m7130型平面磨床機(jī)電課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1 M7130型平面磨床概述</p><p>　　磨床系指用磨具或磨料加工工件各種表面的機(jī)床。一般用于對(duì)零件淬硬表面做磨削加工。通常，磨具旋轉(zhuǎn)也主運(yùn)動(dòng)，工件或磨具的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其應(yīng)用廣泛、加工精度高、表面粗糙度小。</p><p>　　磨床種類很多，可分為十余種

2、：外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、多用磨床、專用磨床等。</p><p>　　M7130型臥軸矩臺(tái)平面磨床是利用砂輪圓周進(jìn)行磨削加工平面的磨床，其主要由床身、工作臺(tái)、電磁吸盤、立柱、砂輪箱與滑座等組成。平面磨床主運(yùn)動(dòng)是砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有垂直進(jìn)給〔滑座在立柱上的上、下運(yùn)動(dòng)）；橫向進(jìn)給（砂輪箱在滑座上的水平移動(dòng)）：縱向運(yùn)動(dòng)（工作臺(tái)沿床身的往復(fù)運(yùn)動(dòng)）。工作時(shí)，砂輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并沿其軸向作定期的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工件固定在

3、工作臺(tái)上，工作臺(tái)作直線往返運(yùn)動(dòng)矩形工作臺(tái)每完成一縱向行程時(shí)，砂輪作橫向進(jìn)給，當(dāng)加工整個(gè)平面后，砂輪作垂直方向的進(jìn)給，以此完成整個(gè)平面的加工。</p><p>　　磨床是用砂輪周邊或端面進(jìn)行機(jī)械加工的精密機(jī)床。它不但能加工一般金屬材料，而且能加工一般金屬刀具難以加工的硬材（如淬火鋼，硬質(zhì)合金等）。利用磨削可獲得較高加工精度和光潔度，而且加工余量較其他加工方法小的多。所以磨床廣泛用于零件加工。由于精密鑄造和精密鍛造工

4、藝的進(jìn)步，使得零件不經(jīng)其他切削加工而直接磨削成成品。隨著高速磨削和強(qiáng)力磨削工藝的發(fā)展，進(jìn)一步提高了磨削的效率。因此磨床的使用范圍日益擴(kuò)大，在金屬切削機(jī)床中所占比重不斷上升，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家占金屬切削機(jī)床的13%-27%。磨床種類很多，按其工藝分為外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床以及一些專用磨床，如螺紋磨床、齒輪磨床、球面磨床、花鍵磨床、導(dǎo)軌磨床與無心磨床等。其中以平面磨床最為普通。</p><p>　　1.2

5、 相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外應(yīng)用的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　磨床是金屬切削機(jī)床中的一個(gè)大類，以精度高、品種多著稱，是能源、交通、冶金、航天、軍工等行業(yè)精密加工必備的設(shè)備之一。隨市場經(jīng)濟(jì)體制的建立和不斷完善，以及企業(yè)制度改革的深化，磨床制造企業(yè)和其它企業(yè)一樣，不斷加強(qiáng)適應(yīng)市場的能力。在“以中國的裝備裝備中國”政策的激勵(lì)下，磨床生產(chǎn)與市場的需求情況發(fā)生很大的變化。近幾年來，市場對(duì)磨床的需求量不斷增長，磨床的產(chǎn)量與銷售量

6、也在逐年增長。</p><p>　　中國加入WTO后，中國磨床市場將進(jìn)一步對(duì)國外開放，國外產(chǎn)品進(jìn)入中國市場的步伐在加快，國外企業(yè)家會(huì)紛紛來中國投資、辦企業(yè)，在中國生產(chǎn)磨床以降低成本，國內(nèi)磨床市場的競爭將會(huì)更激烈。機(jī)遇與挑戰(zhàn)是并存的，由於中國進(jìn)入WTO，國外磨床市場也對(duì)中國開放，中國磨床也有出口競爭的機(jī)遇</p><p>　　中國產(chǎn)品有更多機(jī)會(huì)進(jìn)入國際市場，國外產(chǎn)品也會(huì)以更大的增長幅度進(jìn)入中

7、國磨床市場，中國磨床的高新技術(shù)含量和數(shù)控化率會(huì)在市場競爭得到提高和發(fā)展。相信中國磨床市場的發(fā)展空間會(huì)更大，磨床市場的競爭也會(huì)更激烈。</p><p>　　磨削技術(shù)經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，已進(jìn)入了一個(gè)成熟化、精細(xì)化、實(shí)用化的平穩(wěn)發(fā)展階段。在展會(huì)上，雖未發(fā)現(xiàn)全新的概念性的機(jī)型，但幾年前一些國際頂級(jí)磨床制造商引領(lǐng)的磨削新理念已得到了世界磨床制造領(lǐng)域的廣泛認(rèn)同。</p><p>　　首先能夠?qū)崿F(xiàn)多種

8、磨削工藝的數(shù)控復(fù)合磨床（包括臥式和立式）受到了大多數(shù)國際知名磨床制造商的認(rèn)同和追捧。例如：STUDER 公司的 S31、S33、S120,勇克（JUNKER）公司的 QUICKPOINT 3000，達(dá)諾巴特（DANOBAT）公司的 HG-71和克林貝格（ KELLENBERGER ）公司的RS125/430。此類機(jī)床普遍采用數(shù)控轉(zhuǎn)塔式砂輪架。</p><p>　　我國在磨床技術(shù)水平與世界前沿水平還存在很大差距，總

