化工行业企业案例 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析.pdf

Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析

一、摇臂钻床的主要结构和运动形式

钻床是一种用途广泛的孔加工机床。主要用钻头钻削精度要求不

太高的孔，另外还可以来扩孔，铰孔及刮平面，攻螺纹等。

钻床的结构形式很多，有立式钻床，卧式钻床、深孔钻床及多轴

钻床等。摇臂钻床是一种立式钻床，适用于单件或批量生产中带有多

孔的大型零件的孔加工。该机床具有两套液压控制系统；一套是操作

机构液压系统；一套是夹紧机构液压系统。前者安装在主轴箱内，用

以实现主轴正反转，空挡、预选及变速，后者安装在摇臂背后的电气

盒下部，用以夹紧盒松开主轴箱、摇臂及主柱。

图1Z3040型摇臂钻床结构示意图

Z3040型摇臂钻床型号的含义为：

Z3040型摇臂钻床结构示意图如图1所示，主要是由底座、内立

柱、外立柱、摇臂、主轴想、工作台等组成。加工时，工件可安装在

工作台上，如工件体积较大时，也可直接装在底座上；钻头装在主轴

上并由主轴驱动旋转，由于其加工特点，要求主轴油较宽的调速范围。

内立柱固定在底座上，在它外面套着外立柱，而且外立柱可绕着内立

柱回转一周。摇臂的套筒部分与外立柱滑动配合，借助于丝杠，摇臂

可沿着外立柱上下于东，但两者不能作相对转动，所以摇臂将于外立

柱一起相对内立柱回转。主轴箱装在摇臂上，它具有主轴及主轴旋转

不见和主轴进给的全部变速盒操作机构。主轴箱可沿着摇臂上的水平

导轨作经向移动。当进行加工时，可利用特殊的夹紧机构将外立柱紧

固上内立柱上，摇臂紧固在外立柱上，主轴箱紧固在摇臂导轨上然后

进行钻削加工。

由此可见摇臂钻床的主运动是主轴带钻头的旋转运动，进给运动

是主轴的纵向（垂直）进给运动；粗朱运动是主轴箱沿摇臂导轨的经

向移动，摇臂沿外立柱上下移动的摇臂连同外立柱一起相对于内立柱

的回转运动。

二、摇臂钻床的电力拖动形式及控制要求

1为了适应多种加工方式的要求，主轴变速及给应在交大范围内

调速。但这些调速都是机械调速，用手柄操作变速箱调速，对电动机

为任何调速要求。从结构上看，主轴变速机构与进给变速机构应该放

在一个变速箱内，而且两种运动由一台电动机拖动是合理的。

2加工螺纹时要求主轴能正反转。摇臂钻床的正反转一般用机械

方式实现，电动机只需要方向旋转，也无降压启动的要求。

3摇臂沿外立柱上下移动，是由一套摇臂升降电动机驱动丝杠正

反转来实现的，只有一些小型的摇臂钻床才靠人力摇动丝杠升降摇

臂。摇臂升降电动机要求能实现正反转，直接起动。、

4摇臂的夹紧与放松以及立柱的夹紧与放松由一台异步电动机

配合液压装置来完成，要求这台电动机能正反转。摇臂的回转盒主轴

箱的径向移动在中小型摇臂钻床上都采用手动。

5钻削加工时，为对刀具及工作进行冷却，需由一台冷却泵电动

机拖动冷却泵输送冷却液。

6各部分电路及电路之间需要有常规的电气保护盒联锁环节。

三、Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析

Z340型摇臂钻床是在Z35型钻床的基础上进行改进的新产品，

其电气控制电路有多种形式，图7-5所示威常见的一种摇臂钻床的电

气控制电器。

图2Z3040型摇臂钻床电气原理图

1.主电路分析

Z3040摇臂钻床共有4台电动机，除冷却泵电动机采用转换开关

QS2直接控制外，其余3台异步电动机均采用接触器直接起动。三相

电源由QS1引入，FU1用于全电路的短路保护。

M1是主轴电动机，由交流接触器KM1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，带动主轴及进

行给传动系统，热继电器FR1是过载保护元件。

M2是摇臂升降电动机，装于主轴顶部，用接触器KM2和KM3

控制正反转。因为该电动机短时间工作，故不设过载保护。

M3是液压泵电动机，可以做正向转动盒反向转动。正向旋转和

反向旋转的起动与停止由接触器KM4和KM5控制。热继电器FR2是

液压泵电动机的过载保护电器。该电动机的主要作用是供给夹紧装置

压力油，实现摇臂盒立柱的夹紧和松开。

M4是冷却泵电动机，功率很小，由开关直接接通和断开电源。

因为容量较小，所以不需要过载保护。

2.控制电路分析

控制电路控制变压器TC将380V电源降压为127V，作为控