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1、千斤頂液壓缸加工專用機床電氣控制設(shè)計 摘要：本機床為專用千斤頂液壓缸兩端面的加工，采用裝在動力滑臺上的左、右兩個動力頭同時進(jìn)行切削。動力頭的快進(jìn)、工進(jìn)、快退由液壓缸驅(qū)動。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 1設(shè)計任務(wù) 1.1設(shè)計任務(wù) 1）設(shè)計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)計說明書與設(shè)計小結(jié)； 3）列出設(shè)計參考資料目錄，不少于5個。 1.2設(shè)計方案 千斤頂液壓缸加工專用機床設(shè)計的主要結(jié)構(gòu)有工件臺，即可裝卸工件的部分，當(dāng)工件處于可被加工位置時，先用定位油壓缸對其

2、進(jìn)行定位夾緊，工件處于固定不動的狀態(tài)，這樣可以進(jìn)行高精度的加工；動力頭，用動力頭電機帶動，它能夠同時完成刀具切削運動和進(jìn)給運動，在液壓系統(tǒng)中動力頭主要完成刀具的切削運動，進(jìn)給運動主要靠液壓滑臺來實現(xiàn)；液壓滑臺，主要是由油泵電機控制來完成兩個動力頭的進(jìn)給運動，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現(xiàn)的，因為液壓系統(tǒng)可以方便地進(jìn)行無級調(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床工作原理 2.1主電路工作原理 1）油泵電動機M3的控制 油泵電動機M3只是帶動油泵的輸出壓力油，所以只需要單相運行。當(dāng)按下SB2時，

3、油泵電機啟動，對應(yīng)的其他控制接在壓力繼電器的后面，所以當(dāng)油泵電機啟動后，才能進(jìn)行其他控制。 2）電動機M1、M2的控制 電動機M1、M2是分別帶動左、右動力頭的刀具切削運動，它的進(jìn)給換向主要靠液壓滑臺來實行，所以也只需要單相運行。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，油泵電動機啟動，當(dāng)油壓達(dá)到一定數(shù)值時，壓力繼電器閉合，中間繼電器KA得電，KA常開觸點閉合，接通后面控制電路。 2）零件定位 當(dāng)啟動油泵電機，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常開觸點閉合使中間繼電器KA1得電并自鎖，同時KA1常開觸點閉合接通時間繼電器KT2并使電磁閥YV1得電。即可對零件進(jìn)行定位 3）零件夾緊 零件定位后時間繼電器KT2延時15S，KT2常開觸點閉合，接通中間繼電器KA2并自鎖。同時KA2常開觸點閉合使電磁閥YV2得電。YV2改變油路對零件進(jìn)行夾緊。 4）滑臺入位 當(dāng)夾緊動作完成時，觸碰行程開關(guān)SQ2，SQ2常開觸點閉合接通時間繼電器KT4并自鎖。確保定位油缸退出。延時15S后KT4常開觸點閉合接通中間繼電器KA3并自鎖，同時使KM1、KM2得電，電動機M1、M2啟動為加工做準(zhǔn)備

5、。KA3常開觸點閉合使電磁閥YV3得電且KA3常閉觸點斷開，KA1斷電使YV1失電?；_帶動動力頭一起快速進(jìn)入加工位置。 5）加工零件 滑臺入位后觸碰行程開關(guān)SQ3，SQ3常開觸點閉合接通KA4、KA5并自鎖，同時KA4、KA5常開觸點閉合使YV4、YV5得電，滑臺帶動動力頭對零件進(jìn)行加工，工進(jìn)開始。 6）加工停止 當(dāng)動力頭加工到達(dá)終點位置時，滑臺碰到行程開關(guān)SQ4，SQ4常開閉合使時間繼電器KT3得電并自鎖。同時SQ4常閉觸點斷開，KA2、KA3、KA4、KA5失電使電磁閥YV2、YV3、YV4、YV5同時斷電，停止工進(jìn)。 7）滑臺退位 時間繼電器KT3延時30S后，KT3常閉觸

