《电机与电气控制技术》第2版 习题解答 第七章 典型设备的电气控制

《电机与电气控制技术》第2版习题解答第七章典型设备的电气控制7-1阅读分析电气原理图的基本原则是什么？答：阅读分析电气原理图的基本原则是“先机后电、先主后辅、化整为零、集零为整、统观全局、总结特点”。

7-2试述CA6140型普通卧式车床电气控制电路设有哪些保护环节？它们是如何实现的？答：CA6140型卧式车床为保证电路安全可靠地工作，设有完善的保护环节，其主要有1）电路电源总开关采用开关锁SA2的低压断路器QF0。

当要合上电源开关时，先将钥匙插入锁眼，并将SA2右旋，再扳动QF0将其合上，三相交流电源送入，再拔出钥匙。

当要断开三相交流电源时，再插入钥匙，并将开关锁左旋，触头SA2（13-1）闭合，QF0分励脱扣器线圈通电吸合，QF0主触头断开，切断三相交流电源。

由于开关锁SA2的钥匙由机床操作者掌管，增加了安全性。

2）在机床控制板的壁龛门处装有开门断电安全开关ST2，当打开壁龛门时，ST2不再受压，其常闭触头ST2（13-1）闭合，QF0分励脱扣器线圈通电吸合，QF0主触头断开三相交流电源，实现开门断电保护。

3）在车床挂轮保护罩内设有安全开关ST1，当打开挂轮保护罩时压下ST1，其常闭触头ST1（2-3）断开，控制电源断电，KM1、KM2、KM3接触器线圈断电释放，电动机M1、M2、M3全部停转，确保人身安全。

4）电路由低压断路器QF0、QF1、QF2、QF5、QF6、QF7对所接电路实现短路与过载保护。

7-3CA6140型普通卧式车床电气控制具有哪些特点？答：CA6140型卧式车床电气控制特点是：1）三台电动机M1、M2、M3均为单向旋转。

2）具有完善的人身安全保护环节：带开关锁的电源低压断路器QF0、挂轮保护罩安全开关ST1，壁龛门开门断电开关ST2等。

7-4在E3040型摇臂钻床电气控制电路中，行程开关ST1～ST3的作用各是什么？答：行程开关ST1为摇臂松开开关，当ST1压下时发出摇臂松开信号；行程开关ST2为摇臂夹紧开关，当ST2压下时发出摇臂已夹紧信号；行程开关ST3为立柱与主轴箱夹紧开关，当ST3压下时表明立柱与主轴箱均已夹紧。

7-5在E3040型摇臂钻床电气控制电路中，KT-5YV各在什么时候通电动作，KT各触头的作用是什么？答：按下摇臂上升或下降点动按钮SB3或SB4时，时间继电器KT线圈通电吸合。

瞬动常开触头KT（13-14）闭合，使KM4线圈通电吸合，液压泵电动机M3正转起动旋转；KT的延时断开的动合触头KT（1-17）闭合，使电磁阀YV线圈通电。

液压泵送出压力油，经2位六通阀进入摇臂松开油腔，推动活塞和菱形块，使摇臂松开。

当KT线圈通电吸合时，另一对延时闭合的动开触头kT（17-18）断开切断液压泵电动机M3反向接触器KM5线圈电路，并为KT断电延时闭合作准备，KT延时闭合确保了横梁升降电动机M2在断开电源仍依惯性旋转完全停下后，即横梁确实停下后才开始横梁的夹紧动作。

7-6试述E3040型摇臂钻床欲使摇臂向下移动时的操作及电路工作情况。

答：合上电源开关Q，此时欲使摇臂向下移动，按下摇臂向下移动点动按钮SB4，时间继电器KT线圈通电吸合，触头KT（13-14）、KT（1-17）闭合，前者使接触器KM4线圈通电吸合，后者使电磁阀YV线圈通电。

