第三章典型设备电气控制电路分析
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第三章典型设备电气控制电路分析
菱 形 块 夹 紧 机 构 工 作 原 理
w 菱形块夹紧机构的工作原理图：外立柱绕 内立柱回转后的夹紧、摇臂沿外立柱升降 后的夹紧和主轴箱在摇臂上移动后的夹紧 均采用了此种形式的夹紧机构。其工作原 理如下：V形块2和4分别装卡在轴3上。当 轴 左3移的动右，端直作至用两一个个菱F形1力块后l、，5轴处与于V垂形直块轴向线 时，夹紧块6以夹紧力F3将被夹物7夹紧在 平 力面 后8，上轴。与当V轴形3块的向右右端移受动到，一使个两相个反菱的形F2块 倾斜，被夹物7被松开。
完善的联锁与保护。主电动机正反转有互锁。 熔断器FUl～FU6实现短路保护。热继电器FRl、 FR2实现M1、M2的过载保护。接触器KMl、
KM2、KM4采用按 钮与自锁控制方式， 使M1与M2具有欠 压与零压保护。
第二节 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析
一、机床结构 与运动形式
摇臂钻床一般 由底座、内外 立柱、摇臂、 主轴箱和工作 台等部件组成。
w 为了防止主轴因自重下落，以及使操纵主轴升降轻便， 在摇臂钻床内设有一圆柱弹簧一凸轮平衡机构。该装 置主要由弹簧8、链条5、链轮6、平板凸轮9及齿轮10 等组成。弹簧8的弹力通过套1 1、链条5、凸轮9、齿 轮10、小齿轮4作用在主轴套筒2上，与主轴的重量相 平衡。主轴上下移动时，转动齿轮10和凸轮9，并拉 动链条5改变弹簧8的压缩量，使弹力发生变化，但同 时由于凸轮9的转动，改变了链条至凸轮9及齿轮10回 转中心的距离，即改变了力臂大小，从而使力矩保持 不变。例如，当主轴下移时，齿轮10及凸轮9顺时针 转动，通过链条5使弹簧8缩短，从而加大了扁尾孔的 作用弹力。但同时，由于链条5与凸轮9回转中心靠近 而缩小了力臂，从而使平衡力矩保持不变。平衡力大 小可通过螺钉12调整弹簧压缩量来调节 。
第三章典型设备电气控制电路分析
3．电路特点
1）采用三台电动机拖动，尤其是车床溜板箱 的快速移动单由一台电动机拖动。
2）主轴电动机不但有正、反向运转，还有单 向低速点动的调整控制，正、反向停车时 均具有反接制动控制。
3）设有检测主轴电动机工作电流的环节。 4）具有完善的保护与联锁。
第三章典型设备电气控制电路分析
点动: SB2
KMl
主路经R
M1正 向起
动
KS-1
SB2 KMl
KM2
主路经R
M1反 接制
动
KS-1 结束
正反转: SB3
KM3
主路R短接
14K百度文库3
KA
10KA
9/11/13KA
KMl M1直接起动
9KMl 13KMl 之后查线圈自锁互锁,可 知KM1,KM3自锁, KM1,KM2互锁。
反转略
电气设备的总装接线图 电器元件布置图与接线图 三、电气原理图的阅读分析方法
先机后电 先主后辅 化整为零 集零为整、统观全局 总结特点
第三章典型设备电气控制电路分析
四、分析举例
以C650普通卧式车床为例 （一）卧式车床的主要结构和运动情况
C650卧式车床属中型车床，加工工件回 转半径最大可达1020mm，长度可达3000mm。 其结构主要有床身、主轴变速箱、进给箱、 溜板箱、刀架、尾架、丝杆和光杆等部分组 成。
w 冷却泵电动机M2由接触器。KM4控制单向连续运转， FU2为短路保护用熔断器，FR2为过载保护用热继电 器。
w 快速移动电动机M3由接触器KM5控制单向旋转点动 控 制，获得短时工作，FU3为其短路保护用熔断器。
第三章典型设备电气控制电路分析
2．控制电路分析
1）主电动机的点动调整控制 2）主电动机的正反转控制 3）主电动机的反接制动控制 4）刀架的快速移动和冷却泵控制 5) 辅助电路 6）完善的联锁与保护
第三章典型设备电气控 制电路分析
2020/12/7
第三章典型设备电气控制电路分析
第一节 电气控制电路分析基础
一、电气控制分析的依据 依据：设备本身的基本结构、运行情况、
加工工艺要求和电力拖动自动控制的要求；熟 悉了解控制对象，掌握其控制要求等。 二、电气控制分析的内容
设备说明书 电气控制原理图
第三章典型设备电气控制电路分析
