理圖

23、 圖2-2 控制電路原理圖</p><p>　　根據(jù)電動(dòng)機(jī)M1-M3主電路控制電器主觸點(diǎn)的文字符號(hào)KM1、KM2，在圖中可找到接觸點(diǎn)KM1、KM2線(xiàn)圈電路，由此可得到M1-M3得控制電路如圖2所示。圖中有動(dòng)合觸點(diǎn)KA，由圖區(qū)14可知，觸點(diǎn)KA為欠電壓繼電器KA的動(dòng)合觸點(diǎn)。</p><p>　　電磁吸盤(pán)用于固定加工工件。根據(jù)電磁吸盤(pán)文字符號(hào)YH，在圖中可以找到電磁吸盤(pán)電路，電磁吸盤(pán)是利

24、用線(xiàn)圈通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)的特性吸牢鐵磁性材料工件的一種工具。</p><p>　　M1-M3控制電路和電磁吸盤(pán)控制電路通過(guò)欠電壓繼電器KA進(jìn)行聯(lián)系。當(dāng)電源電壓過(guò)低使電磁吸盤(pán)吸力不足或吸力消失時(shí)，會(huì)導(dǎo)致加工過(guò)程中工件飛離吸盤(pán)而發(fā)生人身和設(shè)備事故，因此吸盤(pán)線(xiàn)圈兩端并聯(lián)欠電壓繼電器KA，做電磁吸盤(pán)的欠電壓保護(hù)。當(dāng)電源電壓過(guò)低時(shí)，KA不吸合，串接在KM1、KM2線(xiàn)圈控制電路的動(dòng)合觸點(diǎn)KA斷開(kāi)，切斷KM1、KM2線(xiàn)圈電路，使

25、砂輪電動(dòng)機(jī)M2和液壓電動(dòng)機(jī)M1停止工作，確保安全生產(chǎn)。</p><p>　　砂輪電動(dòng)機(jī)M1和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的控制電路</p><p>　　砂輪電動(dòng)機(jī)M1和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2由KM2控制，SB2是停止按鈕，SB1是啟動(dòng)按鈕。由于冷卻電動(dòng)機(jī)M2通過(guò)連接器XS1與M1聯(lián)動(dòng)控制，因此M1和M2同時(shí)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。若不需要冷卻時(shí)，可將插頭拔出。</p><p>　　按下SB1→KM

26、1得電吸合→KM1主觸點(diǎn)閉合→電機(jī)M1和M2啟動(dòng)</p><p>　　↓→常開(kāi)觸點(diǎn)KM1閉合，自鎖</p><p>　　↓→常開(kāi)觸點(diǎn)KM1閉合，指示燈滅</p><p>　　按下SB2→KM1失電釋放→KM1主觸點(diǎn)斷開(kāi)→電機(jī)M1和M2停止</p><p>　　↓→常開(kāi)觸點(diǎn)KM1斷開(kāi)，解除自鎖</p><p>　　↓→常

27、開(kāi)觸點(diǎn)KM2斷開(kāi)，指示燈滅</p><p>　　液壓泵電動(dòng)機(jī)M3的控制電路</p><p>　　液壓泵電動(dòng)機(jī)M3由KM2控制，SB4是停止按鈕，SB3是啟動(dòng)按鈕。當(dāng)欠壓繼電器KA吸合后，其動(dòng)合觸點(diǎn)KA閉合，為KM1、KM2得電提供通路：</p><p>　　按下SB3 →KM2得電吸合 →KM2主觸點(diǎn)閉合 →液壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)</p><p>

28、　　↓→常閉觸點(diǎn)KM2閉合→指示燈亮</p><p>　　↓→常開(kāi)觸點(diǎn)KM2閉合，自鎖</p><p>　　按下SB4→KM2失電釋放→KM2主觸點(diǎn)閉合→液壓泵電動(dòng)機(jī)停止</p><p>　　↓→常閉觸點(diǎn)KM2斷開(kāi)→指示燈滅</p><p>　　↓→常開(kāi)觸點(diǎn)KM2斷開(kāi)，解除自鎖</p><p>　　在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，若M3