于是液压泵电动机M3正转起动旋转送出压力油，经二位六通阀进入摇臂松开油腔，推动活塞和菱形块，使摇臂松开。

松开到位时，活塞杆通过弹簧片去压动行程开关ST1，使ST1常闭触头ST1（6-13）断开，使KM4线圈断电释放，液压泵电动机M3停转，摇臂处于松开状态。

同时ST1常开触头ST1（6-7）闭合，使KM3线圈通电吸合，摇臂升降电动机M2反向起动旋转，拖动摇臂下降。

当摇臂下降到预定位置，松开向下点动按钮SB4，KM3、KT线圈断电释放，M2停止旋转，摇臂停止下移。

KT的延时闭合触头KT（17-18）当KT断电延时时间到而闭合，它的闭合使KM5线圈通电吸合，液压泵电动机M3反转，同时KT的延时断开触头KT（1-17）断开，使YV线圈断电，液压泵送出的压力油经另一条油路流入二位六通阀，再进入摇臂夹紧油腔，反向推动活塞和菱形块，使摇臂夹紧。

当摇臂夹紧后，活塞杆通过弹簧片压动行动开关ST2，使触头ST2（1-17）断开，KM5线圈断电释放，M3停止旋转，摇臂夹紧结束。

7-7在E030型摇臂钻床电气控制电路中，设置了那些联锁与保护环节，它们是如何实现的？答：该机床设置了如下联锁与保护环节：1）行程开关ST1实现摇臂确已松开，才开始升降的联锁；2）行程开关ST2实现摇臂确已夹紧，液压泵电动机M3才停止旋转的联锁；3）时间继电器KT来实现，升降结束，升降电动机M2断开了电源，按其惯性旋转，待完全停下后，也就是当摇臂确已停止移动后才开始夹紧的联锁；4）升降电动机M2正反向具有双重互锁，液压泵电动机M3正反转具有电气互锁；5）立柱与主轴箱的松开、夹紧按钮SB5、SB6的常闭触头串接在电磁阀线圈YV电路中，实现在进行立柱与主轴箱松开、夹紧操作时，确保压力油只进入立柱与主轴箱夹紧松开油腔而不进入摇臂松开夹紧油腔的联锁。

6）组合开关SCB实联摇臂上升与下降的限位保护。

7）熔断器FU1～FU3作短路保护；8）热继电器FR1、FR2作电动机M1、M3的过载保护。

7-8E3040型摇臂钻床电气控制具有哪些特点？答：电气控制特点有：1）E3040型摇臂钻床采电机、电液联合控制。

主轴电动机M1只作单向旋转，而对主轴正转、反转、变速、停止、空档的控制则由操纵机构液压系统来完成；另外还有一套摇臂、立柱和主轴箱的夹紧放松机构液压系统。

2）摇臂升降与摇臂夹紧放松之间有严格的程序要求，由电气控制、液压、机械协调配合来自动实现先松开摇臂、再移动，移动到位后再自动夹紧的全过程。

3）电路有完善的联锁与保护，有明显的信号指示，便于操作机床。

7-9在XA6132型卧式万能铣床电气控制电路中，电磁离合器YC1、YC2、YC3各有何作用？答：在XA6132型卧式铣床电气控制电路中，YC1为主轴制动电磁离合器，实现主轴停车制动。

YC2为进给电磁离合器、YC3为快速移动电磁离合器，它们都是用来负责长工作的移动。

YC2、YC3通电吸合来改变进给传动链，当YC2通电吸合时，长工作台为工作进给，当YC3通电吸合时，长工作台获得快速移动。

7-10在XA6132型卧式万能铣床电气控制电路中，行程开关ST1～ST8的作用各是什么？答：在XA6132卧式铣床中，行程开关ST1为长工作台向“右”移动行程开关；ST2为长工作台向“左”移动行程开关；ST3为工作台“向前”及“向下”移动行程开关；ST4为工作台“向后”及“向上”行程开关；ST5为主轴变速冲动行程开关；ST6为进给变速冲动行程开关；ST7为右壁门防护联锁行程开关；ST8为工作台机动进给安全互锁行程开关。

7-11XA6132卧式万能铣床主轴变速能否在主轴停止或主轴旋转情况下进行，为什么？答：XA6132卧式铣床主轴变速能在主轴停止或主轴旋转情况下进行。

这是因为主轴变速时，先将变速手柄拉出，此时将瞬时压合主轴变速开关ST5，触头ST5（9-13）短时闭合、ST5（9-10）短时断开，使主轴电动机正转或反转接触器KM1或KM2线圈断电释放，主轴电动机M1自然停车。