9、之，許多在幾年前的前沿性的、概念性的磨削技術(shù)當(dāng)今已得到了廣泛的應(yīng)用。我國的磨床企業(yè)既不能不加選擇的盲目照搬和跟隨，也決的觀望和抵觸。只有立足于充分的市場調(diào)研和認(rèn)真分析用戶零件工藝的基礎(chǔ)上，虛心學(xué)習(xí)并吸收先進(jìn)的技術(shù)，扎扎實(shí)實(shí)的發(fā)展自己的產(chǎn)品，才能跟上世界機(jī)床技術(shù)的發(fā)展潮流。同時(shí)，應(yīng)大力鼓勵(lì)前沿性、原創(chuàng)性的研究。</p><p>　　第2章 M7130平面磨床的原理結(jié)構(gòu)</p><p>　　2

10、.1 M7130平面磨床的主要結(jié)構(gòu)</p><p>　　M7230 是臥軸圓臺(tái)平面磨床:適用于磨削圓形薄片工件,并可利用工作臺(tái)傾斜磨出厚薄不等的環(huán)形工件。臥軸矩臺(tái)平面磨床，國家標(biāo)為M71系列平面磨床，即帶有臥式磨頭主軸，矩形工作臺(tái)的平面磨床。主要功能是用砂輪的周邊磨削工件的平面，也可以用砂輪的端面磨削工件的槽和凸緣的側(cè)面，磨削精度和光潔度都較高。適宜于磨削各種精密零件和工模具，可供機(jī)械加工車間、機(jī)修車間和工具車間

11、作精密加工使用。中國傳統(tǒng)的臥軸矩臺(tái)平面磨床是從原蘇聯(lián)引進(jìn)并消化改進(jìn)的M71系列，特點(diǎn)是磨床主軸側(cè)掛，主軸采用軸瓦支承，適合粗加工重切削。近年來歐美國家更流行是十字鞍座結(jié)構(gòu)的臥軸矩臺(tái)平面磨床，主軸采用精密精珠軸承支承，更適合于精密磨削。</p><p>　　M7130具有以下特點(diǎn)：</p><p>　?。?）機(jī)床布局采用立柱右置，磨頭、拖板與立柱的結(jié)構(gòu)有新的突破，整機(jī)剛性更好。 </p

12、><p>　?。?）磨頭采用國際通行的滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)形式。 </p><p>　?。?）機(jī)床的垂直、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用滾珠絲杠副，進(jìn)給靈敏度高。 </p><p>　?。?）工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)由葉片泵驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小。油池配有冷卻裝置，溫升低，熱變形小。 </p><p>　?。?）磨頭垂直運(yùn)動(dòng)有快速升降裝置，操作方便，橫向運(yùn)動(dòng)由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可無

13、級(jí)調(diào)速。 </p><p>　?。?）機(jī)床的垂直、橫向進(jìn)給部分留有伺服電機(jī)安裝位置，根據(jù)需要可配置數(shù)控系統(tǒng)成為數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　M7130平面磨床主要由床身、工作臺(tái)、電磁吸盤、砂輪箱、立柱、操作手柄等構(gòu)成，外形結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 臥軸平面磨床外形結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　1—立柱；2—滑座；3

14、—砂輪箱；4—電磁吸盤；5—工作臺(tái)；6—床身</p><p>　　2.2 M7130平面磨床的原理</p><p>　　工作臺(tái)上裝有電磁吸盤，用以吸持工件。工作臺(tái)在床身導(dǎo)軌上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)（縱向運(yùn)動(dòng)）。固定在床身上的立柱上帶有導(dǎo)軌，滑座在立柱導(dǎo)軌上作垂直運(yùn)動(dòng)；而砂輪箱在滑座的導(dǎo)軌上作水平運(yùn)動(dòng)（橫向運(yùn)動(dòng)），砂輪箱內(nèi)裝有電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)砂輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　

15、　平面磨床在加工工件過程中，砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)為縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，滑座帶動(dòng)砂輪箱沿立柱導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)為垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，砂輪箱沿滑座導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)為橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　工作時(shí)，砂輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)工作臺(tái)帶動(dòng)工件右移（如圖2.2所示），工件被磨削。然后工作臺(tái)帶動(dòng)工件快速左移，砂輪向前作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)再次右移，工件上新的部位被磨削。這樣不斷重復(fù)，直至整個(gè)待加工平面都被磨削。</p>&l

16、t;p>　　圖2.2 矩形工作臺(tái)平面磨床工作圖</p><p>　　1—砂輪；2—主運(yùn)動(dòng)；3—縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；4—工作臺(tái)；5—橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；</p><p><b>　　6—垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)</b></p><p>　　2.3電力拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求</p><p>　　2.3.1電力拖動(dòng)特點(diǎn)</p><

17、;p>　　(1) M7130平面磨床中有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)：砂輪電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)。液壓泵電動(dòng)機(jī)拖液壓泵，采用多電機(jī)單拖動(dòng)，經(jīng)液壓裝置來完成工作臺(tái)往復(fù)縱向運(yùn)動(dòng)以及實(shí)現(xiàn)橫向的自動(dòng)進(jìn)給，并承擔(dān)工作臺(tái)導(dǎo)軌的潤滑。冷卻泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)冷卻泵，供給磨削加工需要的冷卻液。相互間存在簡單的聯(lián)鎖與必要的信號(hào)及保護(hù)環(huán)節(jié)，磨床有簡單的機(jī)械傳動(dòng)。 </p><p>　　(2) 磨削加工一般不要求調(diào)速，因要求砂輪速度高，所以通常采用三相鼠籠式