为便于对工件作调整运动，即对刀操作，要求主轴电动机能 实现单方向的点动控制，同时定子串入电阻获得低速点 动。
主轴电动机停车时，由于加工工件转动惯量较大，采用反接 制动。
加工过程中为显示电功机电流设有电流监视环节。
第三章典型设备电气控制电路分析
2)冷却泵电动机M2，用以车削加工时提供冷 却液，采用直接起动，单向旋转，连续工 作。
第三章典型设备电气控制电路分析
图3-1 普通车床的结构示意图 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-光杆 8-丝杆 9-床身
第三章典型设备电气控制电路分析
（二）C650车床对电气控制的要求 从车削加工工艺要求出发，对各电动
机的控制要求是：
1)主轴电动机M1，20kW采用全压下的空载直接起动，能实 现正、反向旋转的连续运行。
3)快速移动电动机M3，单向点动、短时运转。 4)电路应有必要的保护和联锁，有安全可靠
的照明电路。
第三章典型设备电气控制电路分析
（三）C650车床的电气控制电路分析
1．主电路分析
w 主电路分析带脱扣器的低压断路器QS将三相电源引入， FUl为主轴电动机M1短路保护用熔断器，FR1为M1的 过载保护热继电器。R为限流电阻，限制反接制动时 的电流冲击，防止在点动时连续起动电流造成电动机 的过载。通过电流互感器TA接入电流表以监 视主轴 电动机线电流。KMl、KM2为主轴电动机正、反转接 触器，KM3为制动限流接触器。
监视主回路负载的电流表是通过电流互感器 TA接入的。为防止电动机起 动、点动和制 动电流对电流表的冲击，线路中接入一个时
间继电器KT，且KT 线圈与KM3 线圈 并联。当起动时， KT线圈通电吸合， 但KT的延时断开的 常闭触头尚未动作， 将电流表短路。起 动后，KT延时断开 的常闭触头才断开， 电流表内才有电流 流过。
反接制动
正转启动后：KMl/KM3/KA
KS-1
SBl KM3/KMl/KA
主路串入R KS-1
SBl KM2
主路串R反转
13KM2 8KM2 KS-1 KM2
制动结束
w 刀架的快速移动和冷却泵控制。刀架的快速 移动是转动刀架手柄压动行程开关SQ，使接 触器KM5通电吸合，控制电动机M3来实现
的。冷却泵电动机M2 的起动和停止是通过 按钮SB5、SB6控制。
菱 形 块 夹 紧 机 构 工 作 原 理
w 菱形块夹紧机构的工作原理图：外立柱绕 内立柱回转后的夹紧、摇臂沿外立柱升降 后的夹紧和主轴箱在摇臂上移动后的夹紧 均采用了此种形式的夹紧机构。其工作原 理如下：V形块2和4分别装卡在轴3上。当 轴 左3移的动右，端直作至用两一个个菱F形1力块后l、，5轴处与于V垂形直块轴向线 时，夹紧块6以夹紧力F3将被夹物7夹紧在 平 力面 后8，上轴。与当V轴形3块的向右右端移受动到，一使个两相个反菱的形F2块 倾斜，被夹物7被松开。
完善的联锁与保护。主电动机正反转有互锁。 熔断器FUl～FU6实现短路保护。热继电器FRl、 FR2实现M1、M2的过载保护。接触器KMl、
KM2、KM4采用按 钮与自锁控制方式， 使M1与M2具有欠 压与零压保护。
第二节 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析
一、机床结构 与运动形式
摇臂钻床一般 由底座、内外 立柱、摇臂、 主轴箱和工作 台等部件组成。
w 为了防止主轴因自重下落，以及使操纵主轴升降轻便， 在摇臂钻床内设有一圆柱弹簧一凸轮平衡机构。该装 置主要由弹簧8、链条5、链轮6、平板凸轮9及齿轮10 等组成。弹簧8的弹力通过套1 1、链条5、凸轮9、齿 轮10、小齿轮4作用在主轴套筒2上，与主轴的重量相 平衡。主轴上下移动时，转动齿轮10和凸轮9，并拉 动链条5改变弹簧8的压缩量，使弹力发生变化，但同 时由于凸轮9的转动，改变了链条至凸轮9及齿轮10回 转中心的距离，即改变了力臂大小，从而使力矩保持 不变。例如，当主轴下移时，齿轮10及凸轮9顺时针 转动，通过链条5使弹簧8缩短，从而加大了扁尾孔的 作用弹力。但同时，由于链条5与凸轮9回转中心靠近 而缩小了力臂，从而使平衡力矩保持不变。平衡力大 小可通过螺钉12调整弹簧压缩量来调节 。
第三章典型设备电气控制电路分析
3．电路特点
1）采用三台电动机拖动，尤其是车床溜板箱 的快速移动单由一台电动机拖动。
