C6136N-1 型普通車床主軸箱安全控制裝置的改造設計

廖 麗 洪志定

（廣西農業職業技術學院，南寧 530007）

由于機電工程系的學生在進行車工實訓時沒有掌握普通車床的安全操作，對安全知識認識不足或對設備使用不夠熟悉，在進行工件裝夾的過程中身體容易觸碰到主軸箱操控桿使其啟動，或者使用卡盤扳手完成工件的裝夾后未取出扳手就啟動操縱桿，容易造成扳手甩出傷人或損壞設備等安全事故。為避免教學中學生受到傷害或者損壞設備，設計了一種安全控制裝置。此安全控制裝置與卡盤扳手互鎖時，裝置處于常開狀態。當卡盤扳手離開控制裝置時，裝置處于常閉狀態，以保證在進行工件裝夾或者卡盤扳手未取出前操縱桿對主軸箱的運轉不起作用。而只有工件安裝完畢，卡盤扳手從卡盤上取出后，操縱桿才能對主軸的運轉進行控制[1]。

1 C6136N-1 型普通機床主軸箱控制電路及缺陷

1.1 C6136N-1 型普通車床主軸箱電氣控制電路和工作原理

改造前C6136N-1 型普通車床主軸箱的電氣控制盒如圖1所示，控制電路如圖2 所示。電動機正轉時SQ1 和SQ2 動作，反轉時SQ2 和SQ3 動作。SQ4 是皮帶罩開關，必須蓋上皮帶罩后方可啟動。KA 是零位保護兼冷卻泵接觸器，作用是保證當操作桿位置于零位（中間停止位置）時送電或者在工作過程中突遇停電又馬上恢復供電時車床不會自行啟動，以防發生意外。若要啟動車床，必須重新把操作桿歸零，讓KA1 吸合，即可進行正常操作。

1.2 C6136N-1 型普通車床主軸箱控制電路運行的缺陷

由圖2 可知，該車床的控制電路存在主要問題是，在工件裝夾過程中，操作者的腿部碰到操作桿時會使行程開關SQ2 或SQ3 閉合，從而使主軸運轉而可能傷到操作者。此外，若操作者在工件裝夾完畢后在忘記取走扳手的情況下操作操作桿使主軸運轉，會導致扳手從主軸中甩出，可能造成安全事故[2]。

圖1 改造前C6136N-1 型普通車床主軸箱電氣控制盒

2 C6136N-1 型普通機床主軸箱控制電路改造設計

2.1 C6136N-1 型普通機床主軸箱控制電路改造原理

根據圖2 的C6136N-1 型普通機床主軸箱控制電路的工作原理，將接觸器KM1/KM2 線圈電路切斷，以避免造成安全事故。在控制電路主電路上串接一個行程開關SQ5，并用電線將其連接到車床機身外。制作一個安全控制裝置盒安裝行程開關，用車床將一個鐵圓柱體毛坯加工成一個合適尺寸的管道。只有車床裝夾扳手順著管道壓到控制盒內部行程開關，使行程開關SQ5 接通后，線路才能通電，主軸箱才能運行。當操縱桿離開安全控制裝置盒時，SQ5處于斷開狀態。正常工作狀態下，SQ5 處于通電狀態。

2.2 C6136N-1 型普通機床主軸箱電路改造控制線路圖

在控制電路主電路上串接一個行程開關SQ5，可以起到安全控制的作用。只有車床裝夾扳手觸壓行程開關SQ5接通后，操作操作桿時線路才能通電，主軸箱才能運行。改造后的電氣控制電路圖如圖3 所示。

圖2 C6136N-1 型普通車床主軸箱電氣控制電路圖

圖3 C6136N-1 型普通車床主軸箱電路改造電氣控制電路圖

2.3 改造所需材料及主軸箱安全控制裝置的設計

2.3.1 行程開關和電線的選擇

車床在工作狀態時，通過的電壓為36V，電流為0.2A；啟動時瞬時電壓為36V，電流為1.5A。根據C6136N-1 型普通機床主軸箱電路的技術要求，選用特佐牌AZ-7144 型行程開關。AZ-7144 型行程開關的復位方式為自動復位，外殼為防水式，操作方式為不帶減速器的杠桿型，正、側安裝方式均可，符合設計要求。根據C6136N-1 型普通機床主軸箱電路的技術要求，選擇橫截面1mm2的電線并套上YF-705，能夠滿足抗電磁干擾和防水的要求。

2.3.2 安全控制裝置的設計

安全控制裝置盒內置行程開關，并與主軸箱控制電路連接，能夠利用卡盤扳手及行程開關控制主軸箱的啟動。根據實測數據進行安全控制裝置盒的設計，并進行加工制作。安全控制裝置盒總體尺寸為長160mm、寬60mm、高200mm，材料選用1.5mm 的不銹鋼板。設計中考慮到工具擺放及空間問題，對安全控制裝置盒進行了相應的改造[3]。

3 C6136N-1 型普通車床主軸箱控制裝置改造后安裝與調式

3.1 C6136N-1 型普通車床主軸箱安全控制裝置的安裝

安裝AZ-7144 型行程開關進行主軸箱電氣控制盒的改造，如圖4 所示。將加工好的安全控制裝置盒安裝在車床機身正面左側，如圖5 所示。

圖4 改造后的C6136N-1 型普通車床主軸箱電氣控制盒

3.2 C6136N-1 型普通車床主軸箱安全控制裝置的調試

調試前要正確穿戴好勞動保護用品，認真檢查機床各部件和防護裝置是否安全可靠，然后加油潤滑機床，并把手柄放入安全控制裝置盒內。壓下行程開關接通，插好電源，掛到空檔位置，電動機正常運轉，主軸卡盤不運轉。操作操縱桿上下撥動，方能使主軸卡盤正、反方向運轉。試機30min 后機床保持正常運轉，無發熱和大噪聲等異常現象。將操縱桿拿離安全控制裝置盒，主軸箱將斷電并停止運行，說明調試成功[4]。

圖5 主軸箱安全控制裝置盒

3.3 改造后C6136N-1 型普通車床安全操作規程

操作前，操作者要穿戴緊身防護服，袖口扣緊，上衣下擺不能敞開，嚴禁戴手套，不得在運行中的車床旁脫換衣服或圍布于身上，以防止被機器絞傷。操作者必須戴好安全帽，辮子盤于頭上并放入帽內，不得穿裙子和拖鞋，戴好防護鏡，以防鐵屑飛濺傷眼。

4 結語

使用最簡單和最經濟的設計方案，并根據C6136N-1 型普通車床主軸箱的內部結構及主軸箱控制電路的相關知識，設計了控制電路附加安全控制裝置。該裝置能夠在保證主軸箱正常工作的基礎上，提高教學實訓操作過程的安全系數，解決了該型號車床的機加工安全隱患問題，使改造后的車床使用更加安全。