18、異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。同時(shí)為提高砂輪主軸的剛度，從而提高磨床加工精度，采用裝入式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)，這樣砂輪主軸就是電動(dòng)機(jī)的軸。</p><p>　　(3) 平面磨床是一種精密機(jī)床，為保證加工精密，要求機(jī)床運(yùn)行平穩(wěn)，又因工作臺(tái)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)，要求換向時(shí)的慣性小，換向無沖擊。為此平面磨床采用液壓傳動(dòng)。由液壓電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵，經(jīng)液壓傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。并通過工作臺(tái)上的撞塊操縱床上的液壓換向開關(guān)，實(shí)現(xiàn)方向的反向送進(jìn)

19、，從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　(4) 平面磨床采用電磁吸盤，是保證加工工件的精度，同時(shí)也為磨削加工一些小工件時(shí)，讓工件在加工過程中發(fā)熱可以自由伸縮，更便于夾持。</p><p>　　(5) 在磨削過程中為沖走磨屑及沙粒，保證加工精度，也為使工件得到良好的冷卻，減少變形，需采用冷卻泵為磨削過程輸送冷卻液。</p><p><b>　　2.

20、3.2控制要求</b></p><p>　?。?）砂輪電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)都只是要求單方向運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　?。?）冷卻泵電動(dòng)機(jī)隨砂輪電動(dòng)機(jī)開動(dòng)，不用冷卻液時(shí)也可單獨(dú)關(guān)斷冷卻泵電動(dòng)機(jī)。 </p><p>　?。?）具有完善的保護(hù)環(huán)節(jié)：各電路的短路保護(hù)；電動(dòng)機(jī)的長期過載保護(hù)；零壓保護(hù)電磁吸盤的欠電流保護(hù)；防止因斷電，電磁吸盤工件飛出的

21、保護(hù)以及其他保護(hù)等。</p><p>　?。?）允許機(jī)床分別作調(diào)整運(yùn)動(dòng)。</p><p>　?。?）具有使電磁吸盤吸牢工件及放開工件并去磁的控制環(huán)節(jié)。</p><p>　?。?）具有照明電路。</p><p><b>　　2.4電源形式</b></p><p>　　主電路采用交流380V電源直接供

22、電，對(duì)于比較復(fù)雜的控制線路，應(yīng)采用控制電源變壓器，將控制電壓由交流380V或220V降至110V或48V、24V等，這是從安全角度考慮的。 本設(shè)計(jì)由控制變壓器將交流380V變換成110V、24V、和6V分別供給控制回路、照明回路和信號(hào)回路</p><p><b>　　第3章 電氣設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 電氣控制設(shè)計(jì)</p><p

23、>　　圖3.1 為M7130型平面磨床電氣控制線路圖。</p><p>　　圖3.1 M7130型平面磨床電氣控制電路圖</p><p><b>　　3.2 主電路分析</b></p><p>　　主電路有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)，M1為砂輪電動(dòng)機(jī)，M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，M3為液壓泵電動(dòng)機(jī)。M1由接觸器KM1控制。插上插銷X1后，M2將與M1同時(shí)啟動(dòng)和停

24、止；不用冷卻液時(shí)，可將插銷X1拔掉。M3由接觸器KM2控制。</p><p>　　三臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用熔斷器FU1作短路保護(hù)，M1和M2用熱繼電器FR1作長期過載保護(hù)，M3用熱繼電器FR2作長期過載保護(hù)。</p><p><b>　　3.3控制電路分析</b></p><p>　　控制電路可分為電動(dòng)機(jī)控制電路和電磁吸盤控制電路以及照明和指示燈控制&l

25、t;/p><p>　　3.3.1電動(dòng)機(jī)的控制</p><p>　　由控制按鈕SB1、SB2與接觸器KM1構(gòu)成砂輪電動(dòng)機(jī)M1的單向旋轉(zhuǎn)直接啟動(dòng)控制電路；由控制按鈕SB3、SB4與KM2構(gòu)成液壓泵電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)直接啟動(dòng)控制電路。</p><p>　　這兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止都可獨(dú)立進(jìn)行。但想要啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，只要在轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2的觸點(diǎn)SA2閉合，或欠電流繼電器KA的常閉觸點(diǎn)KA

26、閉合的條件下方可實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　3.3.2電磁吸盤的控制</p><p>　　電磁吸盤控制電路可分為整流裝置、控制裝置和保護(hù)裝置三部分。 </p><p>　　電磁吸盤整流裝置由整流變壓器T1與橋式全波整流器VC組成，輸出110V直流電壓對(duì)電磁吸盤供電。</p><p>　　電磁吸盤由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1控制。SA1有三個(gè)位置：充磁、斷

27、電和去磁。當(dāng)SA1置于“充磁”位置時(shí)，觸點(diǎn)SA1（301—303）與觸點(diǎn)SA1（302—304）接通，整流器的輸出經(jīng)302—304—KA—306—YH—303—301使電磁吸盤YH通電。當(dāng)SA1置于“去磁”位置時(shí)，觸點(diǎn)SA1（301—305）、SA1（303—302）及SA1（8—6）接通，此時(shí)整流器輸出經(jīng)302—303—YH—306—KA—304—R2—305—301使電磁吸盤通電。在“充磁”狀態(tài)時(shí)，電磁吸盤獲得整流器輸出的110V直

