KHZ35摇臂钻床设计.docx
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KHZ35摇臂钻床设计
KH-Z35摇臂钻床
摘要在工业生产中运用到了摇臂钻床的技术,在学习中也用到了这方面的知识,因此我用KH-Z35摇臂钻床来进行实验操作和其常见的故障、及保护。
在设计的进程中同时还应考虑尽可能减少触点数和连接导线的数量、避免触点竞争、避免显现寄生电路等。
通过对电气操纵线路的设计,大体符合Z35摇臂钻床的操纵要求,所设计的线路大体知足经济、有效、平安、靠得住、利用及维修方便等要求。
若是在此基础上再进行PLC改造,使之加倍适应工业现场和市场要求,靠得住性更高,抗干扰能力强,编程方便,价钱低廉,将对工业生产带来更大的方便。
关键词电力拖动;十字开关;摇臂钻床
引言
机床是机械制造业中的要紧加工设备,摇臂钻床作为应用普遍的机床之一,操作方便、灵活,对Z35摇臂钻床的电气操纵线路的设计关于提高机床的自动化水平、提高生产率和产品质量、减轻体力劳动等方面起着很重要的作用。
关于现代工业生产也具有及其重要的作用。
再进行电气操纵系统设计之前,对摇臂钻床的机械工作性能、结构特点、运动情形、加工工艺工程情形进行充分了解,并在此基础上考虑电动机的操纵方式及必要的爱惜环节,以保证生产机械工艺要求。
第一章KH-Z35摇臂钻床简介及电动机的选择
KH-Z35摇臂钻床简介
KH-Z35摇臂钻床简介
摇臂钻床,也能够称为摇臂钻。
摇臂钻是一种孔加工设备,能够用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。
按机床夹紧结构分类,摇臂钻能够分为液压摇臂钻床(沈阳中捷为代表)和机械摇臂钻床(南京四机为代表)在各类钻床中,摇臂钻床操作方便、灵活,适用范围广,具有典型性,特别适用于单件或批量生产带有多孔大型零件的孔加工,是一样机械加工车间常见的机床。
摇臂钻床,也能够称为横臂钻。
主轴箱可在摇臂上左右移动,并随摇臂绕回转±180º的(见图1-1)。
摇臂还可沿外柱上下起落,以适应加工不同高度的工件。
较小的可安装在工作台上,较大的工件可直接放。
图1-1摇臂钻床实物图
KH-Z35要紧结构
Z35的外形图(如图1-2)所示,要紧由底座、工作台,主轴、摇臂、主轴箱、内主柱、外立柱等部份组成。
内立柱固定不动安装在底座上,外立柱套在内立柱外,并能够绕内立柱作360ο回转,摇臂的一端套在外立柱上,借助丝杠的正转或反转,摇臂能够沿外立柱上升或下降,但摇臂不能和外立柱做相对回转运动,它只能跟外立柱一路绕内立柱回转,主轴箱安装在摇臂的水平导转轨上,通过手轮操作能够使其沿导轨做径向移动,当需要钻削加工时,利用夹紧机构将外立柱紧固在内立柱上,将摇臂固定在外立柱上,将主轴箱固定在摇臂上。
图1-2摇臂钻床的结构图
装置的大体配备
1、HK-JC01电源操纵面板(铝质面板)
(1)交流电源(带有漏电爱惜方法)
通过市电提供三相交流电源(AC3~380V)
(2)人身平安爱惜体系
电压型漏电爱惜器:
对线路显现的漏电现象进行爱惜,使操纵屏内的接触器跳闸,切断电源。
电流型漏电爱惜装置:
操纵屏假设有漏电现象,漏电流超过必然值,即切断电源。
2、KH-Z35铝面板
面板上安装有机床的所有主令电器及动作指示灯、机床的所有操作都在这块面板上进行,指示灯能够指示机床的相应动作。
面板上印有Z35摇臂钻床立体示用意,能够很直观地看出Z35摇臂钻床的外形轮廓。
3、KH-Z35铁面板
面板上装有断路器、熔断器、接触器、热继电器、变压器等元器件,这些元器件直接安装在面板表面,能够很直观的看它们的动作情形。
4、电动机
四个380V三相鼠笼异步电动机,别离用作冷却泵电动机、主轴电动机、摇臂起落电动机和主柱松紧电动机。
5、故障开关箱
设有32个开关,其中K1到K25用于故障设置;K26到K31六个开关保留;K32用作指示灯开关,能够用来设置机床动作指示与不指示。
三相异步电动机的简介
电动机的简介和介绍
电动机电动机(Motors)是把电能转换成的一种设备。
它是利用通电线圈(也确实是定子绕组)产生旋转并作用于转子鼠笼式式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩。
电动机是一种旋转式电动机械,它将电能转变成,它要紧包括一个用以产生的电磁铁绕组或散布的和一个旋转或转子。
在定子绕组旋转磁场的作用下,其在电枢鼠笼式铝框中有通过并受磁场的作用而使其转动(如图1-3)。
