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1、千斤頂液壓缸加工專用機(jī)床電氣控制設(shè)計(jì) 摘要：本機(jī)床為專用千斤頂液壓缸兩端面的加工，采用裝在動(dòng)力滑臺(tái)上的左、右兩個(gè)動(dòng)力頭同時(shí)進(jìn)行切削。動(dòng)力頭的快進(jìn)、工進(jìn)、快退由液壓缸驅(qū)動(dòng)。液壓系統(tǒng)采用兩位四通電磁閥控制，并用調(diào)整死擋鐵方法實(shí)現(xiàn)位置控制。 關(guān)鍵字：液壓系統(tǒng)，行程開關(guān)，聯(lián)鎖與保護(hù) 1設(shè)計(jì)任務(wù) 1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 1）設(shè)計(jì)與繪制電氣控制電路和主電路圖，選擇電氣元件，制訂元件目錄表； 2）編制設(shè)計(jì)說明書與設(shè)計(jì)小結(jié)； 3）列出設(shè)計(jì)參考資料目錄，不少于5個(gè)。 1.2設(shè)計(jì)方案 千斤頂液壓缸加工專用機(jī)床設(shè)計(jì)的主要結(jié)構(gòu)有工件臺(tái)，即可裝卸工件的部分，當(dāng)工件處于可被加工位置時(shí)，先用定位油壓缸對(duì)其

2、進(jìn)行定位夾緊，工件處于固定不動(dòng)的狀態(tài)，這樣可以進(jìn)行高精度的加工；動(dòng)力頭，用動(dòng)力頭電機(jī)帶動(dòng)，它能夠同時(shí)完成刀具切削運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在液壓系統(tǒng)中動(dòng)力頭主要完成刀具的切削運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主要靠液壓滑臺(tái)來實(shí)現(xiàn)；液壓滑臺(tái)，主要是由油泵電機(jī)控制來完成兩個(gè)動(dòng)力頭的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即快進(jìn)、工進(jìn)和快退。它的換向主要靠電磁閥改變壓力油路來實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)橐簤合到y(tǒng)可以方便地進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，正反向平穩(wěn)，沖擊力小，便于頻繁的換向，它可以與電氣控制系統(tǒng)相配合。 2千斤頂液壓缸加工專用機(jī)床工作原理 2.1主電路工作原理 1）油泵電動(dòng)機(jī)M3的控制 油泵電動(dòng)機(jī)M3只是帶動(dòng)油泵的輸出壓力油，所以只需要單相運(yùn)行。當(dāng)按下SB2時(shí)，

3、油泵電機(jī)啟動(dòng)，對(duì)應(yīng)的其他控制接在壓力繼電器的后面，所以當(dāng)油泵電機(jī)啟動(dòng)后，才能進(jìn)行其他控制。 2）電動(dòng)機(jī)M1、M2的控制 電動(dòng)機(jī)M1、M2是分別帶動(dòng)左、右動(dòng)力頭的刀具切削運(yùn)動(dòng)，它的進(jìn)給換向主要靠液壓滑臺(tái)來實(shí)行，所以也只需要單相運(yùn)行。并分別用接觸器KM1、KM2控制。只有當(dāng)油壓達(dá)到一定數(shù)值后，壓力繼電器閉合才能接通控制M1、M2的電路進(jìn)行工件加工。 2.2控制電路工作原理 1）合上電源開關(guān)QS后按下按鈕SB2，KM3得電并自鎖，油泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，當(dāng)油壓達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，壓力繼電器閉合，中間繼電器KA得電，KA常開觸點(diǎn)閉合，接通后面控制電路。 2）零件定位 當(dāng)啟動(dòng)油泵電機(jī)，壓力繼電器閉合后，

4、按下SB3，工人將零件裝入夾具后，碰到行程開關(guān)SQ1，SQ1常開觸點(diǎn)閉合使中間繼電器KA1得電并自鎖，同時(shí)KA1常開觸點(diǎn)閉合接通時(shí)間繼電器KT2并使電磁閥YV1得電。即可對(duì)零件進(jìn)行定位 3）零件夾緊 零件定位后時(shí)間繼電器KT2延時(shí)15S，KT2常開觸點(diǎn)閉合，接通中間繼電器KA2并自鎖。同時(shí)KA2常開觸點(diǎn)閉合使電磁閥YV2得電。YV2改變油路對(duì)零件進(jìn)行夾緊。 4）滑臺(tái)入位 當(dāng)夾緊動(dòng)作完成時(shí)，觸碰行程開關(guān)SQ2，SQ2常開觸點(diǎn)閉合接通時(shí)間繼電器KT4并自鎖。確保定位油缸退出。延時(shí)15S后KT4常開觸點(diǎn)閉合接通中間繼電器KA3并自鎖，同時(shí)使KM1、KM2得電，電動(dòng)機(jī)M1、M2啟動(dòng)為加工做準(zhǔn)備