29、過(guò)載，則熱繼電器FR1的動(dòng)斷觸點(diǎn)FR1斷開(kāi)，使KM3失電釋放主觸點(diǎn)斷開(kāi)M3停轉(zhuǎn)，起到過(guò)載保護(hù)作用。</p><p>　　3.3.電磁吸盤(pán)的控制</p><p>　　電磁吸盤(pán)控制電路可分為整流裝置、控制裝置和保護(hù)裝置三部分。 </p><p>　　電磁吸盤(pán)整流裝置由整流變壓器T1與橋式全波整流器VC組成，輸出110V直流電壓對(duì)電磁吸盤(pán)供電。</p>&l

30、t;p>　　電磁吸盤(pán)由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1控制。SA1有三個(gè)位置：充磁、斷電和去磁。</p><p>　　當(dāng)SA1置于“充磁”位置時(shí)，觸點(diǎn)SA1與觸點(diǎn)SA1（302—304）接通，整流器的輸出經(jīng)302—304—KA—306—YH—303—301使電磁吸盤(pán)YH通電。</p><p>　　當(dāng)SA1置于“去磁”位置時(shí)，觸點(diǎn)SA1（301—305）、SA1（303—302）及SA1（8—6）接通，

31、此時(shí)整流器輸出經(jīng)302—303—YH—306—KA—304—R2—305—301使電磁吸盤(pán)通電。在“充磁”狀態(tài)時(shí)，電磁吸盤(pán)獲得整流器輸出的110V直流電壓，極性為上負(fù)下正，并串入了欠電流繼電器KA。電流足夠大時(shí)，KA的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為電動(dòng)機(jī)控制電路的操作做好準(zhǔn)備。在加工過(guò)程中，若吸盤(pán)電流大大降低或消失，KA的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)使電動(dòng)機(jī)控制線(xiàn)路斷電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，以避免磨削時(shí)因吸力不足而使工件飛出。但是，在要單獨(dú)對(duì)砂輪或工作臺(tái)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，不需要電

32、磁吸盤(pán)工作。這時(shí)，為使電動(dòng)機(jī)控制電路也能操作，將SA1的一對(duì)觸點(diǎn)SA1（8—6）與KA（8—6）并聯(lián)。這樣，在需要單獨(dú)調(diào)整砂輪或工作臺(tái)時(shí)，可將SA1扳在“去磁”位置，SA1（8—6）便閉合，使得電動(dòng)機(jī)控制電路被接通。當(dāng)開(kāi)關(guān)SA1置于“去磁”位置時(shí)，電磁吸盤(pán)回路中串入了電阻R2，并且電磁吸盤(pán)獲得的直流電壓是上正下負(fù)，流過(guò)的直流電流與充磁時(shí)相反，實(shí)現(xiàn)了去磁。串入R2是為了適當(dāng)減小去磁電流，以不致造成反向磁化。</p><

33、p>　　工件對(duì)去磁要求嚴(yán)格，在取下工件后，還需要用交流去磁器進(jìn)行處理。圖中的插座X2就是為插接去磁器而預(yù)備的。</p><p>　　電磁吸盤(pán)線(xiàn)圈是一個(gè)大電感，當(dāng)線(xiàn)圈斷電時(shí)，兩端會(huì)產(chǎn)生很高的自感電壓，會(huì)把線(xiàn)圈絕緣損壞，以及在開(kāi)關(guān)SA1上產(chǎn)生很大的火花，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的損壞。為此，電路中接了電阻R3作為其放電回路，以釋放線(xiàn)圈中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量。</p><p>　　另外，圖中的R、C是用于吸