这些机械中有些类型可作电动机用,也可作用。
它是将电能转变成机械能的一种。
通常电动机的作功部份作旋转运动,这种电动机称为转子电动机;也有作直线运动的,称为直线电动机(如图1-4)。
图3旋转式电动机械图1-4直线电动机
三相异步电动机的简介和结构
三相异步电动机的转速低于旋转的转速,因与磁场间存在着相对运动而感生和电流,并与磁场彼此作用产生,实现能量变换
三相异步电动机的结构
一、三相异步电动机的结构,由定子、转子和其它附件组成。
(一)定子
一、定子铁心
作用:
电机磁路的一部份,并在其上放置定子绕组。
构造:
定子铁心一样由~毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成,在铁心的内圆冲有均匀散布的槽,用以嵌放定子绕组。
二、定子绕组
作用:
是电动机的电路部份,通入三相交流电,产生旋转磁场。
构造:
由三个在空间互隔120°电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成,这些绕组的各个线圈按必然规律别离嵌放在定子各槽内。
3、机座
作用:
固定定子铁心与前后端盖以支撑转子,并起防护、散热等作用。
构造:
机座一样为铸铁件,大型异步电动机机座一样用钢板焊成,微型电动机的机座采纳铸铝件。
封锁式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积,防护式电机的机座两头端盖开有通风孔,使电动机内外的空气可直接对流,以利于散热。
(二)转子
一、三相异步电动机的转子铁心:
作用:
作为电机磁路的一部份和在铁心槽内放置转子绕组。
构造:
所用材料与定子一样,由毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成,硅钢片外圆冲有均匀散布的孔,用来安置转子绕组。
通经常使用定子铁心冲掉队的硅钢片内圆来冲制转子铁心。
二、三相异步电动机的转子绕组
作用:
切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流,并形成电磁转矩而使电动机旋转。
构造:
分为鼠笼式转子和绕线式转子。
(1)鼠笼式转子:
转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。
假设去掉转子铁心,整个绕组的外形像一个鼠笼,故称笼型绕组。
(2)绕线式转子:
绕线转子绕组与定子绕组相似,也是一个对称的三相绕组,一样接成星形,三个出线头接到转轴的三个集流环上,再通过电刷与外电路联接。
(三)三相异步电动机的其它附件
一、端盖:
支撑作用。
二、轴承:
连接转动部份与不动部份。
3、轴承端盖:
爱惜轴承。
4、风扇:
冷却电动机。
二、直流电动机采纳八角形全叠片结构,不仅空间利用率高,而且当采纳静止整流器供电时,能经受和快速的转变。
直流电动机一样不带,适用于需要正、反转的自动操纵技术中。
依照用户需要也能够制成带串励绕组。
中心高100~280mm的电动机无,但中心高250mm、280mm的电动机依照具体情形和需要能够制成带补偿绕组,中心高315~450mm的电动机带有补偿绕组。
中心高500~710mm的电动机外形安装尺寸及技术要求均符合IEC国际标准,的机械尺寸公差符合国际标准。
(图1-5)
图1-5直流电动机
三相异步电动机的原理
电动机工作原理为:
当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度),通入三相对称后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,而且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
第二章KH-Z35摇臂钻床电气元器件的选择
熔断器的选择
熔断器的要紧技术参数有额定电流(熔断器的额定电流、熔体的额定电流)、极限分断能力等。
例如,用于爱惜小容量的照明线路和电动机的熔断器,一样是考虑它们的过电流爱惜,这时,希望熔体的熔化系数适当小些,应采纳熔体为铅锡合金的熔丝或RC1A系列熔断器(图2-1);而大容量的照明线路和电动机,除考虑过电流爱惜外,还要考虑短路时的分段短路电流的能力,假设预期短路电流较小时,可采纳熔体为铜质的RC1A系列和熔体为锌质的RM10系列熔断器(图2-2)。
