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--机械设备电气控系统的设计实例

——机械设备电气控制系统的设计实例 1.横梁升降机构的工艺要求 (1)由于刨床工件加工位置高低不同,要求横梁沿立柱能作上升、 下降的调整运动。 (2)为确保切削加工的进行,正常情况下横梁应夹紧在立柱上,夹 紧装置由夹紧电动机拖动,而横梁的上、下移动由另一台横梁 升降电动机拖动。 (3)在动作配合上,当横梁升降时应该按照下列顺序进行: 横梁上升:横梁松开→上升移动→横梁夹紧 横梁下降:横梁松开→下降移动→横梁夹紧并回升 设计龙门刨床横梁升降的电气控制线路 由此可知横梁下降时,多了一个短时回升动作,其目的在于消除 多动螺母上端面与丝杠下端面的间隙,防止加工过程中将横梁上 抬,造成横梁歪斜,影响加工精度。 (4)横梁升降应设有限位保护,而夹紧电动机应设有夹紧力保护。 2.电气控制线路的设计过程 (1)初步设计 ①主电路的设计: Ⅰ、从横梁运动要求出发, 横梁移动由横梁升降电动机M1和横梁 夹紧放松电动机M2拖动,且都有正反转。 Ⅱ、夹紧电动机需要的夹紧力保护,用过电流继电器KI来实现。 ②控制电路的设计: Ⅰ、由于横梁升降运动为调整运动,所以对M1采用点动控制。M2则 按一定的顺序自动控制。 Ⅱ、根据横梁移动时的控制程序要求,M2与M1之间有一定的顺序关 系:当发出“上升”指令后,M2电动机起动工作,将横梁松 开,待横梁完全松开后,发出信号,使M2电动机停止工作,并 使M1电动机起动,拖动横梁上升。 横梁松开信号的发出由复合行程开关SQ1完成,当横梁处于夹紧 状态时,SQ1不受压,当横梁完全松开时,夹紧机构经杠杆将SQ1压 下,于是发出“松开”信号。 Ⅲ、当横梁上升到位时,撤除“上升”指令,M1电动机立即停止工 作,同时接通M2电动机,使M2反向运转,拖动夹紧机构使横 梁夹紧。 在夹紧过程中,开关行程开关SQ1复原,为下次发出放松信号 作准备。当横梁夹紧到一定程度时,夹紧电动机M2主电路的电流 升高,借助于M2定子电路中的过电流继电器发出“夹紧”信号,切 断M2电动机的电路,使夹紧过程结束。 Ⅳ、横梁下降在不考虑短时回升时,其动作过程与上升时相同。 综上所述,设计出草图之一,如图8-2-1所示: 图8-2-1 (2)横梁升降电气控制线路中的控制电路部分的修改 ①图1所示的设计草图之一中,控制电路需要具有两组常开触点的 按钮,而常用按钮为一组常开触点、一组常闭触点,为此可引入 一个中间继电器KA,用按钮SB1、SB2去控制KA,再由KA来控制横 梁的升、降和放松。 ②用SB1、SB2按钮的常闭触点完成横梁上升与下降的 机械互锁。 综上所述,修改后的设计草图之二,如图8-2-2所示: 图8-2-2 (3)横梁升降电气控制线路中的控制电路部分的优化 进一步考虑横梁下降时的回升控制。由于回升时间短,所以可采用时间继电器来控制,选择断电延时时间继电器KT,将其通电瞬时闭合、断电延时断开的触点与夹紧接触器KM4的常开触点串联后,再与KA常开触点并联,去控制上升接触器KM1。而KT则由下降接触器KM2触点控制,构成设计草图之三,如图8-2-3所示: 图8-2-3 (4)横梁升降电气控制线路中的控制电路部分的进一步完善考虑电路 各种保护与联锁,有必要设置如下环节: ① SQ2――横梁与侧刀架运动的极限保护; ② SQ3――横梁上升极限保护; ③ SQ4――横梁下降极限保护; ④ KM1 和KM2的常闭触点――横梁上升与下降的电气互锁; ⑤ KM3 和KM4的常闭触点――横梁放松与夹紧的电气互锁; 至此,龙门刨床横梁升降的电气控制线路设计完成, 电气原理图如图8-2-4所示。 图8-2-4 (4)对电气原理图进行校核 设计完成后,必须认真进行校核,看其是否满足生产工艺 要求,电路是否合理,有无需要进一步简化之处,是否存在寄 生电路,电路工作是否安全可靠等。 原理图设计中应注意的问题 电气控制设计中应重视设计、使用和维护人员在长期实 践中总结出来的许多经验,使设计线路简单、正确、安全、 可靠、结构合理、使用维护方便。通常应注意以下问题。 1、选择控制电源 尽量减少控制线路中电源的种类,控制电源用量,控制电压等级应符合标准等级。在控制线路比较简单的情况下,可直接采用电网电压,以省去控制变压器。当控制系统使用电器数量比较多时,应采用控制变压器降低控制电压,或用直流低电压控制,既节省安装空间,又便于采用晶体管无触点器件,具有动

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