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3.2 车床电气控制电路及分析

车床,又称镟床,是一种将加工物固定在一个旋转主轴上加工的机床。1797年英国人亨利·莫兹利发明了车床,通常用在圆柱形的工件加工。一般车床配备各种专用刀具,可完成内外圆加工、钻孔、车螺纹、切断车槽、端面加工、车外圆、钻中心孔、车孔,铰孔、车圆锥、车成形面、滚花、盘绕弹簧等加工程序。

本节以CA6140车床为例做相应的介绍。

3.2.1 CA6140车床结构

CA6140卧式车床主要由床身、主轴变速箱、挂轮箱、进给箱、溜板箱、溜板与刀架、尾架、光杠和丝杠等部分组成,如图3.1所示。

图3.1 CA6140车床结构示意图
1—进给箱;2—挂轮箱;3—主轴变速箱;4—溜板与刀架;5—溜板箱;6—尾架;7—丝杠;8—光杠;9—床身

3.2.2 CA6140车床的电力拖动及控制要求

(1)主拖动电动机一般选用三相笼型感应电动机,为满足调速要求,采用机械变速。

(2)为车削螺纹,主轴要求正、反转。一般车床主轴正、反转由拖动电动机正、反转来实现;当主拖动电动机容量较大时,主轴的正、反转则靠摩擦离合器来实现,电动机只做单向旋转。

(3)一般中、小型车床的主轴电动机均采用直接启动。当电动机容量较大时,常用Y_△降压启动。停车时为实现快速停车,一般采用机械或电气制动。

(4)车削加工时,刀具与工件温度高,需用切削液进行冷却。为此,设有一台冷却泵电动机,拖动冷却泵输出冷却液,且与主轴电动机有着联锁关系,即冷却泵电动机应在主轴电动机启动后方可选择启动与否;当主轴电动机停止时,冷却泵电动机便立即停止。

(5)为实现溜板箱的快速移动,由单独的快速移动电动机拖动,采用点动控制。

(6)电路应具有必要的保护环节和安全可靠的照明和信号指示。

3.2.3 CA6140车床的电气控制电路分析

CA6140车床的电气控制原理图如图3.2所示。

1.主电路分析

主电路共有三台电动机:M1为主轴电动机(处于原理图的2区),带动主轴旋转和刀架做进给运动;M2为冷却泵电动机(处于原理图的3区);M3为刀架快速移动电动机(处于原理图的4区)。

三相交流电源通过转换开关QS1引入,主轴电动机M1由接触器KM1控制启动,热继电器FR1为主轴电动机M1的过载保护。

冷却泵电动机M2由接触器KM2控制启动,热继电器FR2为冷却泵电动机M2的过载保护。

接触器KM3用于控制刀架快速移动电动机M3的启动,因为M3是短期工作,故可不设过载保护。

图3.2 CA6140车床电气控制电路

2.控制电路分析

控制变压器TC二次侧输出110V电压作为控制回路的电源。

(1)主轴电动机M1的控制。按下启动按钮SB2,接触器KM1线圈获电吸合,KM1主触头闭合,主轴电动机M1启动。按下停止按钮SB1,电动机M1停转。

(2)冷却泵电动机M2的控制。只能在接触器KM1获电吸合,主轴电动机M1启动后,合上开关SA使接触器KM2线圈接通,线圈获电,触头吸合,冷却泵电动机M2才能启动。

(3)刀架快速移动电动机M3的控制。刀架快速移动电动机M3的启动是由安装在进给操纵手柄顶端的按钮SB3来控制的,它与交流接触器KM3组成点动控制环节。将操纵手柄扳到所需的方向,按下按钮SB3,接触器KM3获电吸合,电动机M3获电启动,刀架就向指定方向快速移动。

3.照明灯、信号灯电路分析

控制变压器TC的二次侧分别输出24V和6V电压,作为机床照明灯和信号灯的电源。EL为机床的低压照明灯,由开关QS2控制;HL为电源的信号灯。

4.常见故障分析

(1)按启动按钮SB2后,接触器KM1没吸合,主轴电动机M1不能启动。故障的原因必定在控制电路中,可依次检查熔断器FU2、热继电器FR1和FR2的常闭触头、停止按钮SB1、启动按钮SB2和接触器KM1的线圈是否断路。

(2)按启动按钮SB2后,接触器KM1吸合,但主轴电动机M1不能启动。故障的原因必定在主电路中,可依次检查接触器KM1的主触头、热继电器FR1的热元件接线端及三相电动机的接线端。

车床的主运动为工件的旋转运动,它是由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转的,其承担车削加工时的主要切削功率。车削加工时,应根据被加工工件材料、刀具种类、工件尺寸、工艺要求等来选择不同的切削速度。这就要求主轴能在相当大的范围内调速,对于普通车床,调速范围一般大于70。车削加工时,一般不要求反转,但在加工螺纹时,为避免乱扣,要反转退刀,再纵向进刀继续加工,这就要求主轴具有正、反转。

(3)主轴电动机M1不能停车。这类故障多数是因接触器KM1的铁芯极面上的油污使上下铁芯不能释放或KM1的主触头发生熔焊或停止按钮SB1的常闭触头短路所致。

(4)刀架快速移动电动机M3不能启动。按点动按钮SB3,接触器KM3没吸合,则故障必定在控制电路中,这时可用万用表进行分阶电压测量,依次检查热继电器FR1和FR2的常闭触头、点动按钮SB3及接触器KM3的线圈是否断路。 4x61C5efTF2mD9wNimZcferQbSsiMfYQpfNuz9VDPXDAHZan9afjJtyVa/SmyCUs

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