CA6140型卧式车床电气控制电路设计

1.机床电气传动的特点及控制要求

1）主拖动电动机一般选用三相笼型异步电动机，不进行电气调速，采用齿轮箱进行机械有级调速。机床主运动和进给运动由电动机M1集中传动，主轴运动的正反向（满足螺纹加工要求）是采用多片摩擦离合器实现的。主拖动电动机的起动、停止采用按钮操作。

2）车削加工时，由于刀具及工件温度过高，有时需要冷却，因而应该配有冷却泵电动机M2，且要求在主拖动电动机起动后，方可决定冷却泵开动与否，而当主拖动电动机停止时冷却泵电动机应立即停止。

3）刀架快速移动由单独的快速电动机M3拖动。

4）进给运动的纵向左右运动，横向前后运动，以及快速移动，都集中由一个手柄操纵。

5）必须有过载、短路、欠电压、失电压保护。

6）具有安全的局部照明装置。

电动机型号：

主电动机M1：Y132—4—B3、7.5kW、380V、15.4A、1440r/min；

冷却泵电动机M2：AOB—25、90W、380V、0.32A、3000r/min；

快速移动电动机M3：AOS—5634、250W、380V、1.55A、1360r/min；

2.电气控制电路设计

（1）主电路

根据电气传动的要求，由接触器KM、KA1、KA2分别控制电动机M1、M2及M3。

机床的三相电源通过断路器QF引入，供给主运动电动机M1、冷却泵电动机M2、快速移动电动机M3及控制回路。QF作为电动机M1的短路保护元件，FR1为电动机M1的过载保护热继电器。FU1作为电动机M2、M3和控制变压器TC的短路保护元件，FR2为电动机M2的过载保护热继电器。刀架快速移动电动机M3由于是点动控制，故未设过载保护。

（2）控制电路

从车床的拖动方案可知，控制回路应有三个基本控制环节，如图4-14所示。

图4-14 控制回路设计

一是主轴拖动电动机M1的控制环节。考虑到操作方便，主电动机M1在刀架拖板上设置停止和起动按钮SB1、SB2进行操纵，接触器KM辅助常开触点与控制按钮组成自锁控制电路。

二是冷却泵电动机M2的控制环节。由于主轴电动机M1和冷却泵电动机M2在控制电路中采用顺序控制，所以，只有当主轴电动机M1起动后，即KM辅助常开触头闭合时，装在床头板上的旋转开关SAl，由它与中间继电器KA1组成控制电路，控制冷却泵电动机M2进行起停。转动旋转开关SA1，冷却泵电动机M2才可能起动。当M1停止运行时，M2自行停止。

三是快速电动机M3的控制环节。M3工作时间短，为了操作灵活，由按钮SB3与中间继电器KA2组成点动控制电路。刀架移动方向（前、后、左、右）的改变，是由进给操作手柄配合机械装置实现的。如需要快速移动，按下SB3即可。

（3）信号指示与照明电路

控制变压器TC的二次侧分别输出24V和6V电压，作为车床低压照明灯和信号灯的电源。EL作为车床的低压照明灯，由开关SA2控制；HL为电源信号灯。它们分别由FU4和FU3作为短路保护。如图4-15所示。

图4-15 CA6140型卧式车床电路图

（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110V，照明24V，指示灯6V。同时，断路器QF的线圈与钥匙开关SB、位置开关SQ2及SQ1组成安全保护电路。

控制电路的电源由控制变压器TC二次侧输出110V电压提供。在正常工作时，位置开关SQ1的常开触点闭合。打开床头皮带罩后，SQ1断开，切断控制电路电源，以确保人身安全。钥匙开关SB和位置开关SQ2在正常工作时是断开的，QF线圈不通电，断路器QF能合闸。打开配电盘壁龛门时，SQ2闭合，QF线圈通电，断路器QF自动断开。如图4-15所示。