34、收交、直側(cè)通斷時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓，作為整流裝置的過(guò)電壓保護(hù)。</p><p>　　3.4照明及指示燈的控制</p><p>　　照明、信號(hào)電路分析控制變壓器TC的二次側(cè)輸出24V電壓，作為車(chē)床低壓照燈和信號(hào)燈的電源。EL1為車(chē)床的低壓照明燈由開(kāi)關(guān)SA2控制，HL為電源信號(hào)燈。</p><p>　　EL2為電動(dòng)機(jī)M1和M2的啟動(dòng)指示燈，EL3為電動(dòng)機(jī)M3的運(yùn)行指示燈。分

35、別用交流接觸器KM1和KM2的常開(kāi)開(kāi)關(guān)控制。</p><p><b>　　PLC電路的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1控制線(xiàn)路的改造及PLC的選用</p><p>　　用PLC設(shè)計(jì)M7130平面磨床控制線(xiàn)路，控制電路中的電源電路、照明電路和主電路仍然保持不變。在控制電路中，變壓器TC的輸出及整流器VC的輸出部分去掉，用可編程控制器實(shí)現(xiàn)，

36、為了保證各種聯(lián)鎖功能SB1～SB8接入PLC的輸入端。輸出器件分三個(gè)電壓等級(jí)，一個(gè)是接觸器使用的380V交流電壓，另一個(gè)是電磁吸盤(pán)使用的110V直流電，還有一個(gè)是照明使用的36V交流電壓，這樣也將PLC的輸出口分為三組連接點(diǎn)。</p><p>　　用PLC設(shè)計(jì)M7130平面磨床控制線(xiàn)路時(shí)，照明燈用開(kāi)關(guān)SA控制，欠電流繼電器KA作為輸入信號(hào)，電磁吸盤(pán)的“充磁”與“退磁”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1用兩個(gè)按鈕來(lái)替代。接插器Xl用接

37、觸器KM3來(lái)替代。并用兩個(gè)按鈕來(lái)控制冷卻泵的啟動(dòng)與停止。經(jīng)過(guò)PLC改造后的M7130平面磨床，對(duì)PLC的最低要求lO個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)?？紤]要有一定的余量及PLC用220VAC電源比較方便，選用三菱公司FX2N 一32MR比較合適，I/0(輸入/輸出)地址分配如表1所示:</p><p>　　表1 I/0地址分配表</p><p>　　4.2 PLC的外部接線(xiàn)</p>

38、<p>　　根據(jù)上述硬件選型及工藝要求，繪制PLC控制電路原理圖，繪制PLC控制電路。</p><p>　　1) KM3和KM4接觸器線(xiàn)圈支路，設(shè)計(jì)了互鎖電路，以防止操作故障。</p><p>　　2) PLC輸入回路中，信號(hào)電源由PLC本身的24V直流電源提供，所有輸入COM端短接后接人PLC電源DC24V的（+）端。輸入口如果有有源信號(hào)號(hào)裝置，根據(jù)驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的電壓選擇合適的交

39、/直流電源。</p><p>　　3)PLC采用繼電器輸出，380V接觸器線(xiàn)圈電壓更換為220V，照明燈的安全電壓是24V。</p><p>　　4)根據(jù)上述設(shè)計(jì)，對(duì)照主回路檢查交流控制回路，PLC控制回路，PLC控制程序等。全部符合設(shè)計(jì)要求后，繪制出最終的電氣原理圖。</p><p>　　經(jīng)PLC改造的M7l30平面

40、 </p><p>　　4.3 流程圖設(shè)計(jì),梯形圖的設(shè)計(jì)及其程序指令的編制</p><p>　　根據(jù)控制要求畫(huà)出程序控制流程圖，如圖4所示。</p><p>　　PLC設(shè)計(jì)M7130平面磨床電氣控制線(xiàn)路的PLC梯形圖(LAD)如圖5所示：</p>&l

41、t;p>　　工作時(shí)，先按下充磁按鈕，M7l30平面磨床處于充磁狀態(tài)，當(dāng)電磁吸盤(pán)的充磁電流足夠大時(shí)，欠電流繼電器KA(X000)自動(dòng)吸合，三臺(tái)電動(dòng)機(jī)可啟動(dòng)工作。在工作過(guò)程中，只要欠電流繼電器KA松開(kāi)(吸力不足)或按下了退磁按鈕，三臺(tái)電動(dòng)機(jī)便會(huì)立即停止。起到保護(hù)作用。照明燈可隨時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉。</p><p>　　圖4 磨床控制的控制流程圖 圖5 PLC梯形圖<

