z3050摇臂钻床电气控制.doc

.1/18Z3050 摇臂钻床电气线路控制摘要摘要钻床是一种用途广泛的孔加工机床。它主要用钻头钻精度要求不高的孔，另外还可用来钻孔、镗孔、扩孔、铰孔、攻丝与修刮端面等。因此要求钻床的主运动和进给运动有较宽的调速围。钻床的结构类型很多，有立式钻床、卧式钻床、台式钻床、多轴钻床、深孔钻床等。摇臂钻床是一种立式钻床，它适用于单件或成批生产带有多孔大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常见的机床。关键词：钻床结构用途钻床结构用途德州职业技术学院毕业设计论文德州职业技术学院毕业设计论文ABSTRACTThe drilling machine is a kind of widely hole processing machine tool.Itis mainly used for drill holes with high precision,also can be used for drilling,boring,reaming,reaming,tapping and scrape the end.Therefore asked the drillmain movement and feed movement has a wide speed range.The structureofmany typesofdrillingmachine,verticaldrilling,horizontal drilling,drilling machine,multi-axis drilling machine,deep holedrilling.Rocker drilling machine is a kind ofvertical drilling machine,whichis suitable for a single or bulk production with a porous large parts machining,general machinery processing workshop is a common machine tool.KeyKey wordswords:DrillingDrilling machineStructureUsemachineStructureUse.3/18目录摘要摘要错误！未定义书签。错误！未定义书签。第一章绪论41.1 摇臂钻床型号的含义 41.2 摇臂钻床的结构组成 41.3 摇臂钻床的运动形式 41.4 两套液压控制系统 41.5 拖动特点和控制要求 4第二章 Z3050 型摇臂钻床电气控制线路分析62.1 主电路分析 62.2 控制电路分析72.3 摇臂钻床的原理分析 8第三章 z3050 摇臂钻床的电气故障诊断123.1 摇臂不能升降 123.2 立柱、主轴箱不能夹紧或松开 123.3 按下 SQ6 立柱、主轴箱能夹紧，但释放后就松开 133.4 摇臂上升或下降限位保护开关失灵 143.5 调试方法和步骤 15结论16致17参考文献18附表19德州职业技术学院毕业设计论文德州职业技术学院毕业设计论文第一章绪论1.1 摇臂钻床型号的含义：Z钻床，3摇臂，0摇臂钻床型，50最大钻孔直径为 501.2 摇臂钻床的结构组成：Z3050 摇臂钻床的构造如下图。主要由底座、立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等组成。立柱固定在底座上，在它外面套着空心外立柱，而且外立柱上的摇臂可连同外立柱一起沿立柱回转 360 度。摇臂一端的套筒部分与外立柱滑动配合，借助于丝杆摇臂可沿着外立柱上下移动，主轴箱可沿着摇臂上的水平导轨作径向移动。1.3 摇臂钻床的运动形式：主运动主轴带动钻头的旋转运动。进给运动主轴的垂直移动。辅助运动摇臂沿外立柱的垂直动，主轴箱沿摇臂径向移动，摇臂与外立柱一起相对于立柱的回转运动。1.4 两套液压控制系统:.5/18 操纵机构液压系统：安装在主轴箱，用以实现主轴正反、停车制动、空挡、预选与变速；夹紧机构液压系统：安装在摇臂背后的电器盒下部，用以夹紧松开主轴箱、摇臂与立柱。