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

7、、KT3、KT4、KT6通路。 2.3指示照明電路工作原理 EL起機床照明作用，L1~L5分別指示機床的各個工作情況，由KA1、KA2、KA3、KA4、KA5常開觸點的閉合控制。 3千斤頂液壓缸加工專用機床元器件的選擇 3.1電機的選擇 油泵電動機M3選用Y801-4，性能指標(biāo)為0.55KW 1.6A 380V;左右動力頭電動機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機M1~M3的額定電流和啟動電流。由3.1知額定電流數(shù)值，計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 熔體電流計算公式為INF=(1.5~2.5)IMN 式中：INF是熔體額定電流 IMN是電動機的額定電流 取系數(shù)為2.0計算 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，選用型號為RC1A-10。 2） FU1起控制回路的短路保護作用，熔體額定電壓、額定電流只要大于等于控制回路的實際負(fù)載電壓電流即可?？刂苹芈坟?fù)載電流為各線圈吸合時的工作電流，由于各個繼電器及接觸器的線圈額定電壓為127V，吸收功率為156W，單個線圈電流為： IN`=P/U=156/127=1.22A 合計有20個線圈：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。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個中間繼電器，主要起中間轉(zhuǎn)換作用，對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機的過載保護的自動電器，熱繼電器主要根據(jù)電動機的額定電流來確定其型號、熱元件的電流等級和整定電流。其計算公式如下： IJN=(0.95~1.05)IN 所以FR1、FR2、FR3選擇的

11、型號分別為: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)嚯娐罚运膶嶋H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時間繼電器的選擇 選用JS23-1型通用延時繼電器，這種繼電器是在線圈得電后延遲一定時間（0.2~30S），觸頭才動作。 3.8行程

12、開關(guān)的選擇 本設(shè)計中選用雙輪自動復(fù)位式行程開關(guān)，查相關(guān)手冊可選用JLXK1-222。 3.9壓力繼電器的選擇 查電氣手冊可選壓力繼電器為YJ-1。 3.10按鈕的選擇 本設(shè)計共用了3個按鈕，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，選定各按鈕型號為LA18（即一常開一常閉觸點）額定電壓為交流127V。SB1為停止按鈕，顏色為紅色。SB2、SB3為啟動按鈕為綠色。 3.11變壓器的選擇 根據(jù)控制要求，需AC127V、AC36V電源，查手冊選用BK-100型變壓器。 3.12導(dǎo)線的選擇 1）主電路中電動機M1、M2電流為15.4A，所以導(dǎo)線

13、選L121型4芯銅線(4mm2)；電動機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 名稱 型號 規(guī)格 件數(shù) 作用 M1 左動力頭電動機 Y132S-4 5KW 1 帶動動力頭加工零件 M2 右動力頭電動機 Y132S-4 5KW 1 帶動動力頭加工零件 M3 油泵電動機 Y801-4 0.55KW 1 帶動油泵工作 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 控制左動力頭電動機工作 KM2 交流接觸器 CJ20-40 127V,100A 1 控制右動力頭電動機工作 KM3 交流接觸器 CJ20-40 127V,25A 1 控制油泵電動機工作 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 控制延時繼電器KT5 KT2 時間繼電器 JS23-1 127V 1 控制接通KA2 KT3 時間繼電器 JS23-1 127V 1 控制切斷兩臺動力頭 KT4 時間繼電器 JS23-1 127V 1 控制延時停留 KT5 時間繼電器 JS23-1 127V 1 控制切斷中

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

17、 RC1A-60 60A 1 控制電路的短路保護 FU2 熔斷器 RL1-15 15A 1 照明電路的短路保護 FR1 熱繼電器 RJ16-20/3 20A 1 左動力頭電機過載保護 FR2 熱繼電器 RJ16-20/3 20A 1 右動力頭電機過載保護 FR3 熱繼電器 RJ10-10/3 10A 1 油泵電動機過載保護 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 《電機與電氣控制》 機械工業(yè)出版社 [4]丁樹模 《機械工程學(xué)》 機械工業(yè)出版社 [5]范正翹 《電力傳動與自動控制系統(tǒng)》 北京航空航天大學(xué)出版社 [6]大連組合機床研究所主編 《組合機床設(shè)計》 機械工業(yè)出版社 6小結(jié) 經(jīng)過兩個星期的努力，我們小組的課程設(shè)計在今天考完試匆匆忙忙跑去找馬老師請教完最后幾個問題時，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。一講就是好幾個小時，在這里真心的說一聲馬老師，您辛苦了。 這次的課程設(shè)計是我們唯一的一次，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電氣控制有了初步了解并能自己設(shè)計簡單的機床操作，我們的專用機床設(shè)計每有一點小進(jìn)展都會讓我們?nèi)齻€高興好一陣。直到今天完成的時候，一種成就感油然而生，我們知道，這是我們?nèi)齻€一起努力的結(jié)果。在以后的學(xué)習(xí)中，我們依然會像這次課設(shè)這樣努力，不斷提高 原理圖