钻床电气控制原理(借鉴实操)

一、摇臂钻床的电力拖动特点及控制要求
从摇臂钻床的结构和运动形式来看,对摇臂钻床的电气控制提出如下要求:
(1)摇臂钻床为了简化机械传动装置,采用了四台电动机进行拖动。

它们分别是:①主轴
电动机;②摇臂升降电动机;③液压泵电动机;④冷却泵电动机。

这些电动机都采用直接起
动的方式起动。

(2)摇臂钻床为了适应多种形式的加工,要求主轴的旋转及进给运动有较大的调速范围。

但在一般情况下多由机械变速机构实现。

主轴变速机构与进给变速机构均装在主轴箱内。

(3)摇臂钻床的主运动和进给运动均为主轴的运动,因此它们可由一台主轴电动机拖动,并通过传动机构分别实现主轴的旋转和进给。

(4)在加工螺纹时,要求主轴能正、反向旋转。

但摇臂钻床主轴的正、反向旋转一般由机
械方法来实现,所以主轴电动机只需要单方向旋转。

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(5)摇臂的升降电动机要求能正、反向旋转。

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(6)液压泵电动机通过拖动液压泵来控制夹紧机构实现夹紧与放松,所以也要求能正、反
向旋转,并根据要求采用点动控制。

(7)冷却泵电动机带动冷却泵提供冷却液,只要求单方向旋转。

（8）具有必要的联锁与保护环节以及安全照明、信号指示电路。

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二、Z3040型摇臂钻床的电气控制
该摇臂钻床具有两套液压控制系统：一套是操纵机构液压系统；它安装在主轴箱内,由主轴电动机拖动齿轮泵送出压力油,通过操纵机构来实现主轴的正反转、停车制动、空档、预选及变速。

另一套是夹紧机构液压系统;它安装在摇臂后面电气盒的下方,由液压泵电动机.. 拖动液压泵送出压力油,来实现主轴箱、立柱和摇臂的夹紧与放松。

Z3040型摇臂钻床的电气控制原理图如图所示。

图中M1为主轴电动机,M2为摇臂..
升降电动机,M3为液压泵电动机,M4为冷却泵电动机。

1.主轴电动机M1的控制：主轴电动机Ml为单方向旋转,由按钮SB1、SB2和接触器
KM1来控制它的起动与停止。

在主轴电动机M1起动后,指示灯HL3点亮,表明主轴电动机. 在旋转。

而主轴的正、反转则由机床液压系统的操纵机构配合正、反转摩擦离合器实现,热. 继电器FR1作为主轴电动机M1的长期过载保护。

2.摇臂升降电动机M2的控制：摇臂钻床在平常或加工工件时,其摇臂始终处于夹紧状
态,以保证安全和加工精度的要求。

由于被加工工件的外形尺寸大小不一,有时需要对摇臂
钻床的摇臂作上升或下降的调整,但在摇臂上升或下降之前,必须先使摇臂与外立柱处于放
松状态,然后摇臂才能进行上升或下降,等到上升或下降到位后还需要重新夹紧,而放松与|
夹紧这一过程是由机床液压系统的夹紧机构来完成的。

所以摇臂的升降控制必须与液压系统的夹紧机构紧密配合,它与液压泵电动机M3的控制有密切关系。

摇臂升降电动机M2由摇臂升降按钮SB3、SB4及正反转接触器KM2、KM3组成的控制自电路实现正反转,这是具有复合联锁的电动机正、反转点动控制,用来控制摇臂上升或下降。

由于摇臂升降电动机M2为短时工作,所以不用设长期过载保护。

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3.液压泵电动机M3的控制液压泵电动机M3由正反转接触器KM4、KM5控制实现.
正反转,从而带动液压泵使液压系统的夹紧机构实现夹紧与放松。

热继电器FR2作为它的长. 期过载保护。

4.主轴箱和立柱夹紧与放松的控制主轴箱和立柱的夹紧与放松是同时进行的。

当按下
点动放松按钮SB5时,接触器KM4线圈通电,液压泵电动机M3正转,拖动液压泵送出正向
压力油,经液压系统使主轴箱和立柱分别实现放松。

但由于这时电磁阀YV线圈处于断电状态,摇臂仍处于夹紧状态。

当主轴箱和立柱完全放松时,行程开关SQ4恢复原状,其常闭触
头(101-102)保持闭合,指示灯HL1点亮,表示它们确已放松,可以操纵主轴箱和立柱的移
动。

主轴箱是在摇臂的水平导轨上由手动操纵来回移动的,通过推动摇臂可使其与外立柱- 起绕内立柱旋转。

在它们的位置固定好以后,按下点动夹紧按钮SB6,接触器KM5线圈通电,液压泵电动
机M3反转,拖动液压泵送出反向压力泊,经液压系统使主轴箱和立柱同时夹紧。

这时行程开关SQ4动作,常闭触头(101402)断开,指示灯HL1熄灭,同时,常开触头(101403)闭
合,指示灯HL2点亮,表示它们确已夹紧,可以进行钻削加工了。