1.5 拖动特点和控制要求:由于摇臂钻床的运动部件较多，为简化传动装置，使用多电动机拖动，主电动机承当主钻削与进给任务，摇臂升降，加紧放松和冷却泵各用一台电动机拖动。摇臂升降有单独电动机拖动，要求能实现正反转。摇臂的加紧与放松以与立柱的加紧与放松有一台异步电动机配合液压装置来完成，要求这台电动机能正反转。摇臂的回转与主轴箱的径向移动在中小型摇臂钻床上都采用手动。钻削加工时，为对刀具与工件进行冷却，需由一台冷却泵电动机拖动冷却泵输送冷却液。德州职业技术学院毕业设计论文德州职业技术学院毕业设计论文第二章 Z3050 型摇臂钻床电气控制线路分析2.1 主电路分析:Z3050 摇臂钻床共有四台电动机，除冷却泵电动机采用开关直接起动外，其余三台异步电动机均采用接触器直接启动。M1 是主轴电动机，由交流接触器 KMI 控制，只要求单方向旋转，主轴的正反转由机械手柄操作。M1 装在主轴箱顶部，带动主轴与进给传动系统，热继电器 FR1 是热载保护元件，短路保护电器是总电源开关 QF1 中的电器脱扣装置。M2 是摇臂升降电动机，装与主轴顶用接触器 KM2 核 KM3 控制正反转。因为该电动机短时间工作，故不设过载保护电器。M3 是液压泵电动机，可以做正向和反向转动。正向与反向旋转的起动与停止由继电器 KM4 和 KM5 控制。热继电器 FR2 是液压泵电动机的热载保护电路。该电动机的主要作用是供给夹紧装置压力油实现摇臂和立柱的加紧与松开。M4 是冷却泵电动机，功率很小，由开关 QF2 直接启动与停止，其短路保护也有开关 QF2 中的电磁脱扣装置完成。.7/18摇臂升降电动机 M2 和液压泵电动机 M3 共用第 3 个自动控制开关 QF3 中的电磁脱扣装置完成短路保护电器。按起动按钮 SB2，则接触器 KMl 吸合并自锁，使主电动机 Ml 起动运行，同时指示灯 HL3 亮。按停止按钮 SB1，则接触器 KMl 释放，使主电动机 M1 停止旋转，同时指示灯 HL3 熄灭。2.2 控制电路分析:摇臂的下降控制：按下SB2KM1线圈得电主轴启动德州职业技术学院毕业设计论文德州职业技术学院毕业设计论文按下SB3KT得电KM4得电YA1得电摇臂放松活塞杆下移压下SQ3KM4断电KM2得电摇臂上升 松开SB3KT失电KM2失电停止上升YA1仍通过KT得电KM5延时得电摇臂延时夹紧活塞杆上移断开SQ3上升完成2.3 摇臂钻床的原理分析由 SB4 控制 KM3、M3 反转来实现。长按下降按钮 SB4KT 线圈得电KT（1718）延时闭合常闭触点断开KT（517）延时断开常开触点闭合KT（1415）瞬时触点闭合致使 KM3 线圈通电M3 反转打开阀门电磁阀 YA 线圈通电液压油经 YA 进摇臂松开油腔，将摇臂松开活塞杆下移SQ3（517）复位闭合为摇臂夹紧做准备SQ2（714）断开KM3 线圈失电 M3 停转SQ2（78）闭合KM3 线圈通电，M3 反转，拖动摇臂下降，下降到所需的位置时，松开按钮 SB4KM3 线圈失电，摇臂下降停止。.9/18KT 线圈失电延时 13 秒KT 延时断开常开触点（517）断开，延时常闭触点（1718）闭合KM5 线圈通电M3 反转 活塞杆上移 液压油经 YA 进摇臂夹紧油腔，将摇臂夹紧SQ2 复位为摇臂再次上升或下降做准备SQ3 压下，其常闭触点（517）断开 KM5 和 YA 断电M3 停转完成自动夹紧过程。摇臂的下降由 SB4 控制 KM3M2 反转来实现，其过程可自行分析。时间继电器 KT 的作用是在摇臂升降到位、M2 停转后，延时 13s 再起动 M3 将摇臂夹紧，其延时时间视从 M2 停转到摇臂静止的时间长短而定开车前的准备工作为了保证操作安全，本机床具有“开门断电”功能。所以开车前应将立柱下部与摇臂后部的电门盖关好。即 SQ4 常闭触点断开，QF1 线圈呈失电状态，方能接通电源。合上电源开关 QF1 与 QF3，则电源指示灯 HL1 亮，表示机床的电气线路已进入带电状态。主轴电动机 M1 的控制按启动按钮 SB3，则接触器 KM1 线圈得电吸合且 KM1 辅助常开触点自锁，KM1 三对常开触点闭合，使主轴电动机 M1 启动运行。同时 KM1 辅助常开触点闭合。指示灯 HL2 显亮。按停止按钮 SB2，则接触器 KM1 停止旋转，同时指示灯 HL1 熄灭。