28、流電壓，極性為上負(fù)下正，并串入了欠電流繼電器KA。電流足夠大時(shí)，KA的常開觸點(diǎn)閉合，為電動(dòng)機(jī)控制電路的操作做好準(zhǔn)備。在加工過程中，若吸盤電流大大降低或消失，KA的常開觸點(diǎn)斷開使電動(dòng)機(jī)控制線路斷電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，以避免磨削時(shí)因吸力不足而使工件飛出。但是，在要單獨(dú)對(duì)砂輪或工作臺(tái)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，不需要電磁吸盤工作。這時(shí)，為使電動(dòng)機(jī)控制電路也能操作，將SA1的一對(duì)觸點(diǎn)SA1（8—6）與KA（8—6）并聯(lián)。這樣，在需要單獨(dú)調(diào)整砂輪或工作臺(tái)時(shí)，可將SA1

29、扳在“去磁”位置，SA1（8—6）便閉合，使得電動(dòng)機(jī)控制電路被接</p><p>　　工件對(duì)去磁要求嚴(yán)格，在取下工件后，還需要用交流去磁器進(jìn)行處理。圖中的插座X2就是為插接去磁器而預(yù)備的。</p><p>　　電磁吸盤線圈是一個(gè)大電感，當(dāng)線圈斷電時(shí)，兩端會(huì)產(chǎn)生很高的自感電壓，會(huì)把線圈絕緣損壞，以及在開關(guān)SA1上產(chǎn)生很大的火花，導(dǎo)致開關(guān)觸點(diǎn)的損壞。為此，電路中接了電阻R3作為其放電回路，以釋

30、放線圈中儲(chǔ)存的磁場能量。</p><p>　　另外，圖中的R、C是用于吸收交、直側(cè)通斷時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓，作為整流裝置的過電壓保護(hù)。</p><p>　　3.3.3照明及指示燈的控制</p><p>　　照明、信號(hào)電路分析控制變壓器TC的二次側(cè)輸出24V電壓，作為車床低壓照燈和信號(hào)燈的電源。EL1為車床的低壓照明燈由開關(guān)SA2控制，HL為電源信號(hào)燈。</p>

31、;<p>　　EL2為電動(dòng)機(jī)M1和M2的啟動(dòng)指示燈，EL3為電動(dòng)機(jī)M3的運(yùn)行指示燈。分別用交流接觸器KM1和KM2的常開開關(guān)控制。</p><p>　　第4章 電氣元件的選擇</p><p><b>　　4.1電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　正確的選擇電動(dòng)機(jī)具有重要意義，合理的選擇電動(dòng)機(jī)是從驅(qū)動(dòng)機(jī)床的具體對(duì)象、加工規(guī)范，

32、也就是要從機(jī)床的使用條件出發(fā)，經(jīng)濟(jì)、合理、安全等多方面考慮，使電動(dòng)機(jī)能夠安全可靠地運(yùn)行。</p><p>　　4.1.1電動(dòng)機(jī)容量的選擇</p><p>　　根據(jù)磨床的負(fù)載功率就可選擇電動(dòng)機(jī)的容量。然而機(jī)床的載荷是經(jīng)常變化的，而每個(gè)負(fù)載的工作時(shí)間也不盡相同，這就產(chǎn)生了使電動(dòng)機(jī)功率如何最經(jīng)濟(jì)的滿足機(jī)床負(fù)載功率的問題。</p><p><b>　?。?）主軸電

33、動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　計(jì)算砂輪電動(dòng)機(jī)的功率時(shí)，多數(shù)磨床負(fù)載情況比較復(fù)雜，磨削用量變化很大，尤其是通用磨床負(fù)載種類更多，不易準(zhǔn)確地確定其負(fù)載情況。因此通常采用調(diào)查統(tǒng)計(jì)類比或采用分析與計(jì)算相結(jié)合的方法來確定電動(dòng)機(jī)的功率。</p><p><b>　　調(diào)查統(tǒng)計(jì)類比法： </b></p><p>　　確定電動(dòng)機(jī)功率前，首先進(jìn)行廣

34、泛調(diào)查研究，分析確定所需要的磨削用量，然而用己確定的較常用的磨削用量的最大值，在同類同規(guī)格的磨床上進(jìn)行磨削實(shí)驗(yàn)并測出電動(dòng)機(jī)的輸出功率，以此測出的功率為依據(jù)，再考慮到磨床最大負(fù)載情況，以及采用先進(jìn)磨削方法及新工藝等，然后類比國內(nèi)外同類磨床電動(dòng)機(jī)的功率，最后確定所設(shè)計(jì)的磨床電動(dòng)機(jī)功率來選擇鋒電動(dòng)機(jī)。這種方法有實(shí)用價(jià)值，以磨削實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行分析類比，符合實(shí)際情況。</p><p>　　目前我國磨床設(shè)計(jì)制造部門，往往采用

