臥式機(jī)床電氣的總體設(shè)計(jì)分析與研究

張懷臣+++頡宇

摘 要：在機(jī)床設(shè)計(jì)上，一部分是對機(jī)床本身的機(jī)械設(shè)計(jì)，另一部分是對電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，機(jī)床電氣系統(tǒng)是機(jī)床的一個(gè)非常重要的部分，但是對電氣方面的設(shè)計(jì)也要遵守一些設(shè)計(jì)遵則，要先滿足機(jī)床的總體設(shè)計(jì)要求，對整個(gè)機(jī)床的低壓電氣和電動(dòng)機(jī)要有總的要求，設(shè)計(jì)主要電氣線路圖，對機(jī)床電氣控制線要了解，在臥式機(jī)床上，主軸是可以實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，對它的線路圖要分析透徹。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；低壓電器與電動(dòng)機(jī)；機(jī)床電氣控制線

1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

臥式機(jī)床的電氣設(shè)計(jì)上要遵循機(jī)床的設(shè)計(jì)要求，要以臥式機(jī)床的設(shè)計(jì)要求為前提，通過技術(shù)方面的分析，選擇出最適合臥式機(jī)床的電氣控制方案，要在設(shè)計(jì)上使系統(tǒng)簡單，同時(shí)技術(shù)先進(jìn)，工作時(shí)候安全可靠，對于事后的維修要方便。

對于臥式機(jī)床電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過以下幾個(gè)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)：

（1）通過機(jī)床的技術(shù)條件，初步研究擬訂設(shè)計(jì)方案。

（2）選擇主要的元件和控制方案。

（3）確定電氣傳動(dòng)形式，確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)。

（4）繪制電氣控制原理圖。

（5）最終確定電氣元件和電氣明細(xì)表。

（6）繪制總體布局圖及相關(guān)執(zhí)行件。

（7）設(shè)計(jì)電氣柜及操縱機(jī)構(gòu)。

（8）設(shè)計(jì)總裝圖和編寫設(shè)計(jì)說明書。

在臥式機(jī)床電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)上最終的形式是技術(shù)任務(wù)書，它是整個(gè)電氣部分的依據(jù)，它的內(nèi)容包括機(jī)械設(shè)備的型號(hào)、生產(chǎn)能力、電氣元件、電氣傳動(dòng)部件的技術(shù)性能等等，而這個(gè)技術(shù)書需要電氣設(shè)計(jì)人員與機(jī)床設(shè)計(jì)方面的人員一同編寫。

而在一般比較精密和特種設(shè)備中，如精密磨床，數(shù)控機(jī)床等，為了能保證加工質(zhì)量，對機(jī)床控制方便，同時(shí)機(jī)床能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，一般采用的電氣無機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。

2 低壓電器與電動(dòng)機(jī)

在臥式機(jī)床低壓電器設(shè)計(jì)中，首先要了解機(jī)床中電器的概念，電器是能通過外界信號(hào)，自動(dòng)或手動(dòng)控制接觸和斷開電路，實(shí)現(xiàn)對線路切換、控制等功能的元件。

在電氣控制系統(tǒng)中電器分為對線路控制的控制電器，在主線路中的主令電器，在電氣系統(tǒng)中末端的執(zhí)行電器等。在電器件結(jié)構(gòu)中，通常的控制方式就是電磁式，電磁式電器的原理如圖1。

電磁式電器的工作原理是通過線圈控制的，主要是線圈的是否通電，對電磁吸力的計(jì)算公式如下：

通直流公式：

通交流公式：

式中：B-磁感應(yīng)強(qiáng)度；S-磁極截面積。

在機(jī)床電氣系統(tǒng)中最重要的一個(gè)元件就是電動(dòng)機(jī)，一般選取三相異步電動(dòng)機(jī)的最多，它的轉(zhuǎn)向是由磁鐵的旋轉(zhuǎn)方向來確定，這樣也就說明接入電動(dòng)機(jī)的電流相序來決定。

3 機(jī)床電氣控制線

在機(jī)床電氣控制線路設(shè)計(jì)上交流電壓由380V、220V降到110V、48V、24V，在整個(gè)電氣線路中，多采用110V控制，而一些電磁鐵和電氣元件采用24V控制，具體見表1。

在設(shè)計(jì)線路時(shí)候，要對電器的線圈正確連接，線圈的一端接頭應(yīng)與電源線的一端相連，對于整個(gè)電氣線路簡明，規(guī)范上，繼電器以及其他電氣需要接在電源的一側(cè)，而所有電氣上的接觸觸點(diǎn)接在電源的另一側(cè)，這樣對電路的安裝和故障排查上，更為方便。而在整個(gè)電氣線路中，交流線圈不能串聯(lián)一起，一旦有串聯(lián)，那么整個(gè)控制系統(tǒng)將失去控制，同時(shí)也會(huì)使系統(tǒng)不帶電。

通過邏輯法設(shè)計(jì)的電路控制線路圖，節(jié)省電氣元件，通過經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)相對于邏輯法會(huì)浪費(fèi)一些，一般是將這兩種方法結(jié)合起來，通過邏輯法前期設(shè)計(jì)，最后通過經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行實(shí)施。

上述電氣控制系統(tǒng)圖中，電機(jī)的正轉(zhuǎn)是控制按鈕SB1，按鈕SB1按下，接觸器KM1的線圈通電，KM1的主控制頭通電，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，在這個(gè)情況下，因?yàn)镵M1線圈帶點(diǎn)，KM1的連鎖機(jī)構(gòu)工作，對KM2進(jìn)行連鎖。反轉(zhuǎn)控制是按下SB3按鈕，這時(shí)候KM1線圈斷電，正轉(zhuǎn)停止，在按下SB2按鈕，這時(shí)候KM2線圈通電，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行，同時(shí)KM2對KM1進(jìn)行連鎖。

4 結(jié)束語

通過臥式車床的電氣設(shè)計(jì)，全方面地了解了電氣系統(tǒng)在機(jī)床中的作用，作為現(xiàn)代生產(chǎn)中最重要的設(shè)備，機(jī)床的設(shè)計(jì)與研發(fā)的腳步是不會(huì)停止的，會(huì)不斷的向前發(fā)展，而電氣作為機(jī)床的一部分，會(huì)一同要求向前發(fā)展，要滿足一切設(shè)計(jì)的需要，要滿足新產(chǎn)品的開發(fā)和國內(nèi)研制的需求，要確保機(jī)床是生產(chǎn)制造中不可或缺的資源，保證機(jī)床的正常運(yùn)行和控制。

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