3摇臂升降控制摇臂上升：按上升按钮 SB4，则时间继电器 KT1 线圈通电吸合，它的瞬时闭合的动合触电闭合，接触器 KM4 线圈通电，液压泵电动机 M3 起动正向旋转，供给压力油。压力油经分配阀体进入摇臂的“松开油腔”，推活动塞移动，活塞推动菱形块，将摇臂松开。同时，活塞杆通过弹簧片位置开关 SQ2，使SQ2 动断触点断开，SQ2 动合触电闭合，前者切断了接触器 KM4 的线圈通电，KM2 主触点接通 M2 的电源，摇臂升降电动机起动正向旋转，带动摇臂上升。如果此时摇臂尚未松开，则位置开关 SQ2 动合触电不闭合，接触器 KM2 就不能吸合，摇臂就不能上升。当摇臂上升到所需位置时，松开按钮 SB4 则接触器 KM2 线圈和时间继电器 KT1 线圈同时断电释放，M2 停止工作，随之摇臂停止上升。德州职业技术学院毕业设计论文德州职业技术学院毕业设计论文由于时间继电器 KT1 断电释放，经 13S 时间的延时后，KT1 延时闭合的常闭触电闭合，使接触器 KM5 吸合，KM5 主触点闭合，液压泵电动机 M3反向旋转，随之泵压力油经分配阀进入摇臂的“加紧油腔”，摇臂加紧。在摇臂加紧的同时，活塞杆通过弹簧片使位置开关 SQ3 的动合触电 SQ3 断开，KM5 线圈断电释放，最终 M3 停止工作，完成了摇臂的松开-上升-夹紧的整套动作。摇臂下降：按下降按钮 SB5，则时间继电器 KT1 通电吸合，其动合触电闭合，接通 KM4 线圈电源，液压泵电动机 M3 起动正向旋转，供给压力油。与前面表达的过程相似，先使摇臂松开，接着压动位置开关 SQ2，其动断触点断开，使 KM4 断电释放，液压泵电动机停止工作；其动合触电闭合，使 KM3线圈通电，摇臂升降电动机 M2 反向运行，带动摇臂下降。当摇臂下降到所需位置时，松开按钮 SB5，则接触器 KM3 线圈和时间继电器 KT1 线圈同时断电释放，M2 停止工作，摇臂停止下降。由于时间继电器 KT1 断电释放，经 1-3S 时间的延时后，其延时闭合的动断触点闭合，KM5 线圈得电，液压泵电动机 M3 反向旋转，随之摇臂加紧。在摇臂加紧的同时，使位置开关 SQ3 断开，KM5 断电释放，最终停止 M3 工作，完成了摇臂的松开-下降夹紧的整套动作。组合开关 SQ1a 和 SQ1b 用来限制摇臂的升降超程。当摇臂上升到极限位置时，SQ1a 动作，接触器 KM2 断电释放，M2T 停止运行，摇臂停止上升；当摇臂下降到极限位置时，SQb1 动作，接触器 KM3 断电释放，M2 停止旋转摇臂停止下降。摇臂的自动加紧油位置开关 SQ3 控制，如果液压加进系统出现故障，不能自动加紧摇臂，或者由于 SQ3 调整不当，在摇臂加紧后不能使 SQ3 的动断触点断开，都会使液压泵电动机因长期过载运行而损坏。为此，电路中设有热继电器 FR2,其整定值应根据液压泵电动机 M3 的额定电流进行调整。摇臂升降电动机的正反转控制继电器不允许同时得电动作，以防止电源短路，因避免因操作失误等原因而造成短路事故，在摇臂上升和下降的控制线路中采用了接触器的辅助触点互锁和符合按钮互锁两种保证安全的方法，确保电路安全工作。4立柱和主轴箱的加紧与松开控制立柱和主轴箱的松开（或加紧）即可以同时运行，也可以单独运行，由转换开关 SA1 和复合按钮 SB6 进行控制。SA1 有三个位置，扳到中间位置时，立柱和主轴箱的松开同时进行，扳到左边位置时，立柱加紧；扳到右边位置时，主轴箱加紧。复合按钮 SB6 是松开控制按钮，SB7 是加紧控制按钮。.11/18主轴和主轴箱同时松紧：将转换开关 SA1 扮到中间位置，然后按松开按钮 SB6，时间继电器 KT2，KT3 同时得电。KT2 的延时断开的动合触电闭合，电磁铁 YA1，YA2 得电吸合。而 KT3 的延时闭合的常开触点经 1-3S 后才闭合。随后，KM4 闭合，液压泵电动机 M3 正转。供出的压力油进入立柱和主轴箱松开油腔，使立柱和主轴箱同时松开。立柱和主轴箱同时加紧的工作原理与松开时相似，只要把 SB6 换成 SB7，接触器 KM4 换成 KM5，M3 由正转换成反转即可。主轴和主轴箱单独松、紧：如希望单独控制主轴箱，可将转换快关 SA1 扮到右侧位置，按下松开按钮 SB6，此时时间继电器 KT2 和 KT3 的线圈断电释放，KT3 的通电延时闭合的动合触电瞬时断开，接触器 KM1 的线圈断电释放，液压泵电动机停转。