因RL系列熔断器(图2-3)具有较高的分段能力和较小的安装面积,经常使用于机床操纵线路中,故Z35摇臂钻床电气操纵线路中的熔断器均采纳RL系列。
图2-1RC1A系列熔断器图2-2RM10系列熔断器图2-3RL系列熔断器
热继电器的选择
热继电器要紧作用电动机的过载爱惜,因此应按电动机的工作环境、起动情形、负载性质等因素来考虑。
(1)热继电器机构形式的选择
星形接法的电动机可选用两相或三相结构的热继电器;三角形接法的电动机应选用带断电爱惜装置的三相结构的热继电器。
(2)依照被爱惜电动机的实际起动时刻,选择六倍额定电流下具有相应可返回时刻的热继电器。
一样热继电器的可返回时刻大约为六倍额定电流下动作时刻的50%~70%。
(3)关于重复短时工作的电动机,由于电动机不断重复温升,热继电器双金属片的温升跟不上电动机绕组的温升,电动机将得不到靠得住的过载爱惜。
因此,不宜采纳双金属片热继电器,而采纳过电流继电器或能反映绕组实际温度的温度继电器进行爱惜。
依照以上依据应选用JRS1-25/Z型号的热继电器(图2-4)。
图2-4JRS1-25/Z型号的热继电器
接触器的选择
接触器的大体参数有额定电流和额定功率2种,但其利用性能又随利用条件不同而转变,因此选型时,还应充分考虑具体的利用条件。
(如图2-5)
依照利用类列选用相应产品系列:
交流接触器利用类别分为AC-0~AC-4五类。
①AC-0类适用于感性负载或阻性负载,接通和分断额定电压和额定电流。
②AC-1类适用于起动和运转中断开绕线转子电动机。
在额定电压下,能够接通和分断倍额定电流。
③AC-2类用于起动、反接制动、反向通断绕线型电动机。
在额定电压下,接通和分断倍额定电流。
④AC-3类用于起动和运转中断开笼型感应电动机。
在额定电压下接通6倍额定电流,在倍额定电压下分断额定电流。
⑤AC-4类用于起动、反接制动、反向通断笼型电动机。
在额定电压下,接通和分断6倍额定电流。
接触器产品系列是利用类别设计的。
因此,应第一依照接触器负担的工作任务来选择相应的利用类别。
假设电动机承担一样任务,其操纵接触器可选AC-3类;假设承担重任务,应选AC-4类;假设后一情形选用了AC-3类,那么应降级利用,即便如此,其点寿命仍有不同程度的降低。
如用AC-3类接触器来带动与AC-4类相对应的负载,且在负载率为100%,额定功率不降低的情形下,其寿命仅为原先电寿命的2%。
直流接触器工作类别有DC-1~DC-4四种,其具体选择方式与交流接触器相同。
依照以上依据,该摇臂钻床电气操纵线路中所用到的接触器选择AC-4类接触器。
交流接触器直流接触器
图2-5接触器的种类
刀开关的选择
按刀开关的用途及安装要求选用不同的投切方式(单投、双投)和操作方式(中央手柄操作、侧面手柄操作、中央正面杠杆操作、侧面杠杆操作和旋转式操作等)(如图2-6)。
其顶用手柄式操作者不能切断负荷电流,用杠杆式操作者可切断必然的负荷电流,用旋转式操作者可切断250%~600%的负荷电流。
刀开关的1s热稳固电流有效值和电动稳固电流峰值必需与所在线路短路条件下的热、动稳固相适应。
为了避免致使相邻电器或回路发生短路飞弧,通过刀开关的全短路电流峰值不能超过其极限保安电流峰值。
刀开关经常使用于额定容量小于的异步电动机,当用于启动异步电动机时,其额定电流要不小于电动机额定电流的三倍。
依照电源种类、电压品级、电动机容量,所需级数及利用处合等进行综合考虑,选用HH3-100/3型三相刀开关,额定电流100A,熔体额定电流80A,大体尺寸:
*92*68.
图2-6刀开关的种类
按钮的选择
依照需要的触电数量、动作要求、利用处合,颜色等进行按钮的选择。
本设计中,十字开关SA选用的具体型号。
如表2-1
表2-1按钮的型号
SB1选用LA19-11B型,颜色为红色;SB2选择LA19-11B型,颜色为绿色。
操纵变压器的选择
依照Z35摇臂钻床电气操纵线路中操纵电路对电源的需求,机床操纵、照明电路为平安起见,通常选用较小的电压,从经济,应用处合来看,应该选择小型变压器,变压器的容量一般是由二次侧负载功率所决定的。
因此其额定容量应略大于二次侧各负载功率之和。
(图2-7)
图2-7变压器的种类
指示灯的选择
电路中所选指示灯的型号为AD1-22/11,结构形式为直接式,额定电压为6V,灯头型号为XZ8-1W、E10/13。
(图2-8)
图2-8AD1-22/11型号指示灯
第三章KH-Z35摇臂钻床的原理及其分析
KH-Z35摇臂钻床的原理(图3-1)
图3-1
原理图
KH-Z35摇臂钻床的分析
(1)主轴电动机的操纵