42、/p><p>　　根據(jù)PLC梯形圖可以編制程序指令如下：</p><p>　　步序 指令 數(shù)據(jù) 步序 指令 數(shù)據(jù)</p><p>　　0 LD X001</p><p>　　1 OR X010</p><p>　　2 ANI X012</p>&

43、lt;p>　　3 ANI X007</p><p>　　4 OUT MO</p><p>　　5 LD M0</p><p><b>　　6 MPS</b></p><p>　　7 LD X001</p><p>　　8 OR Y000</p>&l

44、t;p><b>　　9 ANB</b></p><p>　　10 ANI X002</p><p>　　11 OUT Y001</p><p><b>　　12 MRD</b></p><p>　　13 LD X003</p><p>　　14 OR Y00

45、1</p><p><b>　　15 ANB</b></p><p>　　16 ANI X004</p><p>　　17 OUT Y001</p><p><b>　　18 MPP</b></p><p>　　19 LD X005</p><p&

46、gt;　　20 OR XOO1</p><p><b>　　21 ANB</b></p><p>　　22 ANI X006</p><p>　　23 LD X001</p><p>　　24 OUT Y003</p><p><b>　　25 END </b>&

47、lt;/p><p>　　第5章 電氣元件的選擇</p><p>　　5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　正確的選擇電動(dòng)機(jī)具有重要意義，合理的選擇電動(dòng)機(jī)是從驅(qū)動(dòng)機(jī)床的具體對(duì)象、加工規(guī)范，也就是要從機(jī)床的使用條件出發(fā)，經(jīng)濟(jì)、合理、安全等多方面考慮，使電動(dòng)機(jī)能夠安全可靠地運(yùn)行。</p><p>　　由于要求電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)，，因此采用鼠籠式異步電動(dòng)

48、機(jī)，可以滿(mǎn)足要求。鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)額定電壓有兩種：220/380V，50/60HZ。一般磨床應(yīng)用的電壓為380V，50HZ。這些電動(dòng)機(jī)均均安裝在機(jī)床上防止從任何方向飛來(lái)的水滴和其他物體侵入。</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定</b></p><p><b>　?。?）砂輪電動(dòng)機(jī)：</b></p><p>　　由砂

49、輪電動(dòng)機(jī)M1的參數(shù)：3KW 380V 2860r/min查《實(shí)用機(jī)械電氣技術(shù)手冊(cè)》 P300表11-10，得</p><p>　　型號(hào)：Y100L-2 額定功率：P=3kw 轉(zhuǎn)速：n=2870r/min</p><p>　　額定電流：I=6.4A 效率：82% 功率因數(shù)：0.87 Ist/IN=7</p><p>　　Tst/TN=2.2</

50、p><p>　?。?）冷卻泵電動(dòng)機(jī)：</p><p>　　由冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的參數(shù)：0.15KW 380V 2790r/min查《實(shí)用機(jī)械電氣技術(shù)手冊(cè)》 P300表11-10，得</p><p>　　型號(hào)：Y801-2 額定功率：P=0.15kw 轉(zhuǎn)速：n=2830r/min</p><p>　　額定電流：I=1.8A 效率：75% 功

51、率因數(shù)：0.84 Ist/IN=7</p><p>　　Tst/TN=2.2</p><p>　　(3) 液壓泵電動(dòng)機(jī)：</p><p>　　由液壓泵電動(dòng)機(jī)M3的參數(shù)：1.1KW 380V 1410r/min查《實(shí)用機(jī)械電氣技術(shù)手冊(cè)》 P300表11-10，得</p><p>　　型號(hào)：Y802-2 額定功率：P=1.1kw 轉(zhuǎn)

52、速：n=2830r/min </p><p>　　額定電流：I=2.5A 效率：77% 功率因數(shù)：0.86 Ist/IN=7</p><p>　　Tst/TN=2.2</p><p>　　5.2電動(dòng)機(jī)的控制方案</p><p>　?。?）砂輪電動(dòng)機(jī)的控制方案</p><p>　　根據(jù)IST/IN=7，設(shè)電源總?cè)萘?