5、。KA3常開觸點(diǎn)閉合使電磁閥YV3得電且KA3常閉觸點(diǎn)斷開，KA1斷電使YV1失電?；_(tái)帶動(dòng)動(dòng)力頭一起快速進(jìn)入加工位置。 5）加工零件 滑臺(tái)入位后觸碰行程開關(guān)SQ3，SQ3常開觸點(diǎn)閉合接通KA4、KA5并自鎖，同時(shí)KA4、KA5常開觸點(diǎn)閉合使YV4、YV5得電，滑臺(tái)帶動(dòng)動(dòng)力頭對(duì)零件進(jìn)行加工，工進(jìn)開始。 6）加工停止 當(dāng)動(dòng)力頭加工到達(dá)終點(diǎn)位置時(shí)，滑臺(tái)碰到行程開關(guān)SQ4，SQ4常開閉合使時(shí)間繼電器KT3得電并自鎖。同時(shí)SQ4常閉觸點(diǎn)斷開，KA2、KA3、KA4、KA5失電使電磁閥YV2、YV3、YV4、YV5同時(shí)斷電，停止工進(jìn)。 7）滑臺(tái)退位 時(shí)間繼電器KT3延時(shí)30S后，KT3常閉觸

6、點(diǎn)斷開，使KM1、KM2線圈失電，電動(dòng)機(jī)M1、M2停轉(zhuǎn)。同時(shí)KT3常開觸點(diǎn)閉合，再次接通KA2、KA3使電磁閥YV2、YV3得電，滑臺(tái)快速退位。 8）滑臺(tái)復(fù)位 當(dāng)滑臺(tái)退到原位時(shí)，壓下行程開關(guān)SQ5，SQ5常開觸點(diǎn)閉合，使中間繼電器KA6得電并自鎖。同時(shí)KA6常閉觸點(diǎn)斷開，KA3失電使YV3斷電，實(shí)現(xiàn)滑臺(tái)復(fù)位。KA6常開觸點(diǎn)閉合接通時(shí)間繼電器KT5，延時(shí)15S后KT5常閉觸點(diǎn)斷開切斷中間繼電器通路。 9）夾具松壓 滑臺(tái)復(fù)位后，壓下行程開關(guān)SQ6，SQ6常閉觸點(diǎn)斷開，使YV2斷電，達(dá)到夾具松壓。SQ6常開觸點(diǎn)閉合接通時(shí)間繼電器KT6并自鎖，延時(shí)15S后KT6常閉觸點(diǎn)斷開切斷時(shí)間繼電器KT2

7、、KT3、KT4、KT6通路。 2.3指示照明電路工作原理 EL起機(jī)床照明作用，L1~L5分別指示機(jī)床的各個(gè)工作情況，由KA1、KA2、KA3、KA4、KA5常開觸點(diǎn)的閉合控制。 3千斤頂液壓缸加工專用機(jī)床元器件的選擇 3.1電機(jī)的選擇 油泵電動(dòng)機(jī)M3選用Y801-4，性能指標(biāo)為0.55KW 1.6A 380V;左右動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)M1、M2選用Y132S-4，性能指標(biāo)為5KW 15.4A 380V。 3.2電源開關(guān)QS的選擇 1）QS主要用于電源與電氣元件的連接，因此QS的選擇主要考慮電動(dòng)機(jī)M1~M3的額定電流和啟動(dòng)電流。由3.1知額定電流數(shù)值，計(jì)算得額定電流之和為32

8、.4A，所以QS選擇HK10-60/3型刀開關(guān)，額定電流60A。 2）QS1作為照明燈的開關(guān)，照明燈電壓為36V，功率選40W，電流為1A左右，所以選擇刀開關(guān)HK1-10/1型，額定電流為10A。 3.3熔斷器的選擇 熔體電流計(jì)算公式為INF=(1.5~2.5)IMN 式中：INF是熔體額定電流 IMN是電動(dòng)機(jī)的額定電流 取系數(shù)為2.0計(jì)算 1） INF1=47.8A ；INF2=INF3=30.8A ；INF4=3.2A 所以QF1、QF2、QF3的額定電壓都選380V,QF1熔體額定電流為50A，QF2、QF3熔體額定電流為40A。熔斷器