35、這種方法來選擇電動(dòng)機(jī)容量。這種方法就是對(duì)磨床主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)測、分析，找出了電動(dòng)機(jī)容量與磨床主要數(shù)據(jù)的關(guān)系，根據(jù)這種關(guān)系作為選擇電動(dòng)機(jī)容量的依據(jù)。</p><p><b>　　磨床主電動(dòng)機(jī)的功率</b></p><p>　　P=T*n/9550</p><p>　　T=砂輪重量/砂輪半徑</p><p><b&g

36、t;　　分折計(jì)算法： </b></p><p>　　可根據(jù)機(jī)床總體設(shè)計(jì)中對(duì)機(jī)械傳動(dòng)功率的要求，確定機(jī)床拖動(dòng)用電動(dòng)機(jī)功率。即知道機(jī)械傳動(dòng)的功率，可計(jì)算出所需電動(dòng)機(jī)功率： </p><p>　　式中：P 電動(dòng)機(jī)功率； </p><p>　　P1 機(jī)械傳動(dòng)軸上的功率；</p><p>　　η1 生產(chǎn)機(jī)械效率；</p>

37、<p>　　η2 電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械之間的傳動(dòng)效率。</p><p>　　式中：η：為磨床總效率，一般主運(yùn)動(dòng)取0.7~0.85；</p><p>　　主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床取0.6~0.7（結(jié)構(gòu)簡單的取大值，復(fù)雜的取小值)。</p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況，最后確定電動(dòng)機(jī)的容量為7KW。</p><p><b>　?。?

38、）冷卻泵電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　冷卻泵電動(dòng)機(jī)的容量比較小，一般選取120W即可。</p><p><b>　?。?）液壓泵電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　液壓泵電動(dòng)機(jī)也不需要太大的容量，所以取1.1KW</p><p>　　4.1.2電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和結(jié)構(gòu)形式的選擇</p><

39、p><b>　?。?）轉(zhuǎn)速的選擇</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)功率的確定是選擇電動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵，但也要對(duì)轉(zhuǎn)速、使用電壓等級(jí)及結(jié)構(gòu)形式等項(xiàng)目進(jìn)行選擇。異步電動(dòng)機(jī)由于它結(jié)構(gòu)簡單堅(jiān)固、維修方便、造價(jià)低廉，因此在機(jī)床中使用得最為廣泛。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速愈低則體積愈大，價(jià)格也愈高，功率因數(shù)和效率也就低，因此電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速要根據(jù)機(jī)械的要求和傳動(dòng)裝置的具體情況

40、加以選定。異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有3000 r/min、1500 r/min、1000 r/min、750 r/min、600 r/min等幾種，這是由于電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)的不同而決定的。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速由于存在著轉(zhuǎn)差率，一般比同步轉(zhuǎn)速約低2％~5％。一般情況下，可選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的電動(dòng)機(jī)，因?yàn)檫@個(gè)轉(zhuǎn)速下的電動(dòng)機(jī)適應(yīng)性較強(qiáng)，而且功率因數(shù)和效率也高。若電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與該機(jī)械的轉(zhuǎn)速不一致，可選取轉(zhuǎn)速稍高的電動(dòng)機(jī)通過機(jī)械變速裝置使其一

41、致。</p><p>　　根據(jù)以上內(nèi)容選擇砂輪電動(dòng)機(jī)M1轉(zhuǎn)速為2860r/min；冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2轉(zhuǎn)速為3000r/min；液壓泵電動(dòng)機(jī)M3轉(zhuǎn)速為1410r/min。</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)形式的選擇</p><p>　　在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，也應(yīng)考慮磨床的轉(zhuǎn)動(dòng)條件，對(duì)易產(chǎn)生懸浮飛揚(yáng)的鐵屑或廢料，或冷卻液、工業(yè)用水等有損于絕緣的介質(zhì)能侵入電動(dòng)機(jī)的場合，選用封閉式結(jié)

42、構(gòu)為適宜。</p><p>　　Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)是機(jī)床上常用的三相異步電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　Y系列電動(dòng)機(jī)是封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，是全國統(tǒng)一設(shè)計(jì)的新的基本系列，它是我國取代JO2系列的更新?lián)Q代產(chǎn)品。安裝尺寸和功率等級(jí)完全符合IEC標(biāo)準(zhǔn)和DIN42673標(biāo)準(zhǔn)。本系列采用B級(jí)絕緣，外殼防護(hù)等級(jí)為IP44，冷卻方式為IC0.141。</p><p>　

43、　因此，主軸電動(dòng)機(jī)選擇JW-4型電動(dòng)機(jī)；</p><p>　　冷卻泵電動(dòng)機(jī)采用專門的AOB-25系列油泵電機(jī)，由封閉自冷的三星異步電動(dòng)機(jī)和單級(jí)離心泵組合而成，主要是給一般機(jī)床和其他設(shè)備輸送循環(huán)冷卻液（冷卻液為肥皂水，蘇打水，輕礦物油和其他無腐蝕性的液體），該系列泵效率高，體積小，重量輕，運(yùn)行平穩(wěn)，安全可靠。</p><p>　　液壓泵電動(dòng)機(jī)選擇Y802—4電動(dòng)機(jī)。</p>&

44、lt;p>　　因此電動(dòng)機(jī)的選擇如下：</p><p>　　砂輪電動(dòng)機(jī)：型號(hào)JW-4 容量7KW 轉(zhuǎn)速2860r/min</p><p>　　冷卻泵電動(dòng)機(jī)：型號(hào)AOB-25 容量0.12KW</p><p>　　液壓泵電動(dòng)機(jī)：型號(hào)Y802—4 容量1.1KW 轉(zhuǎn)速1410 r/min</p><p><b>　　4.2