53、80KVA（教材書(shū)P67 表5.1）；砂輪電動(dòng)機(jī)功率3kw。</p><p>　　故砂輪電動(dòng)機(jī)可以直接啟動(dòng)。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)有必要的短路和過(guò)載保護(hù)。</p><p>　?。?）冷卻泵電動(dòng)機(jī)的控制方案</p><p>　　根據(jù)IST/IN=7，設(shè)電源總?cè)萘?80KVA（教材書(shū)P67 表5.1）；冷卻泵電動(dòng)機(jī)功率0.15kw。<

54、/p><p>　　故冷卻泵電動(dòng)機(jī)可以直接啟動(dòng)。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)有必要的短路和過(guò)載保護(hù)。 </p><p>　?。?）液壓泵電動(dòng)機(jī)控制方案</p><p>　　根據(jù) IST/IN=7 設(shè)電源總?cè)萘?80kVA；以及液壓泵電動(dòng)機(jī)功率1.1kw</p><p>　　當(dāng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)可以直接啟動(dòng)。</p>

55、<p>　　則 故主電動(dòng)機(jī)可以直接啟動(dòng)。</p><p>　　液壓泵電動(dòng)機(jī)有必要的短路和過(guò)載保護(hù)。 </p><p>　　5.3 熱繼電器選擇</p><p>　　利用電流的熱效原理來(lái)工作的保護(hù)電器</p><p>　　主要用作：三相異步電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)</p><p><b>　?。?/p>

56、1）FR１</b></p><p>　　型號(hào)為：JR10-10　6.71A 作用：M1的過(guò)載保護(hù)</p><p>　　利用電流的熱效原理來(lái)工作的保護(hù)電器</p><p><b>　?。?） FR2</b></p><p>　　型號(hào)為：JR10-10 2.71A 作用：M3的過(guò)載保護(hù)</p>

57、<p>　　利用電流的熱效原理來(lái)工作的保護(hù)電器</p><p>　　5.4交流接觸器的選擇</p><p>　　交流接觸器又可分為電磁式，永磁式和真空式三種。</p><p>　　交流接觸器主要有四部分組成:(1) 電磁系統(tǒng),包括吸引線(xiàn)圈、動(dòng)鐵芯和靜鐵芯；(2)觸頭系統(tǒng),包括三組主觸頭和一至兩組常閉、常閉輔助觸頭,它和動(dòng)鐵芯是連在一起互相聯(lián)動(dòng)的；(3)滅

58、弧裝置,一般容量較大的交流接觸器都設(shè)有滅弧裝置, 以便迅速切斷電弧,免于燒壞主觸頭；(4)絕緣外殼及附件,各種彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、短路環(huán)、接線(xiàn)柱等。</p><p>　　當(dāng)線(xiàn)圈通電時(shí),靜鐵芯產(chǎn)生電磁吸力,將動(dòng)鐵芯吸合,由于觸頭系統(tǒng)是與動(dòng)鐵芯聯(lián)動(dòng)的,因此動(dòng)鐵芯帶動(dòng)三條動(dòng)觸片同時(shí)運(yùn)行,觸點(diǎn)閉合,從而接通電源。當(dāng)線(xiàn)圈斷電時(shí),吸力消失, 動(dòng)鐵芯聯(lián)動(dòng)部分依靠彈簧的反作用力而分離,使主觸頭斷開(kāi),切斷電源。</p>

