【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，工作臺(tái)轉(zhuǎn)速范圍2～63r/min，工作臺(tái)的最大扭矩M=，交流主電機(jī)功率為55kW，刀架水平行程1400mm, 刀架垂直行程1000mm。該機(jī)床系屬萬(wàn)能性雙立柱立式車(chē)床，可以車(chē)削圓柱、圓錐和平面，鏜圓柱與圓錐孔，供鑄鐵、鋼及有色金屬零件的粗精加工之用。C5225普通立式車(chē)床主要用于普通端面和外圓的切削加工，隨著產(chǎn)品的變化和發(fā)展，普通立式的功能已經(jīng)不能滿足新市場(chǎng)、新產(chǎn)品的要求。主要表現(xiàn)在：（1）無(wú)法完成或很難完成具有復(fù)雜曲面零件的加工。（2）產(chǎn)品的適應(yīng)性差，生產(chǎn)效率低。對(duì)不同零件的加工，需要先根據(jù)零件的實(shí)際要求設(shè)計(jì)工裝設(shè)備，然后再進(jìn)行實(shí)際加工。因而生產(chǎn)成本高，供貨周期長(zhǎng)，已經(jīng)跟不上市場(chǎng)的要求。 電氣元器件的選擇 交流電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)C5225雙立柱立式車(chē)床的國(guó)標(biāo)，選取電動(dòng)機(jī)如下： 電動(dòng)機(jī)型號(hào)電動(dòng)機(jī)代號(hào)型號(hào)額定功率額定電流額定轉(zhuǎn)速效率功率因數(shù)主軸電動(dòng)機(jī)M1Y280M—65510498092油泵電動(dòng)機(jī)M2Y100L1—4143081橫梁升降電動(dòng)機(jī)M3Y160L—875085右立刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M4Y100L1—4143081右立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M5YD100L1—694074左立刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M6Y100L1—4143081左立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M7YD100L1—694074 控制變壓器的選擇跟據(jù)設(shè)計(jì)需要，本設(shè)計(jì)中，變壓器型號(hào):T1為BK300,380V/；T2為BK1500，380V/323028V；T3為BK100，380V/36V。 斷路器QF的選擇斷路器又稱(chēng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)，是一個(gè)開(kāi)關(guān)和保護(hù)電器的組合體，可用來(lái)接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路，也可用來(lái)控制不頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。對(duì)電路和電氣設(shè)備有短路、過(guò)載、漏電和失（欠）壓的保護(hù)作用。本設(shè)計(jì)所需的斷路器為：QF1為DZ10250/330，120A；QF2為DZ520/330，；QF4為DZ520/330，2A。 接觸器KM的選擇接觸器是一種用于頻繁地接通或斷開(kāi)交直流主電路、大容量控制電路等大電流電路的自動(dòng)切換電器。在功能上接觸器除能自動(dòng)切換外，還具有手動(dòng)開(kāi)關(guān)所缺乏的遠(yuǎn)距離操作功能和失壓（或欠壓）保護(hù)功能，但沒(méi)有低壓斷路器所具有的過(guò)載和短路保護(hù)功能。接觸器具有操作頻率高、使用壽命長(zhǎng)、工作可靠、性能穩(wěn)定、成本低廉、維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，主要用于控制電動(dòng)機(jī)、電熱設(shè)備、電焊機(jī)、電容器組等，是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制線路中應(yīng)用最廣泛的控制電器之一。根據(jù)負(fù)載回路的電壓、電流，接觸器所控制回路的電壓及所需點(diǎn)的數(shù)量等來(lái)進(jìn)行接觸器的選擇。本設(shè)計(jì)中KMKM2與KM3主要對(duì)M1進(jìn)行控制，而M1額定電流為104A，控制回路電源為127V，KM1與KM2需要主觸點(diǎn)3對(duì)，輔助觸點(diǎn)3對(duì)（1對(duì)常開(kāi)，2對(duì)常閉），所以KMKM2選CJ2O 160型接觸器；而KM3的作用是能耗制動(dòng)，需要主觸點(diǎn)2對(duì)，輔助觸點(diǎn)3對(duì)（2對(duì)常開(kāi)，1對(duì)常閉），所以KM3選CZ18—160/10接觸器。KM4主要對(duì)M2進(jìn)行控制，控制回路電源為127V，需要主觸點(diǎn)3對(duì)，輔助觸點(diǎn)2對(duì)（常開(kāi)），所以KM4選CJ2O10型接觸器。KM5主要對(duì)M4進(jìn)行控制，控制回路電源為127V，需要主觸點(diǎn)3對(duì)，輔助觸點(diǎn)3對(duì)（1對(duì)常開(kāi)，2對(duì)常閉），所以，KM5選CJ2O10型接觸器。KM6主要對(duì)M5進(jìn)行控制，控制回路電源為127V，需要主觸點(diǎn)3對(duì)，輔助觸點(diǎn)3對(duì)（常開(kāi)），所以KM6選CJ2O10型接觸器。KM7主要對(duì)M6進(jìn)行控制，控制回路電源為127V，需要主觸點(diǎn)3對(duì)，輔助觸點(diǎn)3對(duì)（1對(duì)常開(kāi)，2對(duì)常閉），所以KM7選CJ2O10型接觸器。