将十字开关SA3板到左侧,其触头(2-3)闭合,KV得电吸归并自锁,然后将SA扳到右边,触头SA3(3-4)闭合,KM1吸合,主轴电动机转动。
将十字开关SA3扳到中间位置,SA的所有触头均断开,KM1释放,主轴电机也随之停止。
(2)摇臂的起落操纵和夹紧
摇臂起落的松开和夹紧由机械和电气联合自动完成,要想摇臂上升,将十字开关SA3向上扳,触头SA3(3-5)闭合,KM2得电吸合,摇臂起落电动机正转,但现在由于摇臂还未松开,摇臂可不能马上上升,而是通过机械机构使摇臂松开,并使得开关SQ2的一对触头SQ2(3-9)闭合,为夹紧做好预备,摇臂松开后,摇臂开始上升,当摇臂升到所需的位置时,将十字开关SA3扳到中间位置,SA3所有触点都断开,KM2释放,其常闭触点KM2(9-10)闭合,通过SQ2(3-9)——KM2(9-10)——KM3线圈,使KM3得电吸合,摇臂起落电动机反转,但摇臂现在可不能下降,而是通机械机构使摇臂夹紧,夹紧后SQ2(3-9)断开,KM3失电释放,电动机M3停止,摇臂的上升进程完成。
要使摇臂下降,将十字开关向下扳,十字开关SA3(3-8)闭合KM3得电,电动机M3反转,摇臂松开后并使SQ2(3-5)闭合,当摇臂下降到所需位置时,将十字开关扳到中间位置,KM3断电,KM2得电吸合,电动机M2正转将摇臂夹紧,并使SQ2(3-5)断开,KM2失电释放,M2停止,下降进程完成。
(3)立柱的夹紧与松开操纵
立柱的夹紧与松开是靠KM4、KM5操纵立柱松紧电动机M4拖动液压泵来完成的,按下SB1,KM4得电吸合,电动机M4正转,带动液压泵输出高压油,通过油路和传动机构使外立柱松开。
然后松开SB1,KM4释放,电动机M4停转。
按下SB2,KM5吸合,电动机M4反转,在液压系统高压的推动下,将外立柱夹紧,然后松开SB2,KM5失电释放,M4停止。
主轴箱的松开和夹紧跟立柱同时进行。
(4)冷却泵电机的操纵
冷却泵电机由开关SA1直接操纵,SA1闭合,M1转动,SA1断开,M1停止。
(5)照明灯的操纵
照明灯EL由开关SA2操纵。
第四章KH-Z35摇臂钻床常见的故障、常见的检测方式及保护
Z35摇臂钻床的常见故障检修
(1)主轴电动机不能启动。
主轴电动机M2不能启动,第一要检查电源开关QS是不是正常,第二检查十字开关SA3的触头,接触器KM1的和继电器KV的触头是不是接触良好,假设中间继电器KA的自锁触头接触不良,那么将十字开关SA3扳到左面位置时,中间继电的能吸合,但当十字开关手柄离开左侧位置时,KA由于接触不良不能自锁而释放,若是是开关SA3触头SA3(3-4)接触不良,在KV吸合后,将SA3扳到右边,KM1也不能吸合,另外还要检查KM1线圈是不是开路,有无接线松动脱落的现象。
(2)主轴电机电机不能停止。
当十字开关手柄离开右边位置后,主轴电机M2仍不断止,这时应该将开关QS1断开以切断电源,检查缘故,假设KM1主触头熔焊,查明缘故并将故障排除,假设十字开关SA3的触头(3-4)失控,那么对其进行修复成改换。
(3)摇上升或下降后不能完全夹紧
故障缘故可能是鼓形组合开关SQ2的动静触头变形、磨损、接触不良、移位等造成摇臂上升或下降到位后不能使摇臂起落电动机不能反转进行夹紧。
常见检测方式(电流法、电压法、电阻法)
Z35摇臂钻床的设备保护
一、操作中,假设发出较大噪音,要及时处置,如接触器发出较大嗡声,一样可将该电器拆下,修复后利用或改换新电器。
二、设备在通过必然次数的排故训练利用后,可能显现导线太短,一样可按原理图进行第二次连接,即可重复利用。
3、改换电器配件或新电器时,应按原型号配置。
4、电机在利用一段时刻后,需加少量润滑油,作好电机保养工作。
总结
这一课题设计,使我对书本上的理论知识有了进一步的了解,并增强了我对这一门课的爱好,了解了更多的关于Z35摇臂钻床的工作原理,还有了解了关于三相异步电动机的一些方面等等。
但同时也暴露了我在一些知识上把握不足的缺点。
在次设计中,我也频繁的利用了Z35摇臂钻床的一些内容,让我加倍的熟悉了那个方面的了解。
加上在设计进程中碰到的问题,通过查找相关资料,在增加了知识的同时,也锻炼了自己解决问题与动手能力,锻炼自己做事细心、耐心、用心的能力。
。
这次的课程设计,另我收成颇丰。
因此,在以后的生活学习中,培育自己独立试探的能力,踊跃参加多种设计活动,培育综合能力,从而成为一个有综合能力的人,更好的适应社会。
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