M7120磨床课程设计.doc

目录

第一章 M7120磨床的基本结构及控制要求 1
1.1 M7120磨床结构 1
1.2控制要求 1
第二章 M7120磨床电路设计及分析制图 2
2.1 砂轮电动机分析设计 2
2.2液压泵电动机分析设计 3
2.3 砂轮升降电动机分析设计 4
2.4 电磁吸盘电路分析设计 5
2.4.1砂轮与液压泵电动机控制电路和电磁吸盘电路 5
2.4.2.电磁吸盘电路 6
2.5照明和指示灯电路 6
第三章 M7120磨床电气元件选择 9
3.1断路器的选择 9
3.2熔断器的选择 9
3.3交流接触器的选择 10
3.4热继电器的选择 10
3.5按钮的选择 10
3.6导线的选择 10
元件明细表 11
附录： 12
接线图 12
致谢 19
参考文献 20
第一章 M7120磨床的基本结构及控制要求
1.1 M7120磨床结构
平面磨床的结构如图所示，由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮箱、滑座、立柱等部分组成。

1. 床身：其中装有液压传动装置，以使矩形工作台做往复运动（纵向）
2. 工作台：表面是T形槽,用来安装电磁吸盘以吸持工件或直接安装大型工件。
3. 电磁吸盘：夹紧工件
4. 砂轮箱：沿滑座水平导轨作横向运动
5. 滑座：可在立柱导轨上作上下移动
1.2控制要求
根据磨床的结构可知它的几种运动形式，主运动是砂轮的旋转运动。垂直进给，即滑座在立柱上的上下运动；槽向进给，即砂轮箱在滑座上的水平运动；纵向进给，即工作台沿床身的往复运动。
平面磨床采用电动机拖动，所需电动机有砂轮电动机、液压电动机、冷却泵电动机、砂轮升降电动机,其拖动控制要求如下：
（1）砂轮、液压泵、冷却泵3台电动机都只要求单方向旋转。砂轮升降电动机需双向旋转。
（2）冷却泵电动机应伴随砂轮电动机的开动而开动。
（3）在正常加工中，若电磁吸盘的吸力不足或消失时，砂轮电动机与液压泵电动机应立即停止工作，以防工件被砂轮切向力打飞而发生人身和设备事故。
（4）电磁吸盘励磁线圈具有吸牢工件的正向励磁、松开工件的断开励磁以及抵消剩磁便于取下工件的反向励磁控制环节。
（5）具有完善的保护环节。各电路的短路保护，各电动机的长期过载保护，零压、欠压保护，电磁吸盘吸力不足的欠电流保护，以及线圈断开时产生高电压而危及电路中其他电气设备的过压保护。
（6）机床安全照明电路与工件去磁的控制环节。

第二章 M7120磨床电路设计及分析制图
2.1 砂轮电动机分析设计
（1）电动机配置情况及其控制
主电路有2台电动机。其中M1为砂轮电动机，带动砂轮转动来完成磨削加工工作；M2是冷却泵电动机，M1和M2同由接触器KM1的主触头控制，单向旋转。其中热继电器FR1、FR2对电路进行过载保护，熔断器FU对其作短路保护。
（2）控制电路
按下启动按钮SB2，接触器KM1得电吸合并自锁，M1和M2同时启动运转。按下停止按钮SB1，KM1失电释放，M1和M2同时失电停止。
注：若加工中不需要冷却液，则可单独关断冷却泵电动机。

电路控制图如图2.1.1所示：

图2.1.1 电动机M1～M2的控制电路

2.2液压泵电动机分析设计
（1）电动机配置情况及其控制
主电路有一台电动机。M为液压泵电动机，实现工作台的往复运动，由接触器KM1的主触头控制，单向转动。其中热继电器FR对电路进行过载保护，熔断器FU对其作短路保护。
（2）控制电路
按下启动按钮SB2，接触器KM1得电吸合并自锁，液压泵电动机M启动运转。按下停止按钮SB1，KM1失电释放，M失电停转。
电路控制图如图2.2.1所示：

图2.2.1 液压泵电动机的控制电路

2.3 砂轮升降电动机分析设计
（1）电动机配置情况及其控制
主电路有一台电动机。M为砂轮升降电动机，用于在磨削过程中调整砂轮与工件之间的位置，有接触器KM1和KM2的主触头控制，双向转动。其中熔断器FU对其作短路保护。砂轮升降电动机是短期工作的，因此不设过载保护。
（2）控制电路
砂轮升降电动机只有在调整工件和砂轮之间的位置时才使用，因此用点动控制。按下点动按钮SB1时，接触器KM1得电吸合，电动机M启动正转，砂轮上升。按下点动按钮SB2时，接触器KM2得电吸合，电动机M启动反转，砂轮下降。砂轮达到所需位置时，松开SB1或SB2，KM1或KM2失电释放，电动机停转，砂轮停止上升或下降。
电路控制图如图2.2.1所示：