KM8主要對(duì)M7進(jìn)行控制，控制回路電源為127V，需要主觸點(diǎn)3對(duì)，輔助觸點(diǎn)3對(duì)（常開(kāi)），所以KM8選CJ2O10型接觸器。KM9與KM10主要對(duì)M3進(jìn)行控制，控制回路電源為127V，需要主觸點(diǎn)3對(duì)，輔助觸點(diǎn)1對(duì)（常閉），所以KM9選CJ2O25型接觸器。 時(shí)間繼電器KT的選擇時(shí)間繼電器是指從得到輸入信號(hào)（線圈的通電或斷電）開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)后才輸出信號(hào)（信號(hào)的閉合或斷開(kāi)）的繼電器。時(shí)間繼電器的延時(shí)方式包括通電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種。通電延時(shí)：接受輸入信號(hào)后延遲一定的時(shí)間，輸出信號(hào)才發(fā)生變化；當(dāng)輸入信號(hào)消失后，輸出瞬時(shí)復(fù)原。斷電延時(shí)：接受輸入信號(hào)時(shí)，瞬時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)；當(dāng)輸入信號(hào)消失后，延遲一定的時(shí)間，輸出才復(fù)原。根據(jù)時(shí)間繼電器輔助觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)、電流、電壓的需求，KT1—KT4選擇JS72A型時(shí)間繼電器；KT6—KT9選擇JS7—4A型時(shí)間繼電器。 中間繼電器K的選擇根據(jù)中間繼電器輔助觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)、電流、電壓的需求，K1選擇JZ762型中間繼電器；K2—K12選擇JZ744型中間繼電器。 熔斷器FU的選擇熔斷器是一種利用物質(zhì)過(guò)熱熔化的性質(zhì)制作的保護(hù)電器。當(dāng)電路發(fā)生嚴(yán)重過(guò)載或短路時(shí)，將有超過(guò)限定值的電流通過(guò)熔斷器而將熔斷器的熔體熔斷而切斷電路，達(dá)到保護(hù)的目的。根據(jù)熔斷器的額定電壓、額定電流和熔體的額定電流等進(jìn)行熔斷器的選擇。熔斷器熔體電流按以下方法確定：對(duì)照明電路：Ifu1≥IlcIfu1—熔體額定電流，Ilc —回路計(jì)算電流交流電動(dòng)機(jī)線路中：?jiǎn)闻_(tái)電動(dòng)機(jī)線路：Ifu1=()IN多臺(tái)電動(dòng)機(jī)線路：Ifu1≥()INmax+∑ININ—電動(dòng)機(jī)額定電流，INmax—線路中最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流，∑IN—線路中除最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)外的計(jì)算電流總和。本設(shè)計(jì)中涉及到熔斷器有8個(gè)：FUFUFUFUFUFUFUFU8。按以上方法可為FU1—FU8選擇，F(xiàn)U1選擇RT0400型熔斷器，熔體電流為300A；FU2選擇RL160型熔斷器，熔體電流為50A；FUFU4選擇RL115型熔斷器，熔體電流為15A；FUFU FUFU8選擇RL115型熔斷器, 熔體電流為6A。 電動(dòng)機(jī)電纜的選擇根據(jù)各個(gè)電動(dòng)機(jī)電流和電壓的要求，現(xiàn)與主軸電動(dòng)機(jī)M1連接的電纜選BV銅芯型標(biāo)稱(chēng)截面為50mm2的內(nèi)含3根導(dǎo)線的電纜；；與橫梁電動(dòng)機(jī)M3連接的電纜選BV銅芯型標(biāo)稱(chēng)截面為4mm2的內(nèi)含3根導(dǎo)線的電纜；；；；。 電動(dòng)機(jī)電纜的選擇根據(jù)所選的電氣元器件，繪出布置圖如下：圖1 C5225型立式車(chē)床布置圖 C5225型立式車(chē)床電氣控制電路概述C5225立式車(chē)床電器控制電路原理圖如圖1所示。從圖1（a）可知，C5225型立式車(chē)床由7臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)；主軸電動(dòng)機(jī)M油泵電動(dòng)機(jī)M橫梁升降電動(dòng)機(jī)M右立刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M右立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M左立刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M左立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M7。從圖1（b）、（c）可知，只有在油泵電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)運(yùn)行、機(jī)場(chǎng)潤(rùn)滑狀態(tài)良好的情況下，其它的電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)。（1）油泵電動(dòng)機(jī)M2控制按下按鈕SB4，接觸器KM4通電閉合，油泵電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)14區(qū)接觸器KM4的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通了其它電動(dòng)機(jī)控制電路的電源，為其他電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)運(yùn)行作好了準(zhǔn)備。