2）主轴电动机不但有正、反向运转，还有单 向低速点动的调整控制，正、反向停车时 均具有反接制动控制。
3）设有检测主轴电动机工作电流的环节。 4）具有完善的保护与联锁。
第三章典型设备电气控制电路分析
点动: SB2
KMl
主路经R
M1正 向起
动
KS-1
SB2 KMl
KM2
主路经R
M1反 接制
动
KS-1 结束
正反转: SB3
KM3
主路R短接
14K百度文库3
KA
10KA
9/11/13KA
KMl M1直接起动
9KMl 13KMl 之后查线圈自锁互锁,可 知KM1,KM3自锁, KM1,KM2互锁。
反转略
电气设备的总装接线图 电器元件布置图与接线图 三、电气原理图的阅读分析方法
先机后电 先主后辅 化整为零 集零为整、统观全局 总结特点
第三章典型设备电气控制电路分析
四、分析举例
以C650普通卧式车床为例 （一）卧式车床的主要结构和运动情况
C650卧式车床属中型车床，加工工件回 转半径最大可达1020mm，长度可达3000mm。 其结构主要有床身、主轴变速箱、进给箱、 溜板箱、刀架、尾架、丝杆和光杆等部分组 成。
w 冷却泵电动机M2由接触器。KM4控制单向连续运转， FU2为短路保护用熔断器，FR2为过载保护用热继电 器。
w 快速移动电动机M3由接触器KM5控制单向旋转点动 控 制，获得短时工作，FU3为其短路保护用熔断器。
第三章典型设备电气控制电路分析
2．控制电路分析
1）主电动机的点动调整控制 2）主电动机的正反转控制 3）主电动机的反接制动控制 4）刀架的快速移动和冷却泵控制 5) 辅助电路 6）完善的联锁与保护
第三章典型设备电气控 制电路分析
2020/12/7
第三章典型设备电气控制电路分析
第一节 电气控制电路分析基础
一、电气控制分析的依据 依据：设备本身的基本结构、运行情况、
加工工艺要求和电力拖动自动控制的要求；熟 悉了解控制对象，掌握其控制要求等。 二、电气控制分析的内容
设备说明书 电气控制原理图
第三章典型设备电气控制电路分析
为便于对工件作调整运动，即对刀操作，要求主轴电动机能 实现单方向的点动控制，同时定子串入电阻获得低速点 动。
主轴电动机停车时，由于加工工件转动惯量较大，采用反接 制动。
加工过程中为显示电功机电流设有电流监视环节。
第三章典型设备电气控制电路分析
2)冷却泵电动机M2，用以车削加工时提供冷 却液，采用直接起动，单向旋转，连续工 作。
第三章典型设备电气控制电路分析
图3-1 普通车床的结构示意图 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-光杆 8-丝杆 9-床身
第三章典型设备电气控制电路分析
（二）C650车床对电气控制的要求 从车削加工工艺要求出发，对各电动
机的控制要求是：
1)主轴电动机M1，20kW采用全压下的空载直接起动，能实 现正、反向旋转的连续运行。
3)快速移动电动机M3，单向点动、短时运转。 4)电路应有必要的保护和联锁，有安全可靠
的照明电路。
第三章典型设备电气控制电路分析
（三）C650车床的电气控制电路分析
1．主电路分析
w 主电路分析带脱扣器的低压断路器QS将三相电源引入， FUl为主轴电动机M1短路保护用熔断器，FR1为M1的 过载保护热继电器。R为限流电阻，限制反接制动时 的电流冲击，防止在点动时连续起动电流造成电动机 的过载。通过电流互感器TA接入电流表以监 视主轴 电动机线电流。KMl、KM2为主轴电动机正、反转接 触器，KM3为制动限流接触器。
监视主回路负载的电流表是通过电流互感器 TA接入的。为防止电动机起 动、点动和制 动电流对电流表的冲击，线路中接入一个时
间继电器KT，且KT 线圈与KM3 线圈 并联。当起动时， KT线圈通电吸合， 但KT的延时断开的 常闭触头尚未动作， 将电流表短路。起 动后，KT延时断开 的常闭触头才断开， 电流表内才有电流 流过。
反接制动
正转启动后：KMl/KM3/KA
KS-1
SBl KM3/KMl/KA
主路串入R KS-1
SBl KM2
主路串R反转
13KM2 8KM2 KS-1 KM2
制动结束
w 刀架的快速移动和冷却泵控制。刀架的快速 移动是转动刀架手柄压动行程开关SQ，使接 触器KM5通电吸合，控制电动机M3来实现
的。冷却泵电动机M2 的起动和停止是通过 按钮SB5、SB6控制。