45、 熱繼電器</b></p><p>　　利用電流的熱效原理來工作的保護(hù)電器</p><p>　　主要用作：三相異步電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)</p><p><b>　?。?）FR１</b></p><p>　　型號(hào)為：JR10-10　6.71A 作用：M1的過載保護(hù)</p><p>　　利用

46、電流的熱效原理來工作的保護(hù)電器</p><p><b>　?。?） FR2</b></p><p>　　型號(hào)為：JR10-10 2.71A 作用：M3的過載保護(hù)</p><p>　　利用電流的熱效原理來工作的保護(hù)電器</p><p><b>　　4.3 交流接觸器</b></p>

47、<p>　　交流接觸器又可分為電磁式，永磁式和真空式三種。</p><p>　　交流接觸器主要有四部分組成:(1) 電磁系統(tǒng),包括吸引線圈、動(dòng)鐵芯和靜鐵芯；(2)觸頭系統(tǒng),包括三組主觸頭和一至兩組常閉、常閉輔助觸頭,它和動(dòng)鐵芯是連在一起互相聯(lián)動(dòng)的；(3)滅弧裝置,一般容量較大的交流接觸器都設(shè)有滅弧裝置, 以便迅速切斷電弧,免于燒壞主觸頭；(4)絕緣外殼及附件,各種彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、短路環(huán)、接線柱等。<

48、;/p><p>　　當(dāng)線圈通電時(shí),靜鐵芯產(chǎn)生電磁吸力,將動(dòng)鐵芯吸合,由于觸頭系統(tǒng)是與動(dòng)鐵芯聯(lián)動(dòng)的,因此動(dòng)鐵芯帶動(dòng)三條動(dòng)觸片同時(shí)運(yùn)行,觸點(diǎn)閉合,從而接通電源。當(dāng)線圈斷電時(shí),吸力消失, 動(dòng)鐵芯聯(lián)動(dòng)部分依靠彈簧的反作用力而分離,使主觸頭斷開,切斷電源。</p><p>　　接觸器主要由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)及其它部分組成。 </p><p>　?、衮?qū)動(dòng)系統(tǒng)：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括

49、電子模塊、軟鐵、永磁體，是永磁式接觸器的重要組成部分，依靠它帶動(dòng)觸點(diǎn)的閉合與斷開。 </p><p>　?、谟|點(diǎn)系統(tǒng)：觸點(diǎn)是接觸器的執(zhí)行部分，包括主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)的作用是接通和分?jǐn)嘀骰芈?，控制較大的電流，而輔助觸點(diǎn)是在控制回路中，以滿足各種控制方式的要求。 </p><p>　?、蹨缁∠到y(tǒng)：滅弧裝置用來保證觸點(diǎn)斷開電路時(shí)，產(chǎn)生的電弧可靠的熄滅，減少電弧對(duì)觸點(diǎn)的損傷。為了迅速熄滅斷開

50、時(shí)的電弧，通常接觸器都裝有滅弧裝置，一般采用半封式縱縫陶土滅弧罩，并配有強(qiáng)磁吹弧回路。 </p><p>　?、芷渌糠郑河薪^緣外殼、彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。</p><p><b>　　4.4 熔斷器</b></p><p>　　作用：利用金屬的熔化來切斷電路，以保護(hù)電器</p><p>　　結(jié)構(gòu)：熔體（保險(xiǎn)絲）和熔座（安裝

51、熔體）</p><p>　　形狀：片狀、絲狀、和籠狀</p><p>　　型號(hào)：常用的熔斷器有瓷插式RCIA系列、封閉管式及螺旋式RL1系列等多種</p><p>　　熔斷器的圖形、文字符號(hào)</p><p><b>　　(1)FU1</b></p><p>　　型號(hào)為：RL1 熔體25A

52、作用：總電路的短路保護(hù)</p><p>　　因?yàn)镕U1是主電路的保護(hù)所以用25A的熔體</p><p><b>　?。?）FU2</b></p><p>　　型號(hào)為：RL1 熔體 2A 作用：控制電路保護(hù)</p><p><b>　?。?）FU3</b></p><p&g

53、t;　　型號(hào)為：RL1 熔體 2A 作用：照明電路的保護(hù)</p><p><b>　?。?）FU4</b></p><p>　　型號(hào)為：RL1 熔體 2A 作用：降壓整流保護(hù)</p><p><b>　　4.5 按鈕</b></p><p>　　按鈕，是一種常用的控制電器元件，常用來

54、接通或斷開‘控制電路’（其中電流很?。瑥亩_(dá)到控制電動(dòng)機(jī)或其他電氣設(shè)備運(yùn)行目的的一種開關(guān)。</p><p><b>　　按鈕分為： </b></p><p>　　1、常開按鈕——開關(guān)觸點(diǎn)斷開的按鈕。 </p><p>　　2、常閉按鈕——開關(guān)觸點(diǎn)接通的按鈕 </p><p>　　3、常開常閉按鈕——開關(guān)觸點(diǎn)既有接通也有

55、斷開的按鈕。</p><p>　　按鈕的用途很廣，例如車床的起動(dòng)與停機(jī)、正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)等；塔式吊車的起動(dòng)，停止，上升，下降，前、后、左、右、慢速或快速運(yùn)行等，都需要按鈕控制</p><p><b>　?。?）SB1</b></p><p>　　型號(hào)為LA2型 5A 作用：砂輪電動(dòng)機(jī)停止</p><p><b>