下一步转动主轴变速数字盘，选好所需转速，最后将主轴变速手柄推回原位，在推回原位过程中，再次瞬时压下ST5，使KM1或KM2线圈瞬时通电吸合，主轴电动M1瞬时通电总动旋转，利于主轴变速箱齿轮的啮合，完成主轴变速。

7-12XA6132型卧式万能铣床进给变速能否在进给运行中进行，为什么？答：XA6132卧式铣床进给变速是在下述三个条件下再进行的：1）按下主轴起动按钮SB3或SB4，主轴起动中间继电器KA1线圈通电吸合并自锁；2）工作台选择开关SA3处于“断开”圆工作台位置；3）工作台纵向进给手柄与垂直与横向进给操作手柄都置于“中间”位置。

单憑第三个条件，就可知进给变速不能在进给运行中进行，因为此时两个操作手柄必有一个不在“中间”位置，就不能进行进给变速了。

7-13XA6132卧式万能铣床电气控制具有那些联锁与保护？为何设置这些联锁与保护？他们是如何实现的？答：XA6132型卧式万能铣床电气控制具有完善的联锁与保护，具体有：1）机床主运动与进给运动的顺序联锁。

进给控制电路接在主轴起动中间继电器KA1常开触头KA1（12-13）之后，这就保证了只有在按下主轴起动按钮SB3或SB4，KA1线圈通电吸合并自锁后才可起动进给电动机。

停车时，当按下停止按钮SB1或SB2时，主轴电动机M1与进给电动机M2同时断电。

2）长工作台与圆工作台的联锁。

由工作台选择开关SA3来实现其联锁，SA3有“接通”与“断开”两位置，当选用圆工作台时，SA3置于“接通”位置，而选用长工作台时，SA3置于“断开”位置，除选择开关选择外，在控制电路中还保证当选择圆工作台，已将SA3置于“接通”位置，此时又误操作扳动了长工作台纵向或横向（垂直）操作手柄，将压下ST1～ST4中的某一个，将使进给电动机M2停转，圆工作台也停转。

而若SA3已扳在“断开”位置，即选择长工作台工作且进给，此时若误操作，又将SA3从“断开”位扳向“接通”位置，也将使进给电动机M2停转，长工作台也停止了进给运动。

3）长工作台6个运动方向的联锁。

由工作台纵向操作手柄来选择左、右方向，由于两者只可取一，实现了左与右的联锁，而垂直与横向进给操作手柄实现上、下、前、后4个方向只可取一的联锁。

而两个操作手柄之间的联锁是由串接在进给电动机控制电路中，由两条支路并联，其中一条为ST1、ST2的常闭触头ST1-2与ST2-2串联，另一条支路为由ST3、ST4的常闭触头ST3-2与ST4-2串联。

当两个进给操作手柄都扳动时，则两条支路均切断，进给电动机M2停止旋转。

由于上述措施，实现了长工作台6个运动方向的联锁。

4）长工作台工作进给与快速移动之间的联锁。

长工作台工作进给由电磁离合器YC2控制，工作台快速移动由YC3控制，而YC2、YC3分别由中间继电器KA2的常闭触头与常开触头控制，这样就实现了长工作台工作进给与快速移动只可取一的联锁。

5）工作台机动运行的安全联锁。

在工作台垂直手动操纵手柄联动机构中装有工作台机动安全行程开关，当工作台要进行机动工作时，先将工作台垂直手动操纵手柄往外拉出至极限位置，通过联动机构将使ST8不再受压，使其常闭触头ST8（21-22）闭合，为进给电动机控制电路通电作好准备。

所以操作者选择工作台机动运行时，是要先操作手动操纵手柄，对操作者来说是有准备的，这也保证了操作者的安全。

6）XA6132卧式铣床电气控制具有完善的保护，这些保护有：①低压断路器QF1～QF4，QF6～QF12作相应电流的过载与短路保护。