試論控制機(jī)床電氣的線路設(shè)計(jì)

趙秉全++張鴻飛

摘 要：機(jī)床在運(yùn)行過程中，由于受到各方面因素的綜合影響，其電氣設(shè)備有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不能正常工作的情況，這就要求電氣設(shè)備維修人員能夠準(zhǔn)確把握電氣線路故障檢修的方法。主要對(duì)控制機(jī)床電氣的線路設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，簡(jiǎn)要介紹了線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)和控制線路，通過對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和結(jié)構(gòu)型式的選擇的分析，提出設(shè)計(jì)思路和方法。

關(guān)鍵詞：機(jī)床；電氣線路；故障檢修

機(jī)床電氣線路由于受到各種因素的影響出現(xiàn)各種各樣的故障是常有的事情，而其中的大多數(shù)都是平時(shí)比較多見的故障。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，電氣設(shè)備維修人員應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并做相應(yīng)的應(yīng)急處理，然后觀察故障現(xiàn)象，選擇適當(dāng)?shù)墓收蠙z修方法，按照故障檢修的步驟快速準(zhǔn)確地排除故障。在平時(shí)的故障檢修過程中，維修人員應(yīng)做好記錄工作，如故障發(fā)生的時(shí)間、故障發(fā)生時(shí)的現(xiàn)象、故障分析時(shí)采用的方法以及最終排除故障的細(xì)節(jié)過程等，以便為日后的故障排除工作提供一定的依據(jù)。另外，機(jī)床電氣設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)工作也是必不可少的。機(jī)床電氣之所以出現(xiàn)故障，大部分都是因?yàn)槠綍r(shí)的保養(yǎng)工作沒有做到位而造成的。不定期的保養(yǎng)工作不僅可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的前兆，還可以有效避免重大事故的發(fā)生和提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

一、機(jī)床電氣線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

應(yīng)最大限度地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械和工藝對(duì)電氣控制線路的要求設(shè)計(jì)之前首先要考慮生產(chǎn)要求，因?yàn)榭刂凭€路是為整個(gè)設(shè)備和工藝服務(wù)的，不搞清楚要求就等于迷失了設(shè)計(jì)方向。在滿足生產(chǎn)要求的前提下，控制線路應(yīng)力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。盡量選用標(biāo)準(zhǔn)的、常用的或經(jīng)過實(shí)際考驗(yàn)的線路和環(huán)節(jié)。常見的線路和環(huán)節(jié)有：正反轉(zhuǎn)、行程、順序、兩地、降壓?jiǎn)?dòng)、調(diào)速制動(dòng)控制線路等。盡量縮短聯(lián)接導(dǎo)線的數(shù)量和長(zhǎng)度。設(shè)計(jì)控制線路時(shí)，應(yīng)考慮到各個(gè)元件之間的實(shí)際接線。一般都將啟動(dòng)按鈕和停止按鈕直接聯(lián)接，這樣可以減少一次引出線。盡量縮減電器的數(shù)量，采用標(biāo)準(zhǔn)件，盡可能選用相同型號(hào)。應(yīng)減少不必要的觸點(diǎn)以簡(jiǎn)化線路，提高線路工作的可靠性?？刂凭€路在工作時(shí)，除必要的電器必須通電外，其余的盡量不通電以節(jié)約電能。

二、電氣控制線路的分析

機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)應(yīng)保證機(jī)床的使用效能和正確的動(dòng)作程序。在設(shè)計(jì)機(jī)床的電氣原理圖之前，應(yīng)當(dāng)確定電氣控制的方案?？刂品绞綉?yīng)當(dāng)與機(jī)床的通用化和專用化的程度相適應(yīng)。對(duì)于專用機(jī)床，其工作程序往往是固定的，使用中并不需要經(jīng)常改變?cè)械某绦?。因此，控制線路在結(jié)構(gòu)上往往做成“固定”式的。對(duì)于一些數(shù)控機(jī)床，為了適應(yīng)不同的工藝過程的需要，機(jī)床的工作程序往往需要在一定的范圍內(nèi)加以更改。在機(jī)床自動(dòng)線中可根據(jù)控制要求和聯(lián)鎖條件的復(fù)雜程度不同，采用分散控制的控制方式。但是各臺(tái)單機(jī)的控制方式和基本控制環(huán)節(jié)應(yīng)盡量一致，以便簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和制造過程。自動(dòng)工作循環(huán)的組成在方案中可列出有關(guān)步驟，或說明行程開關(guān)的布置與簡(jiǎn)圖。如電磁鐵或電磁閥的通斷狀態(tài)與所執(zhí)行動(dòng)作，對(duì)于機(jī)床自動(dòng)線還應(yīng)列出自動(dòng)線的循環(huán)周期表。為控制線路原理設(shè)計(jì)提供具體要求和條件，如自動(dòng)循環(huán)、手動(dòng)調(diào)整、動(dòng)作程序更換或控制系統(tǒng)的檢測(cè)測(cè)試等等。聯(lián)鎖條件及電氣保護(hù)機(jī)床的各種運(yùn)動(dòng)和操作，都是相互聯(lián)系的。

三、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和結(jié)構(gòu)型式的選擇

（一）轉(zhuǎn)速的選擇

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(jiǎn)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。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)裝置的具體情況加以選定。異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min、600r/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/Ⅲin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)械變速裝置使其一致。根據(jù)以上內(nèi)容選擇主軸電動(dòng)機(jī)M1轉(zhuǎn)速為1470r/Ⅲin；冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2轉(zhuǎn)速為2790r/min；快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3轉(zhuǎn)速為1360r/Ⅲin。

（二）結(jié)構(gòu)型式的選擇

一般地說，金屬切削機(jī)床都采用通用系列的普通電動(dòng)機(jī)。在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，也應(yīng)考慮機(jī)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(chǎng)合，選用封閉式結(jié)構(gòu)為適宜。煤油冷卻切削刀具的機(jī)床或加工易燃合金材料的機(jī)床應(yīng)選用防爆式電動(dòng)機(jī)。按機(jī)床電氣設(shè)備通用技術(shù)條件中規(guī)定，機(jī)床應(yīng)采用全封閉扇冷式電動(dòng)機(jī)。機(jī)床上推薦使用防護(hù)等級(jí)段低為IP44的交流電動(dòng)機(jī)。在某些場(chǎng)合下，還必須采用強(qiáng)迫通風(fēng)。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)。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(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的新的基本系列，它是我國(guó)取代J02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ICO.14l。因此，主軸電動(dòng)機(jī)選擇Y132M-4-B3型電動(dòng)機(jī)；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(wú)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。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電氣控制的設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該在電路的設(shè)計(jì)上進(jìn)行廣泛深入發(fā)研究，從實(shí)際工程需要出發(fā)，結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)，采用合理的設(shè)計(jì)方法，保證電氣路線設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確有效。

參考文獻(xiàn)：

[1]郁漢琪.T6216落地鏜的電氣改造[J].企業(yè)文化，2015.

[2]劉洪濤.PLC應(yīng)用開發(fā)從基礎(chǔ)到實(shí)踐[J].科技與企業(yè)，2014.