摇臂钻床电气设计说明书.doc

设备概况 钻床可以进行多种形式的加工，如；钻孔、镗孔、铰孔及攻螺纹。因此要求钻床的主轴运动和进给运动有较宽的调速范围。Z3040型摇臂钻床的主轴的调速范围为501，正转最低转速为40 rmin，最高为2000 rmin，进给范围为05～160 r/min。它的调速是通过三相交流异步电动机和变速箱来实现的。也有的是采用多速异步电动机拖动，这样可以简化变速机构。 钻床的种类很多有台钻、立钻、卧钻、专门化钻床和摇臂钻床。台钻和立钻的电气电路比较简单，其他型式的钻床在控制系统上也大同小异。 摇臂钻床适合于在大、中型零件上进行钻孔、扩孔、铰孔及攻螺纹等工作，在具有工艺装备的条件下还可以进行镗孔。摇臂钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机拖动，主轴的正反向旋转运动是通过机械转换实现的。故主电动机只有一个旋转方向。 摇臂钻床除了主轴的旋转和进给运动外，还有摇臂的上升、下降及立柱的夹紧和放松。摇臂的上升、下降由一台交流异步电动机拖动，主轴箱、立柱的夹紧和放松由另一台交流电动机拖动。通过电动机拖动一台齿轮泵，供给夹紧装置所需要的压力油。而摇臂的回转和主轴箱的左右移动通常采用手动。此外还有一台冷却泵电动机对加工的刀具进行冷却。交流电动机特别是笼型异步电动机结构简单、运行可靠、价格低廉、维修方便，所以应用广泛。在选择电力拖动方案时，首先应尽量考虑笼型异步电动机，只有那些要求调速范围大和频繁起制动的生产机械，才考虑采用直流或交流调速系统。所以，应依生产机械对调速的要求来考虑电力拖动方案。 2.1 对于不要求电气调速的生产机械 当不需要电气调速和起制动次数不频繁时，应采用笼型异步电动机拖动。仅在负载静转矩很大或有飞轮的拖动装置中，若笼型异步电动机的起动转矩或转差率不能满足要求时，才考虑用绕线型异步电动机拖动。当负载很平稳、容量大且起制动次数很少时 , 可采用同步电动机拖动。因为这时可充分发挥同步电动机的优点，即效率高、功率因数高，调节激磁可工作在过激情况下，并可提高电网的功率因数。 2.2 对于要求电气调速的生产机械 这时，应根据生产机械提出的一系列调速技术要求〈如调速范围，调速平滑性，转速调 节级数，机械特性硬度及工作可靠性等〉来选择拖动方案，然后在满足技术指标前提下，再作经济比较(如设备初投资，调速效率，功率因数及维修费用等)，最后确定最优拖动方案。 1. 若调速范围 D = 2 ~ 3, 调速级数≤ 2 ~ 4，一般采用可变极数的双速或多速笼型异步电动机。 2. 若调速范围 D 3，且不要求平滑调速时，采用绕线型异步电动机较为合适，但这种调速只适用于短时负载和重复短时负载，如桥式起重机移行机构的拖动电动机。 3. 调速范围 D = 3 ~ 10，且要求平滑调速时，在容量不大情况下，采用带滑差离合器的异步电动机拖动系统较为合理。若需长期运转在低速，也可考虑采用晶闸管电源的直流拖动系统。 4. 当调速范围 D = 10 ~ 100 时，可采用 F一D 系统或晶闸管电源的直流拖动系统。 2.3 电动机的调速性质应与生产机械的负载特性相适应 调速性质主要是指电动机在整个调速范围内转矩、功率与转速的关系，是容许恒功率输 出还是恒转矩输出。设计任何一个生产机械的电力拖动系统都应对负载性质和系统调速性质 进行研究，这是选择拖动和控制方案及确定电动机容量的前提。 电动机的调速性质必须与生产机械的负载特性相适应。以车床为例，其主运动需要恒功 率传动，进给运动则要求恒转矩传动。若采用双速异步电动机，当定子绕组由三角形改成星形联接时，转速由低速升为高速，功率却增加很少，适用于恒功率传动。而定子绕组由星形改成双星形联接时，电动机所输出的转矩保持不变，适用于恒转矩调速。 再如，他励直流电动机改变电压的调速方法属于恒转矩调速，而改变激磁的调速方法为恒功率调速。若恒转矩负载采用恒功率不对应调速或恒功率负载采用恒转矩调速，都将使电动机的额 定功率增大D倍，且使部分转矩未得到充分利用。所以采用不对应调速方法，对电动机容量的选择不利。因此，选用调速方法，应尽可能使其与负载性质相同 4电气控制原理图的设计 1. 主电路设计 根据电气传动的要求，由接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5分别控制电动机M1、M2、M3、M4、M5。 机床的三相电源由电源引入开关Q引入。主电动机M1的过载保护，由热继电器FR1实现，它的短路保护可由机床的前一级配电箱中的熔断器充任。摇臂电动机M2、冷却泵电动机M3以及液压泵电动机M4的过载保护，由热继电器FR2实现。电动机M2、M3、M4设有短路保护熔断器FU1。 2. 控制电路设计 考虑到操作方便，主电动机1M可在操作板上和刀架上分别设起动和停止按钮1SB、2SB、3SB进行操纵，接触器KM1、KM2与