59、<p>　　接觸器主要由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)及其它部分組成。 </p><p>　　①驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電子模塊、軟鐵、永磁體，是永磁式接觸器的重要組成部分，依靠它帶動(dòng)觸點(diǎn)的閉合與斷開(kāi)。 </p><p>　?、谟|點(diǎn)系統(tǒng)：觸點(diǎn)是接觸器的執(zhí)行部分，包括主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)的作用是接通和分?jǐn)嘀骰芈?，控制較大的電流，而輔助觸點(diǎn)是在控制回路中，以滿(mǎn)足各種控制方式的要求。

60、</p><p>　?、蹨缁∠到y(tǒng)：滅弧裝置用來(lái)保證觸點(diǎn)斷開(kāi)電路時(shí)，產(chǎn)生的電弧可靠的熄滅，減少電弧對(duì)觸點(diǎn)的損傷。為了迅速熄滅斷開(kāi)時(shí)的電弧，通常接觸器都裝有滅弧裝置，一般采用半封式縱縫陶土滅弧罩，并配有強(qiáng)磁吹弧回路。 </p><p>　?、芷渌糠郑河薪^緣外殼、彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。</p><p>　　5.5 熔斷器的選擇</p><p>　　作

61、用：利用金屬的熔化來(lái)切斷電路，以保護(hù)電器</p><p>　　結(jié)構(gòu)：熔體（保險(xiǎn)絲）和熔座（安裝熔體）</p><p>　　形狀：片狀、絲狀、和籠狀</p><p>　　型號(hào)：常用的熔斷器有瓷插式RCIA系列、封閉管式及螺旋式RL1系列等多種</p><p>　　熔斷器的圖形、文字符號(hào)</p><p><b>

62、　　(1)FU1</b></p><p>　　型號(hào)為：RL1 熔體25A 作用：總電路的短路保護(hù)</p><p>　　因?yàn)镕U1是主電路的保護(hù)所以用25A的熔體</p><p><b>　　（1）FU2</b></p><p>　　型號(hào)為：RL1 熔體 2A 作用：控制電路保護(hù)</p&g

63、t;<p><b>　?。?）FU3</b></p><p>　　型號(hào)為：RL1 熔體 2A 作用：照明電路的保護(hù)</p><p><b>　　（3）FU4</b></p><p>　　型號(hào)為：RL1 熔體 2A 作用：降壓整流保護(hù)</p><p><b>　

64、　5.6 按鈕的選擇</b></p><p>　　按鈕，是一種常用的控制電器元件，常用來(lái)接通或斷開(kāi)‘控制電路’（其中電流很?。?，從而達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)或其他電氣設(shè)備運(yùn)行目的的一種開(kāi)關(guān)。</p><p><b>　　按鈕分為： </b></p><p>　　1、常開(kāi)按鈕——開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)斷開(kāi)的按鈕。 </p><p>　

65、　2、常閉按鈕——開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)接通的按鈕 </p><p>　　3、常開(kāi)常閉按鈕——開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)既有接通也有斷開(kāi)的按鈕。</p><p>　　按鈕的用途很廣，例如車(chē)床的起動(dòng)與停機(jī)、正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)等；塔式吊車(chē)的起動(dòng)，停止，上升，下降，前、后、左、右、慢速或快速運(yùn)行等，都需要按鈕控制</p><p><b>　　（1）SB1</b></p>&l

66、t;p>　　型號(hào)為L(zhǎng)A2型 5A 作用：砂輪電動(dòng)機(jī)停止</p><p><b>　?。?）SB2</b></p><p>　　型號(hào)為L(zhǎng)A2型 5A 作用：砂輪電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)</p><p><b>　?。?）SB3</b></p><p>　　型號(hào)為L(zhǎng)A2型 5A 作用：液壓泵

67、停止</p><p><b>　?。?）SB4</b></p><p>　　型號(hào)為L(zhǎng)A2型 5A 作用：液壓泵啟動(dòng)</p><p><b>　　5.7變壓器的選擇</b></p><p>　　控制變壓器和普通變壓器原理沒(méi)有區(qū)別.只是用途不同.控制變壓器:用途廣泛,可做升壓,亦可做降壓用.。&l