9、額定電流為60A，選用型號(hào)為RC1A-60。QF4額定電壓為380V，熔斷器額定電流為10A，熔體額定電流為4A，選用型號(hào)為RC1A-10。 2） FU1起控制回路的短路保護(hù)作用，熔體額定電壓、額定電流只要大于等于控制回路的實(shí)際負(fù)載電壓電流即可。控制回路負(fù)載電流為各線圈吸合時(shí)的工作電流，由于各個(gè)繼電器及接觸器的線圈額定電壓為127V，吸收功率為156W，單個(gè)線圈電流為： IN`=P/U=156/127=1.22A 合計(jì)有20個(gè)線圈：IN=2*20IN`=49A 所以FU1選擇RC1A-60型熔斷器，熔體電流為50A。 3） FU2作為照明電路的短路

10、保護(hù)。因選電壓為36V功率為40W的照明燈，其消耗電流為2.78A，故選用RL1-15型熔斷器，熔體電流為4A。 3.4中間繼電器的選擇 共用了7個(gè)中間繼電器，主要起中間轉(zhuǎn)換作用，對(duì)它們選擇的主要技術(shù)參數(shù)為線圈額定電壓、常開常閉觸點(diǎn)數(shù)量，以及中間繼電器的額定電壓。因控制回路電壓為交流127V，所以中間繼電器選用JZ7-44型。 3.5熱繼電器的選擇 熱繼電器的作用是電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)的自動(dòng)電器，熱繼電器主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流來確定其型號(hào)、熱元件的電流等級(jí)和整定電流。其計(jì)算公式如下： IJN=(0.95~1.05)IN 所以FR1、FR2、FR3選擇的

11、型號(hào)分別為:JR16-20/3、JR16-20/3 、JR10-10/3。 3.6接觸器的選擇 根據(jù)負(fù)載回路的電壓電流，接觸器所控制回路的電壓及所需觸點(diǎn)的數(shù)值來進(jìn)行接觸器的選擇。接觸器線圈額定電壓為127V，接觸器主要用于接通和分?jǐn)嚯娐?，所以它的?shí)際電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所控制支路的電流，通常取額定電流的6倍左右。 所以KM1、KM2選CJ20-160 （主觸頭額定電流為100A） KM3選CJ20-40 (主觸頭額定電流為25A) 3.7時(shí)間繼電器的選擇 選用JS23-1型通用延時(shí)繼電器，這種繼電器是在線圈得電后延遲一定時(shí)間（0.2~30S），觸頭才動(dòng)作。 3.8行程

12、開關(guān)的選擇 本設(shè)計(jì)中選用雙輪自動(dòng)復(fù)位式行程開關(guān)，查相關(guān)手冊(cè)可選用JLXK1-222。 3.9壓力繼電器的選擇 查電氣手冊(cè)可選壓力繼電器為YJ-1。 3.10按鈕的選擇 本設(shè)計(jì)共用了3個(gè)按鈕，大部分按鈕額定電流為5A能滿足控制回路的電流要求。根據(jù)控制回路電壓為交流127V，選定各按鈕型號(hào)為LA18（即一常開一常閉觸點(diǎn)）額定電壓為交流127V。SB1為停止按鈕，顏色為紅色。SB2、SB3為啟動(dòng)按鈕為綠色。 3.11變壓器的選擇 根據(jù)控制要求，需AC127V、AC36V電源，查手冊(cè)選用BK-100型變壓器。 3.12導(dǎo)線的選擇 1）主電路中電動(dòng)機(jī)M1、M2電流為15.4A，所以導(dǎo)線

13、選L121型4芯銅線(4mm2)；電動(dòng)機(jī)M3電流為1.6A，導(dǎo)線選BVR型4芯銅線（1mm2）。 2)控制電路導(dǎo)線選擇BVR型4芯銅線（1mm2） 4元件目錄表 元器件明細(xì)表 符號(hào) 名稱 型號(hào) 規(guī)格 件數(shù) 作用 M1 左動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī) Y132S-4 5KW 1 帶動(dòng)動(dòng)力頭加工零件 M2 右動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī) Y132S-4 5KW 1 帶動(dòng)動(dòng)力頭加工零件 M3 油泵電動(dòng)機(jī) Y801-4 0.55KW 1 帶動(dòng)油泵工作 QS 刀開關(guān) HK-60/3 380V,60A 1 引入電源 QS1

14、 照明開關(guān) HK-10/1 36V,10A 1 照明燈開關(guān) KM1 交流接觸器 CJ20-160 127V,100A 1 控制左動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)工作 KM2 交流接觸器 CJ20-40 127V,100A 1 控制右動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)工作 KM3 交流接觸器 CJ20-40 127V,25A 1 控制油泵電動(dòng)機(jī)工作 KA 中間繼電器 JZ7-44 127V 1 控制壓力繼電器 KA1 中間繼電器 JZ7-44 127V 1 控制電磁閥YV1 KA2 中間繼電器 JZ7-44 127V 1 控制電磁閥YV2 KA3 中間