（5）绘制电气原理图

根据各局部线路之间互相关系和电气保护线路，画成电气原理图，如图4-15所示。

3.选择电气元件

（1）电源引入开关QF的选择

QF既有电源隔离开关功能，并不用它来直接起停电动机，可按电动机额定电流来选，显然应该根据三台电动机来选。同时又具有电动机M1的短路保护功能。考虑安全可靠和电动机M1的短路保护，选用AM2—40型三极断路器、额定电流为20A。

（2）熔断器的选择(www.xing528.com)

FU1、FU2、FU3、FU4熔断器电流可按公式选择。

1）FU1是对M2、M3两台电动机进行保护的熔断器。熔体额定电流为：

I_NF＝（1.5～2.5）I_NMmax+ΣI_M＝（1.5～2.5）×1.55A+0.32A＝2.65～4.20A，

可选用BZ001型熔断器、配用熔体6A。

2）FU2保护控制电路，选用BZ001型熔断器，配用1A的熔体。

3）FU3保护信号电路，选用BZ001型熔断器，配用1A的熔体。

4）FU3保护照明电路，选用BZ001型熔断器，配用2A的熔体。

（3）接触器的选择

根据主电动机M1的额定电流I_N＝15.4A，控制电路电源110V，需要主触点三对，动合辅助触点两对，根据上述情况，接触器KM1选用CJ10～20、线圈电压110V。

（4）中间继电器的选择

根据控制电路的电压等级，同时考虑触点的数量、种类及容量满足控制电路的要求，KA1、KA2选用JZ7—44、线圈电压110V，触点电流5A，可完全满足要求。

（5）热继电器的选择。

根据电动机M1工作情况，FR1的热元件额定电流按选择公式选取，I_R＝（0.95～1.05）×15.4A＝14.63～16.17A。选JR20-20/3（22A）型热继电器，整定电流调节范围为14～22A，工作时将热元件额定电流调整至15.4A。

同理，冷却泵电动机M2额定电流为0.32A，I_R＝（0.95～1.05）×0.32AA＝0.304～0.336A，FR2应选用JR20—20/3（0.5A）型热继电器，整定电流调节范围为0.32～0.5A，工作时将热元件额定电流调整至0.32A。

（6）控制变压器的选择

变压器最大负载时是KM1、KA1及KA2同时工作，因为：

S≥K_LΣS_XC＝1.2（12×2+22）＝55.2V·A

所以可知变压器容量应大于55.2VA。考虑到照明灯等其他电路容量，可选用JBK2—100型变压器或JBK2—150型变压器，电压等级：380V/110V/24V/6V，可满足辅助回路的各种电压需要。

（7）按钮的选择

根据所需触点数和按钮颜色确定。

其他各元件的选用见表4-2。

4.制定电气元件明细表

电气元件明细表要注明各元器件的型号、规格及数量等，见表4-2。

表4-2 CA6140型车床的电气元件明细表

5.绘制CA6140型卧式车床电器位置图和接线图

机床的电气接线图是根据电气原理图及各电气设备安装的布置图来绘制的。安装电气设备或检查线路故障都要依据电气接线图。接线图要表示出各电气元件的相对位置及各元件的相互接线关系，因此要求接线图中各电气元件的相对位置与实际安装的位置一致，并且同一个电器的元件画在一起。还要求各电气元件的文字符号与原理图一致。对各部分线路之间接线和对外部接线都应通过端子板进行，而且应该注明外部接线的去向。

为了看图方便，对导线走向一致的多根导线合并画成单线，可在元件的接线端标明接线的编号和去向。

接线图还应标明接线用导线的种类和规格，以及穿管的管子型号、规格尺寸。成束的接线应说明接线根数及其接线号，如图4-16所示。

CA6140型卧式车床电器位置图如图4-16和表4-3所示，接线图如图4-17所示。

表4-3 位置代号索引

图4-16 CA6140型卧式车床电器位置图