68、t;/p><p>　　控制變壓器利用電磁感應(yīng)原理，從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳遞電能或傳輸信號(hào)的一種電器是電能傳遞或作為信號(hào)傳輸?shù)闹匾?</p><p>　　控制變壓器變壓器原理 與電源相連的線(xiàn)圈，接收交流電能，稱(chēng)為一次繞組 與負(fù)載相連的線(xiàn)圈，送出交流電能，稱(chēng)為二次繞組 </p><p>　　一次繞組的 二次繞組的 電壓相量 U1 電壓相量 U2 電流相量 I1 電流相

69、量 I2 電動(dòng)勢(shì)相量 E1 電動(dòng)勢(shì)相量 E2 匝數(shù) N1 匝數(shù) N2 同時(shí)交鏈一次，二次繞組的磁通量的相量為 φm ,該磁通量稱(chēng)為主磁通</p><p><b>　　表1電氣元件明細(xì)表</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p>　　此次通過(guò)對(duì)平面磨床電氣控制的課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多，這次設(shè)計(jì)

70、使我得到了一次用專(zhuān)業(yè)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)技能分析和解決問(wèn)題全面系統(tǒng)的鍛煉。這次課程設(shè)計(jì)是我對(duì)電氣方面的學(xué)習(xí)提供了很大的幫助，對(duì)學(xué)好電氣這方面的課程增加了很大的信心。</p><p>　　通過(guò)選取電氣元件我發(fā)現(xiàn)我又的專(zhuān)業(yè)知識(shí)不足，尤其是他們的用途和規(guī)格，真的讓我覺(jué)得自己的知識(shí)薄弱，當(dāng)然在電路控制設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我覺(jué)得一定要對(duì)他們有個(gè)熟練掌握。一些基本的電路圖一定要記得。編寫(xiě)PLC的指令的時(shí)候一定要記住那些基本的指令和格式。&l

71、t;/p><p>　　我在電氣設(shè)計(jì)這方面的知識(shí)掌握得不牢固是在做這次課程設(shè)計(jì)明顯的體現(xiàn)出來(lái)了，尤平時(shí)聽(tīng)課的時(shí)候感覺(jué)大部分都聽(tīng)懂了，課后也沒(méi)有花很多時(shí)間去復(fù)習(xí)和鉆研它，相信這也是很多同學(xué)的通病，不是老師講的不好，而是學(xué)生們不知道怎么來(lái)驗(yàn)證自己學(xué)的怎么樣。這次課程設(shè)計(jì)整體來(lái)說(shuō)是成功的，但我也發(fā)現(xiàn)了自己許多披露和不足之處。譬如，最簡(jiǎn)單的流程沒(méi)寫(xiě)好就想著畫(huà)更復(fù)雜的電路，做事還是缺乏耐性和細(xì)心，當(dāng)有時(shí)遇到問(wèn)題時(shí)，總覺(jué)得無(wú)從下手

72、，對(duì)于課本上的知識(shí)不能很好的組織起來(lái)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中遇到了很多困難，最后還是在老師的的幫助下圓滿(mǎn)的完成了。</p><p>　　通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我調(diào)高了對(duì)控制電氣等方面的認(rèn)識(shí)，熟悉操作大型電氣和掌握磨床的結(jié)構(gòu)及工作原理的方法。加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解，和學(xué)習(xí)理論知識(shí)在實(shí)際中的運(yùn)用，培養(yǎng)我的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力和一些工作中的經(jīng)驗(yàn)。使我在實(shí)訓(xùn)中獲益匪淺。所以在以后的學(xué)習(xí)中，一定要注意的基本知識(shí)的掌握和注意理論和實(shí)

73、際結(jié)合，學(xué)會(huì)活學(xué)活用。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]彭文生等主編. 機(jī)械設(shè)計(jì). 第1版. 北京：高等教育出版社，2002</p><p>　　[2]李余慶等主編. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì). 第2版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008</p><p>　　[3]唐增寶等主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課