15、繼電器 JZ7-44 127V 1 控制電磁閥YV3 KA4 中間繼電器 JZ7-44 127V 1 控制電磁閥YV4 KA5 中間繼電器 JZ7-44 127V 1 控制電磁閥YV5 KA6 中間繼電器 JZ7-44 127V 1 控制延時(shí)繼電器KT5 KT2 時(shí)間繼電器 JS23-1 127V 1 控制接通KA2 KT3 時(shí)間繼電器 JS23-1 127V 1 控制切斷兩臺(tái)動(dòng)力頭 KT4 時(shí)間繼電器 JS23-1 127V 1 控制延時(shí)停留 KT5 時(shí)間繼電器 JS23-1 127V 1 控制切斷中

16、間繼電器KA6 KT6 時(shí)間繼電器 JS23-1 127V 1 控制切斷所有時(shí)間繼電器 SB1 按鈕 LA18 紅色 1 停止按鈕 SB2 按鈕 LA18 綠色 1 油泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng) SB3 按鈕 LA18 綠色 1 定位油缸的啟動(dòng) QF1 空氣自動(dòng)開關(guān) RC1A-60 60A 1 總電源短路 QF2 空氣自動(dòng)開關(guān) RC1A-60 60A 1 M1短路保護(hù) QF3 空氣自動(dòng)開關(guān) RC1A-60 60A 1 M2短路保護(hù) QF4 空氣自動(dòng)開關(guān) RC1A-10 10A 1 M3短路保護(hù) FU1 熔斷器

17、 RC1A-60 60A 1 控制電路的短路保護(hù) FU2 熔斷器 RL1-15 15A 1 照明電路的短路保護(hù) FR1 熱繼電器 RJ16-20/3 20A 1 左動(dòng)力頭電機(jī)過載保護(hù) FR2 熱繼電器 RJ16-20/3 20A 1 右動(dòng)力頭電機(jī)過載保護(hù) FR3 熱繼電器 RJ10-10/3 10A 1 油泵電動(dòng)機(jī)過載保護(hù) KP 壓力繼電器 YJ-1 380V 1 控制油壓 EL 照明燈 YJ-1 36V 1 局部照明 HL 指示燈 YJ-1 36V 5 信號(hào)指示 T 控制變壓器 BK-100

18、380/27、36 1 給控制回路提供電壓 5參考文獻(xiàn) [1] 張萬忠、劉明芹 《電器與PLC控制技術(shù)》第二版 化學(xué)工業(yè)出版社 [2]李中年 《控制電器及應(yīng)用》 清華大學(xué)出版社 [3]譚維瑜 《電機(jī)與電氣控制》 機(jī)械工業(yè)出版社 [4]丁樹模 《機(jī)械工程學(xué)》 機(jī)械工業(yè)出版社 [5]范正翹 《電力傳動(dòng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)》 北京航空航天大學(xué)出版社 [6]大連組合機(jī)床研究所主編 《組合機(jī)床設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社 6小結(jié) 經(jīng)過兩個(gè)星期的努力，我們小組的課程設(shè)計(jì)在今天考完試匆匆忙忙跑去找馬老師請(qǐng)教完最后幾個(gè)問題時(shí)，正式宣告，可以不夸張的說是圓滿結(jié)束吧。 當(dāng)然首先要感謝馬老師這幾天的耐心指導(dǎo)。每次答疑的時(shí)候，馬老師都是被大家圍在最中心，一層又一層。一講就是好幾個(gè)小時(shí)，在這里真心的說一聲馬老師，您辛苦了。 這次的課程設(shè)計(jì)是我們唯一的一次，完全自己做的。以前都是從網(wǎng)上搜一個(gè)應(yīng)付了事，但這次的不同，在馬老師的嚴(yán)格要求下，我們從一開始的一無所知到后來對(duì)電氣控制有了初步了解并能自己設(shè)計(jì)簡單的機(jī)床操作，我們的專用機(jī)床設(shè)計(jì)每有一點(diǎn)小進(jìn)展都會(huì)讓我們?nèi)齻€(gè)高興好一陣。直到今天完成的時(shí)候，一種成就感油然而生，我們知道，這是我們?nèi)齻€(gè)一起努力的結(jié)果。在以后的學(xué)習(xí)中，我們依然會(huì)像這次課設(shè)這樣努力，不斷提高 原理圖