经过 1-3S 的延时，电磁铁 YA2 的线圈断电释放，主轴箱松开的操作完毕。同理，把转换开关扮到左侧，则可使立柱单独松开或加紧。因为立柱和主轴箱的松开与夹紧是短时间的调整工作，所以采用电动方式第三章 z3050 摇臂钻床的电气故障诊断德州职业技术学院毕业设计论文德州职业技术学院毕业设计论文3.1 摇臂不能升降:摇臂钻床电气控制的特殊环节是摇臂升降。Z3050 系列摇臂钻床的工作过程是由电气与机械、液压系统紧密结合实现的。因此，在维修中不仅要注意电气部分能否正常工作，也要注意它与机械和液压部分的协调关系，下面仅分析摇臂钻床升降中的电气故障。由摇臂升降过程可知，升降电动机 M2 旋转，带动摇臂升降，其前提是摇臂完全松开，活塞杆压位置开关 SQ2。如果 SQ2 不动作，常见故障是 SQ2 安装位置移动。这样，摇臂虽已放松，但活塞杆压不上 SQ 2，摇臂就不能升降，有时，液压系统发生故障，使摇臂放松不够，也会压不上 SQ2，使摇臂不能移动，由此可见，SQ2 的位置非常重要，应配合机械、液压调整好后紧固。电动机 M3 电源相序接反时，按上升按钮 SB4（或下降按钮 SB5），M3 反转，使摇臂夹紧，SQ2 应不动作，摇臂也就不能升降。所以，在机床大修或新安装后，要检查电源相序。3.2 立柱、主轴箱不能夹紧或松开：立柱、主轴箱不能夹紧或松开的可能原因是油路堵塞、接触器 KM4 或 KM5不能吸合所致。出现故障时，应检查按钮 SB6、SB7 接线情况是否良好，若接触器 KM4 或 KM5 能吸合，M3 能运转，可排除电气方面的故障，则应请液压、机械修理人员检修油路，以确定是否是油路故障。由摇臂夹紧的动作过程可知，夹紧动作的完毕是由位置开关 SQ3 来完成的，如果 SQ3 动作过早，将导致 M3 尚未充分夹紧就停转。常见的故障原因是SQ3 3 安装位置不适宜、固定螺丝松动造成 SQ3 移位，使 SQ3 在摇臂夹紧动作未完成时就被压上，切断了 KM5 回路，使 M3 停转。排除故障时，首先判断是液压系统的故障（如活塞杆阀芯卡死或油路堵塞造成的夹紧力不够），还是电气系统故障。对电气方面的故障，应重新调整 SQ3的动作距离，固定好螺钉即可。3.3 按下 SQ6 立柱、主轴箱能夹紧，但释放后就松开:由于立柱、主轴箱的夹紧和松开机构都采用机械菱形块结构，所以这种故障多为机械原因造成的。可能是菱形块和承压块的角度方向搞错，或者距离不适宜，也可能因夹紧力调得太大或夹紧液压系统压力不够导致菱形块立不起来。3.4 摇臂上升或下降限位保护开关失灵：.13/18组合开关 SQ1 的失灵分两种情况：一是组合开关 SQ1 损坏，SQ1 触头不能因开关动作而闭合或接触不良使线路断开，由此使摇臂不能上升或下降；二是组合开关 SQ1 不能动作，触头熔焊，使线路始终处于接通状态，当摇臂上升或下降到极限位置后，摇臂升降电动机 M2 发生堵转，这时应立即松开 SB4或 SB5。根据上述情况进行分析，找出故障原因，更换或修理失灵的组合开关SQ13.5 调试方法和步骤：主轴电机 M1 的控制：按下启动按钮 SB3，Y0 有输出，KM1 吸合，主轴电机 M1 启动，同时 HL2 指示灯亮；按下 SB2，Y0 停止输出，KM1 断开，主轴电机 M1 停转，同时 HL2 灭。摇臂升降控制：摇臂放松：按下上升按钮 SB4，时间继电器 T0 开始计时，M0 得电并自锁，Y3有输出，KM4 吸合，电机 M3 启动正传，摇臂上升：摇臂夹紧机构使行程开关 SQ3 释放，SQ2 压合Y3 停止输出，可没失电，M3 停转，同时 Y1 有输出，KM2 线圈得电，M2 正传，摇臂上升。摇臂夹紧：当摇臂上升到所需位置后，松开按钮 SB4 Y1 停止输出，KM2 线圈失电，M2 停传，摇臂停止上升，3 秒后 Y4 有输出，KM5 线圈得电，M3 反传，摇臂夹紧，SQ2 释放，SQ3 压合Y4 停止输出，KM5 线圈失电，M3 停传，摇臂夹紧完成摇臂下降控制：摇臂放松：按下上升按钮 B45，时间继电器 T0 开始计时，M0 得电并自锁，Y3 有输出，KM4 吸合，电机 M3 启动正传，摇臂上升：摇臂放松机构使行程开关 SQ2 释放，SQ3 压合Y3 停止输出，KM4 失电，M3 停转，同时 Y2 有输出，KM3 线圈得电，M2 反传，摇臂下降。