Z3040摇臂钻床PLC控制系统设计.doc

第1章 引 言 1.1本课题选题背景和意义 钻床指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换特殊刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动(主运动)。钻床的特点是工件固定不动，刀具做旋转运在各类钻床中，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，是一般机械加工车间常见的机床IN=PN×103/UN cosφ.η (2－1) 式中：PN－电动机功率（kW）。 UN－电动机额定线电压（V） Cosφ－电动机功率因数，其值大约在0.85～0.9之间。 η－电动机的效率，其值一般在0.8～0.9之间。 （4）接触器吸引线圈电压的选择 如果控制线路比较简单，所用接触器数量较少，则交流接触器线圈的额定电压一般直接选用380V或220V。如果控制线路比较复杂，使用的电器又比较多，为了安全起见，线圈的额定电压可选底一些。例如，交流接触器线圈电压可选择127V、36V等，这时需要附加一个控制变压器。 支流接触器线圈的额定电压应视控制回路的情况而定。同一系列、同一容量等级的接触器，其线圈的额定电压有几种，可以选线圈的额定电压与支流控制电路的电压一致。 直流接触器的线圈加的是直流电压，交流接触器的线圈一般是加交流电压。有时为了提高接触器的最大操作频率，交流接触器也有采用直接线圈的。 2．接触器的选择 （1）主轴电动机接触器KM1的选择 主轴电动机需要起动、停止控制。因此选择AC3类接触器。 额定电流按下式计算 ==6.7A 考虑到留有一定余量故选CJ0-20B型。线圈电压110V （2）其他接触器的选择 其他接触器的选择型号、规格、数量见附录5 Z3040型摇臂钻床主要电元器件明细表。 2.3热继电器 2.3.1 热继电器结构、原理 电动机在工作时，当负载过大、电压过低或发生一相断路故障时，电动机的电流都要增大，其值往往超过额定电流。如果超过不多，电路中熔断器的熔体不会熔断，但时间长了会影响电动机的寿命，甚至烧毁电动机，因此需要有过载保护。热继电器用于电动机的过载保护，它是利用电流热效应使双金属片受热后弯曲，通过联动机构使触点动作的自动电器。 它由发热元件、双金属片、触点及一套传动和调整机构组成。发热元件是一段阻值不大的电阻丝，串接在被保护电动机的主电路中。双金属片由两种不同热膨胀系数的金属片辗压而成。 图中所示的双金属片，下层一片的热膨胀系数大，上层的小。当电动机过载时，通过发热元件的电流超过整定电流，双金属片受热向上弯曲脱离扣板，使常闭触点断开。由于常闭触点是接在电动机的控制电路中的，它的断开会使得与其相接的接触器线圈断电，从而接触器主触点断开，电动机的主电路断电，实现了过载保护。 热继电器动作后，双金属片经过一段时间冷却，按下复位按钮即可复位。 热继电器的主要技术数据是整定电流。整定电流是指长期通过发热元件而不致使热继电器动作的最大电流。当发热元件中通过的电流超过整定电流值的20％时，热继电器应在20分钟内动作。热继电器的整定电流大小可通过整定电流旋钮来改变。选用和整定热继电器时一定要使整定电流值与电动机的额定电流一致 由于热继电器是间接受热而动作的，热惯性较大，因而即使通过发热元件的电流短时间内超过整定电流几倍，热继电器也不会立即动作。只有这样，在电动机起动时热继电器才不会因起动电流大而动作，否则电动机将无法起动。 反之，如果电流超过整定电流不多，但时间一长也会动作。由此可见，热继电器与熔断器的作用是不同的，热继电器只能作过载保护而不能作短路保护，而熔断器则只能作短路保护而不能作过载保护。在一个较完善的控制电路中，特别是容量较大的电动机中，这两种保护都应具备。 2.3.2 热继电器的选择 1．热继电器选用原则 （1）热继电器额定电流的选择 热继电器额定电流应大于电动机额定电流，然后根据额定电流来选择热继电器的型号。 （2）热继电器热元件额定电流的选择 IFRN=(0.95～1.05)IMN (2─2) 式中：IFRN－热继电器热元件的整定电流； IMN－电动机额定电流； 2．热继电器的选择： （1）主轴电动机热继电器FR1的选择 IFRN =（0.95～1.05）IMN =（0.95～1.05）×6.8 =（6.46～7.14）A 故选用热继电器的型号为JR0-20/3，热元件额定电流6.8～11A，取6.8A （2）液压泵电动机热继电器FR2的选择 IFRN