CA6140型车床电气控制电路分析.
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CA6140型车床电气控制电路分析
一、普通车床的主要结构和运动形式
车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面、端面、成型回转面等），还可用于车削螺纹，并可用钻头。铰刀等进行加工。车床主要是由床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、丝杠和尾架等部分组成。图1所示为CA6140型普通车床的结构示意图。
1-主轴箱；2-刀架；3-尾座；4-床身；5、9-床腿；
6-光杠；7-丝杠；8-溜板箱；10-进给箱；11-挂轮
图1 CA6140型车床结构示意图
CA6140普通车床型号的含义为：
普通车床主要是由三个运动部分组成，一是卡盘带着工件的旋转运动，也就是车床主轴的运动。车床根据工件的材料性质、车刀材料及几何形式、工件直径、加工方式及冷却的条件不同，要求主轴由不同的切削速度。主轴运动是由主轴电动机经传输带传递到主轴变速箱来带动主轴旋转，而主轴变速箱则用于调节主轴的转速。二是溜板箱带着刀架的直线运动，称为进给运动。溜板箱把丝杠或光杆的运动传递给刀架部分，变换溜板箱外置的手柄位置，经刀架部分使车刀做纵向或横向进给。三是刀架的快速移动和工件的夹紧和放松，称为车床的辅助运动。尾座的移动和工件的装卸都是由人力操作，车床工作时大部分功率消耗在主轴运动上。
二、车床的电力拖动形式及控制要求
车床的主轴一般只需要单向运转，只有在加工螺纹时要退刀，需要主轴反转。根据加工工艺的要求，主轴应能够在相当宽的范围内进行调速，CA6140型车床的主轴正转速度有24种（10~1 400r/min），反转速度有12种（14~1 580r/min）。CA6140型普通车床对电力拖动及其控制有以下要求：
1 主轴电动机从经济性、可靠性考虑，一般选用三相笼型异步电动机，不进行电气调速。
2 主轴电动机的起动、停止采用按钮操作，一般普通车床上的三相异步电动机均采用直接起动。停止采用机械制动。
3 刀架移动和主轴转动有固定的比例关系，以满足对螺纹的加工需要。这由机械传动保证，对电气方面无任何要求。 4 车削加工时，刀具及工件温度较高，有时需要冷却，因而应该配有冷却泵电动机。且要求在住轴电动机启动后，冷却泵电动机才能选择开动与否，而当主轴电动机停止时，冷却泵应该立即停止。
5 具有必要的电气保护环节，如各电路的短路保护和电动机的过载保护。
6 具有安全的局部照明装置。
三、CA6140型车床电气控制电路分析
图2所示为CA6140型普通车床的电气控制电路，可分为主电路、控制电路及照明电路部分。
图2 CA6140型车床电气原理图
1.主电路分析
主电路中共有3台电动机，M1为主轴电动机，带动主轴旋转和刀架作进给运动；M2为冷却泵电动机；M3为刀架快速移动电动机。 三相交流电源通过漏电保护断路器QF引入，总熔断器FU由用户提供。3台电动机均直接起动，单向运转，分别由交流接触器KM、KA1、KA2控制运行。M1的短路保护由QF的电磁脱扣器来实现，而M2和M3电动机由熔断器FU1来实现短路保护；热继电器FR1、FR2分别作为M1、M2的过载保护，由于M3是短期工作，故未设过载保护。
2.控制电路分析
控制电路的电源由变压器TC二次侧输出110v电压提供，由FU2作短路保护。该车床的电气控制盘装在床身左下部后方的壁龛内，在开动机床时，应先用锁匙向右旋转SB，再合上QF接通电源，然后就可以开启照明灯及按动电动机控制按钮。
（1）主轴电动机的控制
按下绿色的启动钮SB2，接触器KM的线圈通电动作，其主触点闭合，主触电动机起动运行。同时，KM动合触点（6-7）闭合，起自锁作用。另一组动合触点KM（10-11）闭合，为冷却泵电动机起动做作准备。停车时，按下红色蘑菇形按钮SB1，KM线圈断电，M1停车。
（2）冷却泵电动机控制
若车削时需要冷却，则先合上旋钮开关SB4，在M1运转情况下，KA1线圈通电吸和，其主触点闭合，冷却泵电动机运行。当M1停止时，M2也自动停止。
（3）刀架快速移动电动机的控制
M3的起动是由安装在进给操纵手柄顶端的按钮 SB3来控制，与KA2组成点动控制环节。将操纵手柄扳到所需方向，压下SB3，KA2通电，M3起动，刀架就像指定方向快速移动。
3.照明与信号指示电路
控制变压器TC的二次侧分别输出24V和6电压，作为机床低压照明灯和信号灯电源，ET为机床低压照明灯，由开关SA控制，HL为电源信号灯，以FU3、FU4作短路保护。
4.电气保护环节
KM动合辅助触点（10-11）实现了主轴电动机M1和冷却泵电动机 M2的顺序起动和联锁保护。
除短路和过载保护外，该电路还设与由行程开关SQ1、SQ2组成的断电保护环节。SQ2为电气箱安全行程开关，当SB左旋锁上或者电气控制盘的壁龛门被打开始，SQ1为挂轮箱安全行程开关，当箱罩被打开后，SQ1（2-4）断开，使主轴电动机停转。
接触器KM、KA1、KA2可实现失压和欠压保护。