摇臂夹紧：当摇臂下降到所需位置后，松开按钮 SB5 Y3 停止输出，KM3 线圈失电，M2 停传，摇臂停止下降，3 秒后 Y4 有输出，KM5 线圈得电，M3 反传，摇臂夹紧，SQ2 释放，SQ3 压合Y4 停止输出，KM5 线圈失电，M3 停传，摇臂夹紧完成立柱和主轴箱的夹紧和放松控制：由液压和电气控制系统协调完成，立柱和主轴箱的放松或夹紧可以同时进行，也可以单独动作，由转换开关 SA 和符合开关 SB6 或 SB7 进行控制，。SA 有三个位置，扳到中间位置时，立柱和主轴夹紧(或放松)同时进行；扳到左边，立柱夹紧（或放松）；扳到右边时，主轴箱夹紧（或放松）。复合按钮 SB6 是松开控制按钮，BS7 是夹紧控制按钮。德州职业技术学院毕业设计论文德州职业技术学院毕业设计论文立柱和主轴同时夹紧：SA 扳到中间位置 Y5、Y6 有输出，YA1、YA2 同时得电，按下 SB7Y4 有输出，KM5 线圈得电，M3 反传，立柱和主轴箱同时夹紧立柱和主轴同时松开：SA 扳到中间位置 Y5、Y6 有输出，YA1、YA2 同时得电，按下 SB6Y3 有输出，KM4 吸合，电机 M3 正传，立柱和主轴箱同时松开。立柱箱独立夹紧：SA 扳到左边位置 Y5、YA1 得电，按下 SB7Y4有输出，KM5 线圈得电，M3 反传，立柱夹紧立柱箱独立松开：SA 扳到左边位置 Y5、YA1 得电，按下 SB7Y3有输出，KM4 线圈得电，M3 正传，立柱松开主轴箱独立夹紧：SA 扳到右边位置 Y6、YA2 得电，按下 SB7Y4有输出，KM5 线圈得电，M3 反传，主轴箱夹紧主轴箱独立松开：SA 扳到左边位置 Y6、YA2 得电，按下 SB6Y3有输出，KM4 线圈得电，M3 正传，主轴箱松开结论通过对 z3050 摇臂钻床电气线路控制的进一步了解，了解其工作原理，能够充分去理解摇臂钻床的各个部位的工作流程，能够熟练的去操作，注意使用中遇到的问题，摇臂钻工作时要按机床润滑要求进行注油,应经常注意机.15/18床外露摩擦表面是否缺油,如发现工作不够正确应与时检修。分析每个电动机的工作情况，从接触器线圈分析由下至上，能够从各个支路得到其摇臂上升，下降的过程；同理液压松开与夹紧的工作原理，了解双重自锁与联锁在线路中起到的保护作用。致三年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。这次毕业论文能够得以顺利完成，并非我一人之功劳，是所有指导过我德州职业技术学院毕业设计论文德州职业技术学院毕业设计论文的老师，帮助过我的同学和一直关心支持着我的家人对我的教诲、帮助和鼓励的结果。我要在这里对他们表示深深的意！特别要提出感的是周国平老师，周老师以其严谨的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。她渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。还要提出感的是我的班主任晓楠老师，老师关心、体贴之情一直伴随着我们走过两年多的传奇历程，他帮助我们解决各种难题，培养我们要养成自学的好习惯，他教书育人的精神值得我们称赞。感我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我很多论文素材，还在论文的撰写和排版等过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！参考文献1 工厂常用电气设备手册M.:水利电力.2005 年2 廖常初.FX 系列 PLC 编程与应用M.:机械工业.2005 年.17/183 电力拖动控制线路与技能训练M.:中国劳动社会保障.20044 王炳实王兰军.机床电气控制M.:机械工业.2004 年5 黄绍平.成套电器技术M.:机械工业.2003 年6 清新.伺服系统与机床电气控制.:机械工业.2004 年7 介才.工厂配电.第四版.:机械工业.2006 年8 吴晓君.电气控制与可编程控制器应用.:中国建材工业.20049 熊幸明.组合控制系统设计王新辉组合机床与自动化.2004 年10潭维瑜.电机与电气控制:机械工业.2004 年附表德州职业技术学院毕业设计论文德州职业技术学院毕业设计论文Z3050 电气线路原理图