56、;　?。?）SB2</b></p><p>　　型號(hào)為LA2型 5A 作用：砂輪電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)</p><p><b>　?。?）SB3</b></p><p>　　型號(hào)為LA2型 5A 作用：液壓泵停止</p><p><b>　?。?）SB4</b></p>

57、<p>　　型號(hào)為LA2型 5A 作用：液壓泵啟動(dòng)</p><p><b>　　4.6變壓器</b></p><p>　　控制變壓器和普通變壓器原理沒有區(qū)別.只是用途不同.控制變壓器:用途廣泛,可做升壓,亦可做降壓用.。</p><p>　　控制變壓器利用電磁感應(yīng)原理，從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳遞電能或傳輸信號(hào)的一種電器是電能傳遞

58、或作為信號(hào)傳輸?shù)闹匾?</p><p>　　控制變壓器變壓器原理 與電源相連的線圈，接收交流電能，稱為一次繞組 與負(fù)載相連的線圈，送出交流電能，稱為二次繞組 </p><p>　　一次繞組的 二次繞組的 電壓相量 U1 電壓相量 U2 電流相量 I1 電流相量 I2 電動(dòng)勢相量 E1 電動(dòng)勢相量 E2 匝數(shù) N1 匝數(shù) N2 同時(shí)交鏈一次，二次繞組的磁通量的相量為 φm ,該磁通量稱為

59、主磁通</p><p><b>　　表1電氣元件明細(xì)表</b></p><p><b>　　4.7電氣柜的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　圖4.1 4.2 4.3 為相應(yīng)的電氣柜設(shè)計(jì)</p><p>　　圖4.1安裝面板位置圖 圖4.2控

60、制面板位置圖</p><p>　　圖4.3電氣控制柜外觀總體設(shè)計(jì)圖</p><p>　　4.8 平面磨床一般故障處理方法</p><p>　　(1)各電動(dòng)機(jī)均不能啟動(dòng)</p><p>　　故障診斷（1）熔斷器FU1斷或熱繼電器FR動(dòng)作</p><p>　?。?）電磁吸盤參加工作時(shí)，欠流繼電器沒有動(dòng)作或接觸不良</

61、p><p>　?。?）電磁吸盤不參加工作，轉(zhuǎn)換開關(guān)未接到位置或接觸不良</p><p>　　處理方法（1）先檢查哪個(gè)熱繼電器動(dòng)作，找出故障原因后換新熔芯或熱繼電器復(fù)位</p><p>　?。?）調(diào)整欠流繼電器動(dòng)作或更換觸點(diǎn)</p><p>　?。?）將開關(guān)板撥到“退磁”位置或檢修開關(guān)</p><p>　　(2)砂輪電動(dòng)機(jī)不

62、工作</p><p>　　故障診斷（1）砂輪進(jìn)刀量過大，引起熱繼電器動(dòng)作</p><p>　?。?）由于裝入式電動(dòng)機(jī)前軸承是軸瓦，易磨損電流增大</p><p>　?。?）接觸器接觸不良</p><p>　　處理方法（1）減少進(jìn)刀量，防止電機(jī)過載</p><p>　?。?）更換磨損的軸瓦</p><

63、p>　?。?）修復(fù)或更換接觸器</p><p><b>　　(3)無冷卻水</b></p><p>　　故障診斷（1）冷卻液進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，造成匝間短路，電機(jī)燒毀</p><p>　?。?）冷卻泵被贓物堵塞，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)</p><p>　　處理方法（1）更換冷卻泵 </p><p>　　

64、（2）清除贓物，更換冷卻泵</p><p>　　(4)電磁吸盤無吸力</p><p>　　故障診斷（1）整流變壓器沒有輸出電壓</p><p>　?。?）有交流但無直流</p><p>　?。?）欠電流繼電器線圈斷開</p><p><b>　?。?）插銷接觸不良</b></p>&

65、lt;p>　?。?）電力吸盤本身故障</p><p>　　處理方法（1）檢修或更換變壓器</p><p>　?。?）檢查更換整流元件，損壞的更新</p><p><b>　?。?）接好線圈線</b></p><p>　?。?）修復(fù)或更換插銷</p><p><b>　?。?）檢修電

66、磁吸盤</b></p><p>　　(5)電磁吸盤吸力不足</p><p>　　故障診斷（1）由于變壓器匝間短路或整流管壞，造成整流器空載輸出電壓太低</p><p>　　（2）接負(fù)載后電壓太低</p><p>　　處理方法（1）先檢查變壓器二次輸出電壓，若太低更換變壓器。用萬用表直流擋測量變壓器空載輸出電壓為130~140V，若

67、太低更換二極管</p><p>　?。?）接負(fù)載直流電壓不低于110V，若太低洗盤短路，修復(fù)或更換</p><p>　　(6)電磁吸盤退磁不好，工件去不下來</p><p>　　故障診斷（1）退磁電壓過高</p><p>　　（2）退磁電阻損壞或線圈開路，無法退磁</p><p>　　（3）沒有掌握好退磁時(shí)間</