图2.2.1 砂轮升降电动机的控制电路

2.4 电磁吸盘电路分析设计
2.4.1砂轮与液压泵电动机控制电路和电磁吸盘电路
根据控制要求，我们在砂轮电动机与冷却泵电动机的控制电路中添加了动合触头KUD，该触头为欠压继电器KUD的动合触头。电磁吸盘控制电路通过欠电压继电器KUD进行联系，当电源电压过低时，电磁吸盘吸力不足，会导致加工过程中工件飞离吸盘的事故，因此，吸盘线圈并接有欠电压继电器KUD。当电源电压过低时，KUD不吸合，串接在KM1、KM2线圈控制电路中的动合触头KUD断开，切断KM1、KM2线圈电路，是砂轮电动机和液压泵电动机停止工作，确保安全生产。电路控制图如2.4.1（1）所示
2.4.2.电磁吸盘电路
（1）充磁过程
按下充磁按钮SB8，接触器KM3得电吸合并自锁，其主触头闭合，电磁吸盘YH线圈得电，工作台充磁吸住工件，同时KM5辅助动断触头断开，使KM6不能得电，实现互锁。磨削加工完毕，在取下加工好的工件时，先按下SB7，切断电磁吸盘YH上的直流电源。由于吸盘和工件都有剩磁，因此需对吸盘和工件进行去磁。
（2）去磁过程
按下点动按钮SB9，接触器KM6得电吸合，其两副主触头闭合，电磁吸盘通入反向直流电，使工作台和工件去磁。去磁时，为防止因时间过长而使工作台反向磁化，再次吸住工件，因而接触器KM6采用点动控制。
保护装置由放电电阻R和电容C以及欠电压继电器KUD组成，电阻R和电容C的作用是，电磁吸盘是一个大电感，在充磁吸工件时，存储了大量的磁场能量，在脱离电源的一瞬间，吸盘YH的两端产生较大的自感电动势，使线圈和其他电器元件损坏，因此用电阻和电容组成放电回路利用电容C两边的电压不能突变的特点，使电磁吸盘线圈两端电压变化趋于缓慢，利用电阻消耗电磁能量。欠电压继电器KUD的作用是，在加工过程中，若电源电压不足，则电磁吸盘不能吸牢工件，导致工件被砂轮打出，造成严重事故。因此，在电路中设置了欠电压继电器KUD，将其线圈并联在直流电源上，其动合触头串联在液压泵电动机与砂轮电动机的控制电路中，若电磁吸盘不能吸紧工件，KUD就会释放使液压泵电动机和砂轮电动机停转，保证了安全。
电路控制图如2.4.1（2）所示
2.5照明和指示灯电路
HL为照明灯，其工作电压为24V，由变压器TC供电。SA为照明负荷隔离开关。
HL1~HL5为指示灯，工作电压均为6V，也由变压器TC供电。其中，HL1为控制电路指示灯，HL2为液压泵电动机运行指示灯，HL3为砂轮电动机及冷却泵电动机运转指示灯，HL4为砂轮升降电动机运行指示灯，HL5为电磁吸盘工作（充磁或退磁）指示灯。
其工作原理为控制各电动机的交流接触器常开辅助触头控制。
照明和指示灯电路如图2..5.1所示

图2.4.1 电磁吸盘电路（1） 图2.4.1 电磁吸盘电路（2）

图2.5.1照明电路
综上分析，得出M7120磨床的电气原理图如下：

第三章 M7120磨床电气元件选择
3.1断路器的选择
断路器主要用于保护交流、直流电路内地设备，使之免受过电流、逆电流、短路和欠电压等不正常情况地危害，同时也可用于不频繁启动地电动机以及操作和转换电路。
选择断路器时应考虑地主要参数有：额定电压、额定电流和允许分断地极限电流。选择地一般要求是：
（1） 低压断路器地额定电压大于或等于线路额定电压。
（2） 低压断路器地额定电流大于或等于线路计算负载电流。
（3） 低压断路器地脱扣器额定电流大于或等于线路计算负载电流。
（4） 低压断路器地极限通断能力大于或等于线路中最大短路电流。
配电用断路器选用条件：
（1） 长延时动作电流整定值Izi为0.8~1倍导线允许载流量。
（2） 3倍长延时动作电流整定值地可返回时间大于或等于线路中最大启动电流地电动机地启动时间。
电动机保护用断路器选用条件：
（1） 长延时动作电流整定值Izi等于电动机地额定电流。
（2） 6倍长延时电流整定值地可返回时间大于或等于电动机地实际启动时间。
（3） 瞬时整定电流对笼型电动机为8~15倍脱扣器额定电流，对绕线转子电动机为3~6倍脱扣器额定电流。