利用主轴箱和立柱的夹紧、放松,还可以检查电源相序正确与否,以确保摇臂升降电动
机M2的正反转接线正确。

5.冷却泵电动机M4的控制该机床的冷却泵电动机M4容量较小(0·125KW),未设长
期过载保护,只由三极主令开关SA1控制其单方向旋转。

6.联锁和保护环节'斗
(1)联锁环节
1)按钮、接触器联锁在摇臂升降电路中,除了采用按钮SB3和SB4的机械联锁外,还
采用了接触器KM2和KM3的电气联锁,即对摇臂升降电动机M2实现了正反转复合联锁。

i 在液压泵电动机M3的正反转控制电路中,接触器KM4和KM5采用了电气联锁,在主轴箱i 和立柱的夹紧、放松电路中,为保证压力油不供给摇臂夹紧油路,将按钮SB5和SB6的常闭i 触头串联在电磁阀YV线圈的电路中,以达到联锁目的。

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2)限位联锁在摇臂升降电路中,行程开关SQ2是摇臂放松到位的信号开关,其常开触i
头(6-7)串联在接触器KM2、KM3线圈中,它在摇臂完全放松到位后才动作闭合,以确保j
摇臂的升降在其放松后进行。

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行程开关SQ3是摇臂夹紧到位的信号开关,它在完全夹紧时动作,其常闭触头(147)串'
联在接触器KM5线圈、电磁阀YV线圈电路中。

如果摇臂未夹紧,则行程开关SQ3的常闭' 触头闭合保持原状,使得接触器KM5线圈、电磁阀YV线圈通电,对摇臂进行夹紧,直到完唱全夹紧为止,行程开关SQ3的常闭触头才断开,切断接触器KM5线圈、电磁阀YV线团,确1 保钻削加工精度。

3〉时间联锁通过时间继电器KT延时断开的常开触头(147〉和延时闭合的常闭触头(17·18〉,时间继电器KT能保证在摇臂升降电动机M2完全停止运行后,才能进行摇臂的夹紧动作,时间继电器KT的延时长短由摇臂升降电动机M2从切断电源到停止的惯性大小来决定。

(2)保护环节。

短路保护在主电路中,利用熔断器FU1作总电路和电动机ML M4的短路保护,利E
用熔断器FU2作电动机M2、M3和控制变压器T一次侧的短路保护,在控制电路中,利用E 憾断器FU3作照明回路的短路保护。

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2)过载保护在主电路中,利用热继电器FR1作主轴电动机M1的过载保护,利用热继.
电器FR2作液压泵电动机M3的过载保护。

因为如果液压系统的夹紧机构出现故障不能夹. 紧,那么行程开关SQ3的触头。

-17)将断不开,或者由于行程开关SQ3安装调整不当,摇.
曾夹紧后仍不能压下行程开关SQ3,这时都会使液压泵电动机M3处于长期过载状态,易将. 被压泵电动机M3烧毁。

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3)限位保护摇臂升降的极限位置保护由组合行程开关SQ1来实现。

行程开关SQ1有
两对常闭触头,它们分别串联在摇臂升降控制电路接点〈5-6〉和〈12-6〉中,当摇臂上升或
下降到极限位置时相应触头动作,切断与其对应的上升或下降接触器KM2和KM3,使摇臂升降电动机M2停止旋转,摇臂停止升降,实现极限位置保护。

4)失压(欠压)保护主轴电动机M1采用按钮与自保控制方式,具有失压保护,各接
触器线圈自身亦具有欠电压保护功能。

7.照明、指示电路通过控制变压器T降压,分别得到照明电路安全电压36V、指示灯
电路电压6.3V和控制电路电压220V。

照明电路中的照明灯由主令控制开关SA2控制,在指i
示灯回路中,指示灯HL1灯亮表示主轴箱和立柱同时处于放松状态,可以调节它们的位置,指国
示灯HL2灯亮表示主轴箱和立柱同时处于夹紧状态,这两只指示灯分别由行程开关SQ4的.. 常闭、常开触头控制。

指示灯HL3灯亮表示主轴电动机带动主轴旋转工作,由接触器KMl 的..
常开辅助触头控制。