68、p><p>　　處理方法（1）檢查或更換退磁電阻，把退磁電壓調(diào)至5~10V</p><p>　?。?）更換電阻或接通電路</p><p>　　（3）對(duì)于不同材質(zhì)工件，掌握不同退磁時(shí)間</p><p>　　4.9磨床的電氣保養(yǎng)</p><p>　　表2 磨床電氣保養(yǎng)、大修參考標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　

69、第五章 M7130磨床PLC控制方案的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 基本方案的確定</p><p>　　1. 原磨床的工藝加工方法不變；</p><p>　　2. 在保留主電路的原有元件的基礎(chǔ)上，不改變?cè)刂葡到y(tǒng)電氣操作方法；3. 電氣控制系統(tǒng)控制元件（包括按鈕、行程開關(guān)、熱繼電器、接觸器），作用與原電氣線路相同；4. 主軸和進(jìn)給起動(dòng)、

70、制動(dòng)、低速、高速和變速?zèng)_動(dòng)的操作方法不變；5. 改造原繼電器控制中的硬件接線，改為PLC編程實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　5.2 PLC機(jī)型選擇</p><p>　　在國內(nèi)市場上西門子公司的PLC以大、中型機(jī)為主。西門子公司的早期產(chǎn)品是S5系列，小型饑有S5—95U、S5—100U，中型機(jī)有55—U5U，大型機(jī)有S5—135U、S5—155U c作為S5系列的更新?lián)Q代產(chǎn)品，西門

71、子公司近年又推出了性價(jià)比更高的S7系列，有S7—200(小型)、S7—300(中型)和57—400(大型).</p><p>　　S7—200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制，應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測，自動(dòng)化控制關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。作為一個(gè)產(chǎn)品系列S7—200有多種型號(hào)的CPU單

72、元(主機(jī))，CPU單元的第一代產(chǎn)有CPU212、CPU214、CPU215、CPU216四種型號(hào)。近年來更新?lián)Q代的第二代產(chǎn)品有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226四種型號(hào)，其技術(shù)性能見表5.1。</p><p><b>　　表5.1</b></p><p><b>　　1．CPU221</b></p><p&

73、gt;　　本機(jī)集成6輸人/4輸出共10個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，無I/O擴(kuò)展能力；6K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間：4個(gè)獨(dú)立的高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kH z高速脈沖輸出51個(gè)B5485通信/編程L3；具有PPN通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由方式通信能力。它非常適合于小點(diǎn)數(shù)控制的微型控制器、</p><p><b>　　2．CPU222</b></p><p>　　本機(jī)集成8輸人

74、/6輸出共14個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，可連接2個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至78路數(shù)字量I/O點(diǎn)或10路(8/2)模擬量I/O點(diǎn)；6K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)串間；4個(gè)獨(dú)立的高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kH z高速脈沖輸出，具有PID控制器i1個(gè)Rs485通信/編程口，具有P四通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由方式通信能力。它是具有擴(kuò)展能力的、適應(yīng)性更廣泛的全功能控制器。</p><p><b>　　3．CPU 224</

75、b></p><p>　　本機(jī)集成14輸人/10輸出共24個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至168路數(shù)字量I/O/點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)；113K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；6個(gè)獨(dú)立的高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有ND控制器E1個(gè)RS485通信/編程口，具有P四通信協(xié)議、MN通信協(xié)議和自由方式通信能力2I/O端子排很容易整體拆卸。它是具有較強(qiáng)控制能力的控制器。</p&g

76、t;<p><b>　　4．CPU 226</b></p><p>　　本機(jī)集成24輸人/16輸出共40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)213K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；6個(gè)獨(dú)立的高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)方的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。2個(gè)RS485通信/編程門，具有PN通信協(xié)議、MN通信協(xié)議和自內(nèi)方式通信能力3

77、1I/O端子排可很容易地整體拆卸。該型號(hào)適合于I/O點(diǎn)數(shù)較多且控制要求較高的中、小型控制系統(tǒng)。</p><p>　　清點(diǎn)M7130平面磨床需接入PLC的輸入輸出器件后，確定需輸人口10個(gè)及輸出口3個(gè)，據(jù)此選用西門子S7—200系列CPU224，AC/DC/RELAY。這是一種具有14個(gè)輸人口及10個(gè)輸出口的PLC，輸出口為繼電器型，它的主要性能完全滿足磨床的工作需要。</p><p>　　

78、5.3 PLC的I/O分配</p><p>　　PLC的I/O分配表見表5.2。</p><p>　　表5.2 M7130型平面磨床PC、I/O分配表</p><p>　　5.4 PLC系統(tǒng)的控制接線連接設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)的控制接線連接如圖所示</p><p><b>　　結(jié) 束 語</

79、b></p><p>　　經(jīng)過這段時(shí)間不斷的努力，課程設(shè)計(jì)終于做完了,身體有些疲憊，但看到勞動(dòng)后的碩果，心中又有幾分喜悅。總而言之，感觸良多，收獲頗豐。機(jī)械設(shè)計(jì)的過程是一個(gè)復(fù)雜細(xì)致的工作過程，不可能有固定不變的程序,這需要我們真正的動(dòng)腦筋思考,進(jìn)行細(xì)致入微的探索。在做課程設(shè)計(jì)的過程中總是遇到這樣那樣的問題，比如對(duì)相關(guān)知識(shí)的模糊，感念的不清楚，還有很多與此相關(guān)的的東西都需要我們?nèi)ゲ橘Y料，去弄清楚，所以我認(rèn)為課