3.2熔断器的选择
熔断器的类型很多，通常有插入式，螺旋式，填料封闭管式等，选择熔断器，实际上主要是选择熔断器类型，额定电压和电流，以及熔体的额定电流。
对于具有冲击电流的电气设备，如异步电动机的启动电流为额定电流的5-7倍，则应采用经验计算方法。
对于多台电动机共用一个熔断器进行保护的，则取
Ir>=(1.5~2.5)Inmax+∑Iqt
其中 Ir---熔体的额定电流
Inmax------容量最大的电动机额定电流
∑Iqt ----其余电动机额定电流之和
3.3交流接触器的选择
接触器分为交流和直流两种，在机床上应用最多的是交流接触器，选择时主要考虑主触点的额定电流，辅助触点的数量，吸引线圈的电压等级，操作频率等。选择的交流接触器，其主触点的额定电流应大于负载或电动机的额定电流。
3.4热继电器的选择
热继电器时依据电流流过发热元件时产生地热使双金属片发生弯曲而推动执行机构动做的一种电器，主要用于电动机地过载保护、断相及电流不平衡运行地保护及其他电器设备发热状态地控制。对于过载可能性很小的电动机就不必增设热继电器。
按电动机地额定电流来确定热继电器地型号和规格。热继电器元件地额定电流Ir应接近或略大于电动机地额定电流In，即
Ir=(0.95~1.05)In
3.5按钮的选择
按钮通常是用来短时接通或断开小电流控制电路的开关。按钮主要根据电源种类、触点数、使用场合及颜色来选择。
3.6导线的选择
根据法则：10下五;100上二;25、35,四、三界;70、95,两倍半;穿管、温度,八、九折.裸线加一半.铜线升级算.这几句口诀反映的是铝芯绝缘线载流量与截面的倍数关系.
根据口诀,我国常用导线标称截面(平方毫米)与倍数关系排列如下:
五倍 四倍 三倍 二倍半 二倍
对于铜导线的载流量,口诀指出"铜线升级算",即将铜导线的截面按截面排列顺序提升一级,再按相应的铝线条件计算.
当相线截面<16mm2,PE(接地)线与相线等径.
当相线截面>16mm2,且<35mm2,PE(接地)线最小截面为16mm2.
当相线截面>35mm2,PE(接地)线最小截面为相线截面的1/2.
M7120型机床有四个电动机，其电动机铭牌参数是：
M1砂轮电动机:Y90S-4,3kW，380V,5A，2860r/min
M2砂轮升降电动机：0.75Kw,380V，2.0A，1400r/min
M3冷却泵电动机：JCB-22，0.15kW,380V，0.43A，2790r/min
M4液压电动机：1.1kW，380V,2.7A,1410r/min
元件明细表
序号
器件名称
数量
型号
规格参数
备注
1
断路器
1
DZ47LE-32/3N
380V 10A
正泰
2
熔断器
3
RT28-32
380V 15A
正泰
3
熔断器
3
RT28-32
380V 2A
正泰
4
交流接触器
1
CJ20-10
380V 6A
正泰
5
交流接触器
1
CJ20-10
380V 4A
正泰
6
热继电器
1
JT20-10
380Ｖ　9R

7
热继电器
1
JT20-10
380Ｖ　4R

8
热继电器
1
JT20-10
380Ｖ　11R

9
导线
若干
BVR

接地线
主电路用黑铜线2.5平方毫米 控制线路红线1平方毫米　接地线黄绿色4平方毫米
软线
10
端子排
2
TB-1510
15A 10组
正泰

附录：

接线图

致谢
时间如流水般，我们学习到了最后一个环节—课程设计。使我们可以通过课程设计来进一步综合检验和巩固自己学到的知识。
在我们为期三周的课程设计里，时间应该是比较充足的。所以我们也做了比较仔细和充分的准备。在应用到老师给的一些资料后资料不是很完整，我们利用课间上网查阅各种资料，在按照老师给我们的技术要求的基础上然后再分析整理加以组织，这样构成了自己论文的主体部份。我认为这是一次自己学习的好机会 。同时也是最后一次得到各位老师亲自指导的最后一个机会，这是很宝贵的。经过半个多的努力，我基本按照要求完成了本次的课程设计任务。不论是在知识的吸取还是在研究的设计的方法上还有不少的收益。这也是对自己幸苦和努力的回报。
在这我们特别感谢常老师对我们的教导和帮助！使我学习到了很多知识！

学生：李文薇 李小龙

参考文献

1. 李振安，工厂电气控制技术 ，重庆大学出版社 1995年6月第一版
2. 吴明山，学看实用电气控制电路图 ，电子工业出版社 2006年6月第一版
3. 杨洪升，怎样看电气控制电路图 ，人民邮电出版社 2003年12月第一和第二版