（2）主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1控制主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1可采用降壓?jiǎn)?dòng)控制，也可采用正、反轉(zhuǎn)電動(dòng)控制，還可采用停車(chē)制動(dòng)控制，由主動(dòng)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)的工作臺(tái)還可以通過(guò)電磁閥的控制來(lái)達(dá)到變速的目的。①主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1的Y△降壓?jiǎn)?dòng)控制。按下按鈕SB4(15區(qū))，中間繼電器K1閉合并自鎖，接觸器KM1線圈（17區(qū)）通電閉合，繼而接觸器KMY線圈（24區(qū)）通電閉合，同時(shí)時(shí)間繼電器KT1線圈（21區(qū)）通電閉合，主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1開(kāi)始Y△降壓?jiǎn)?dòng)。經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間，時(shí)間繼電器KT1動(dòng)作，接觸器KT1線圈斷電釋放，接觸器KMY線圈斷電，接觸器KM△線圈（26區(qū)）通電閉合，主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1△接法全壓運(yùn)行。②主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī) M1正、反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)控制。按下正轉(zhuǎn)電動(dòng)按鈕SB5（17區(qū)），接觸器KM1線圈通電閉合，繼而接觸器KMY通電閉合，主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1正向Y接法電動(dòng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。按下反轉(zhuǎn)電動(dòng)按鈕SB6（20區(qū)），接觸器KM2線圈（20區(qū)）通電閉合。繼而接觸器KMY通電閉合，主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1反向Y接法點(diǎn)動(dòng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。③主拖動(dòng)點(diǎn)動(dòng)機(jī)M1停車(chē)制動(dòng)控制。當(dāng)主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器電器KS的常開(kāi)觸點(diǎn)（22區(qū)）閉合。按下停止按鈕SB3（15區(qū)）。中間繼電器K接觸器KM接觸器KM△線圈失電釋放，速度繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)（22區(qū)）復(fù)位斷開(kāi)，主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1能耗制動(dòng)。當(dāng)速度下降至100r/min時(shí)，速度繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)（22區(qū)）復(fù)位斷開(kāi)，主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1制動(dòng)停車(chē)完畢。④工作臺(tái)的變速控制。工作臺(tái)變速控制由手動(dòng)開(kāi)關(guān)SA控制，改變手動(dòng)開(kāi)關(guān)SA的位置（電路圖中35～38區(qū)），電磁鐵YA1～YA4有不同的通斷組合，可得到工作臺(tái)各種不同的通斷組合，可得到工作臺(tái)各種不同的轉(zhuǎn)速表。 C5225型立式車(chē)床轉(zhuǎn)速表電磁鐵SA轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)花盤(pán)各級(jí)轉(zhuǎn)速、電磁鐵及SA通斷情況246810162025405063YA1SA1++++++++YA2SA2++++++++YA3SA3++++++++YA4SA4++++++++說(shuō)明：表中“+”表示接通狀態(tài)，“”表示斷開(kāi)狀態(tài)。將SA扳至所需轉(zhuǎn)速位置，按下按鈕SB7（31區(qū)），中間繼電器K時(shí)間繼電器KT4線圈通電吸合，繼而電磁鐵YA5線圈通電吸合，接通鎖桿油路，鎖桿壓合行程開(kāi)關(guān)ST1（28區(qū)）閉合，使中間繼電器K時(shí)間繼電器KT2線圈通電吸合，變速指示燈HL2亮，相應(yīng)的變速電磁鐵（YA1～YA4）線圈通電，工作臺(tái)得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。時(shí)間繼電器KT2閉合后，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間，KT3線圈通電閉合，使基礎(chǔ)期KMKMY通電吸合，主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1做短時(shí)啟動(dòng)運(yùn)行，促使變速齒輪嚙合。變速齒輪嚙合后，ST1復(fù)位，中間繼電器K時(shí)間繼電器KTKT電磁鐵YA1～YA4失電釋放，完成工作臺(tái)的變速過(guò)程。（3）橫梁升、降控制①橫梁上升控制。按下橫梁上升按鈕SB15(68區(qū))，中間繼電器K12線圈通電吸合，繼而橫梁放松電磁鐵YA6（33區(qū)）通電吸合，接通液壓系統(tǒng)油路，橫梁加緊機(jī)構(gòu)放松，然后行程開(kāi)關(guān)STSTSTST10（63區(qū)）復(fù)位閉合，接觸器KM9線圈（64區(qū)）通電閉合，橫梁升降電動(dòng)機(jī)M3正向啟動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)橫梁上升。松開(kāi)按鈕SB15，橫梁停止上升。②橫梁下降控制。按下橫梁下降按鈕SB14（66區(qū)），時(shí)間繼電器KT8（66區(qū)）、KT9（67區(qū)）及中間繼電器K12（68區(qū)）線圈通電吸合，繼而橫梁放松電磁鐵YA6（33區(qū)）通電吸合，接通液壓系統(tǒng)油路，橫梁夾緊機(jī)構(gòu)放松，然后行程開(kāi)關(guān)STSTSTST10（63區(qū)）復(fù)位閉合，接觸器KM10線圈（65區(qū)）通電閉合，橫梁升降電動(dòng)機(jī)M3反向啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)橫梁下降。松開(kāi)按鈕SB4，橫梁下降停止。（4）刀架控制①右立刀架快速移動(dòng)控制。將十字手動(dòng)開(kāi)關(guān)SA1扳至“向左”（47區(qū)～50區(qū)）位置，中間繼電器K4（47區(qū)）通電吸合，繼而右立刀架向左快速離合器電磁鐵YC1線圈（72區(qū)）通電吸合。然后按下右立刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M4啟動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)右立刀架快速向左移動(dòng)。從而控制右立刀架向右、向上、向下快速移動(dòng)。同理，將十字手動(dòng)開(kāi)關(guān)SA1扳至“向右”、“向上”、“向下”位置，分別可使右立刀架各移動(dòng)方向電磁離合器電磁鐵YC2～YC4(74區(qū)～79區(qū))線圈吸合，從而控制右立刀架向右、向上、向下快速移動(dòng)。與右立刀架快速移動(dòng)控制的原理相同，左立刀架快速移動(dòng)通過(guò)十字手動(dòng)開(kāi)關(guān)SA2（59區(qū)～62區(qū)）扳至不同位置來(lái)控制電磁離合器電磁鐵YC9～YC12的通斷，按下右立刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M6啟動(dòng)按鈕SB11（15區(qū)）控制右立刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M6的啟停來(lái)實(shí)現(xiàn)。②右立刀架進(jìn)給控制。在工作臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)的前提下，將手動(dòng)開(kāi)關(guān)SA3（43區(qū)）扳至接通位置，按下右立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M5啟動(dòng)按鈕SB10，接觸器KM6通電吸合，右立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M5啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)右立刀架工作進(jìn)給。按下右立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M5的停止按鈕SB9，右立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M5停轉(zhuǎn)。左立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M7的控制過(guò)程相同。③左、右立刀架快速移動(dòng)和工作進(jìn)給制動(dòng)控制。當(dāng)右立刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3或右立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M4啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，時(shí)間繼電器KT6通電閉合，80區(qū)瞬時(shí)閉合延時(shí)斷開(kāi)觸點(diǎn)閉合。當(dāng)松開(kāi)右立刀架快速進(jìn)給移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的電動(dòng)按鈕SB8或按下右立刀架進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M4的停止按鈕SB9時(shí)，接觸器KM5或KM6失電釋放，由于KT6為斷電延時(shí)，因而80區(qū)中的時(shí)間繼電器KT6的瞬時(shí)閉合延時(shí)斷開(kāi)觸點(diǎn)仍然閉合，此時(shí)按下右立刀架水平制動(dòng)離合器按鈕SB16(80區(qū))，右立刀架水平制動(dòng)離合器電磁鐵YCYC6線圈通電吸合，使制動(dòng)離合器動(dòng)作，對(duì)右立刀架的快速進(jìn)給及工作進(jìn)給制動(dòng)。左立刀架快速移動(dòng)和工作進(jìn)給制動(dòng)控制的工作過(guò)程相同。圖2 C5225型立式車(chē)床電器控制原理圖（一）圖2 C5225型立式車(chē)床電器控制原理圖（二）圖2 C5225型立式車(chē)床電器控制原理圖（三） C5225型立式車(chē)床PLC控制輸入輸出地址表 PLC控制輸入輸出地址表輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱(chēng)代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱(chēng)代號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)總停止按鈕SB1X0潤(rùn)滑指示燈HL1YO總啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、按鈕SBQFQF2X1變速指示燈HL2Y1電動(dòng)機(jī)MI停止按鈕