Z3040型搖臂鉆床設(shè)計【含CAD圖紙、說明書】

【溫馨提示】壓縮包內(nèi)含CAD圖有下方大圖片預(yù)覽，下拉即可直觀呈現(xiàn)眼前查看、盡收眼底縱觀。打包內(nèi)容里dwg后綴的文件為CAD圖，可編輯，無水印，高清圖，壓縮包內(nèi)文檔可直接點開預(yù)覽，需要原稿請自助充值下載，所見才能所得，請見壓縮包內(nèi)的文件及下方預(yù)覽，請細(xì)心查看有疑問可以咨詢QQ：11970985或197216396

畢業(yè)設(shè)計調(diào)研報告 隨著工業(yè)設(shè)備自動化控制技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器(PLC)在工業(yè)設(shè)備控制中的應(yīng)用越來越廣泛。PLC控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運行，系統(tǒng)的抗干擾能力是關(guān)系到整個系統(tǒng)可靠運行的關(guān)鍵。 Z3040型搖臂鉆床屬于大型立式鉆床，其傳統(tǒng)的控制方式是利用繼電器接觸器原理控制。由于利用繼電器接觸器控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，難于操作；因此本次設(shè)計是將其改造成為利用PLC控制，這樣既可以提高生產(chǎn)效率，也可以增加其使用壽命。 首先通過對鉆床工作原理的了解，然后對PLC的硬件和軟件進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)鉆床的工作要求選擇合理的工作器件如：繼電器，接觸器等等，然后編寫相應(yīng)的程序語句表并繪制梯形圖，再根據(jù)輸入輸出點數(shù)選擇PLC型號，輸入點數(shù)：22輸出點數(shù)：17，所以本次設(shè)計選擇FX2N-48MR型PLC并繪制硬件接線圖；最后對程序進(jìn)行模擬調(diào)試。 自動化系統(tǒng)所使用的各種類型PLC中，有的是集中安裝在控制室，有的是安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場和各電機設(shè)備上，它們大多處在強電電路和強電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中。要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求PLC生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力，另一方面要求應(yīng)用部門在工程設(shè)計、安裝施工和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強系統(tǒng)的抗干擾性能。影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設(shè)備的干擾源一樣，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是干擾源。 電磁干擾的主要來源 1．來自空間的輻射干擾。空間輻射電磁場(EMI)主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復(fù)雜。若PLC系統(tǒng)置于其射頻場內(nèi)，就會受到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑：一是直接對PLC內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；二是對PLC通信網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通信線路感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場大小特別是頻率有關(guān)，一般通過設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。 2．來自系統(tǒng)外引線的干擾。主要通過電源和信號線引入，通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國工業(yè)現(xiàn)場較為嚴(yán)重，主要有下面三類： 第一類是來自電源的干擾。實踐證明，因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情 況很多，筆者在某工程調(diào)試中遇到過，后更換隔離性能更高的PLC電源問題才得到解決。 PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電，由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電流，尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化、開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊。PLC電源通常采用隔離電源，但因其機構(gòu)及制造工藝等因素使其隔離性并不理想。實際上，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在，絕對隔離是不可能的。 第二類是來自信號線引入的干擾。與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽視；二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號線上的外部感應(yīng)干擾，這種往往非常嚴(yán)重。 由信號引入的干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴(yán)重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動和死機。PLC控制系統(tǒng)因信號引入干擾造成I/O模件損壞數(shù)相當(dāng)嚴(yán)重，由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。 第三類是來自接地系統(tǒng)混亂的干擾。接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性(EMC)的有效手段之一，正確的接地既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；而錯誤的接地反而會引入嚴(yán)重的干擾信號，使PLC系統(tǒng)無法正常工作。 PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等，接地系統(tǒng)混亂對PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點接地，如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層。當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時，地線電流將更大。 此外，屏蔽層、接地線和大地可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內(nèi)會出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運算和數(shù)據(jù)存貯，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測量精度下降，引起對信號測控的嚴(yán)重失真和誤動作。 3．來自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾。主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路相互輻射、模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬于PLC制造廠家對系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計的內(nèi)容，比較復(fù)雜，作為應(yīng)用部門無法改變，可不必過多考慮，但要選擇具有較多應(yīng)用實績或經(jīng)過考驗的系統(tǒng)。 抗干擾設(shè)計 為了保證系統(tǒng)在工業(yè)電磁環(huán)境中免受或減少內(nèi)外電磁干擾，必須從設(shè)計階段開始便采取三個方面抑制措施：抑制干擾源、切斷或衰減電磁干擾的傳播途徑、提高裝置和系統(tǒng)的抗干擾能力。這三點就是抑制電磁干擾的基本原則。 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾是一個系統(tǒng)工程，要求制造單位設(shè)計生產(chǎn)出具有較強抗干擾能力的產(chǎn)品，且有賴于使用部門在工程設(shè)計、安裝施工和運行維護(hù)中予以全面考慮，并結(jié)合具體情況進(jìn)行綜合設(shè)計，才能保證系統(tǒng)的電磁兼容性和運行可靠性。進(jìn)行具體工程的抗干擾設(shè)計時，應(yīng)主要注意以下兩個方面。 1．設(shè)備選型。 在選擇設(shè)備時，首先要選擇有較高抗干擾能力的產(chǎn)品，其包括了電磁兼容性，尤其是抗外部干擾能力，如采用浮地技術(shù)、隔離性能好的PLC系統(tǒng)；其次還應(yīng)了解生產(chǎn)廠家給出的抗干擾指標(biāo)，如共模抑制比、差模抑制比、耐壓能力、允許在多大電場強度和多高頻率的磁場強度環(huán)境中工作等；另外是靠考查其在類似工作中的應(yīng)用實績。 在選擇國外進(jìn)口產(chǎn)品要注意，我國是采用220V高內(nèi)阻電網(wǎng)制式，而歐美地區(qū)是110V低內(nèi)阻電網(wǎng)。由于我國電網(wǎng)內(nèi)阻大，零點電位漂移大，地電位變化大，工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場的電磁干擾至少要比歐美地區(qū)高4倍以上，對系統(tǒng)抗干擾性能要求更高。在國外能正常工作的PLC產(chǎn)品在國內(nèi)工業(yè)就不一定能可靠運行，這就要在采用國外產(chǎn)品時，按我國的標(biāo)準(zhǔn)(GB/T13926)合理選擇。 2．綜合抗干擾設(shè)計。主要考慮來自系統(tǒng)外部的幾種抑制措施，內(nèi)容包括：對PLC系統(tǒng)及外引線進(jìn)行屏蔽以防空間輻射電磁干擾；對外引線進(jìn)行隔離、濾波，特別是動力電纜應(yīng)分層布置，以防通過外引線引入傳導(dǎo)電磁干擾；正確設(shè)計接地點和接地裝置，完善接地系統(tǒng)。另外還必須利用軟件手段，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的安全可靠性。 主要抗干擾措施 1．采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾。 在PLC控制系統(tǒng)中，電源占有極重要的地位。電網(wǎng)干擾串入PLC控制系統(tǒng)主要通過PLC系統(tǒng)的供電電源(如CPU電源、I/O電源等)、變送器供電電源和與PLC系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進(jìn)入的。現(xiàn)在對于PLC系統(tǒng)供電的電源，一般都采用隔離性能較好的電源，而對于變送器供電電源以及和PLC系統(tǒng)有直接電氣連接的儀表供電電源，并沒受到足夠的重視。雖然采取了一定的隔離措施，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布參數(shù)大，抑制干擾能力差，經(jīng)電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以對于變送器和共用信號儀表供電應(yīng)選擇分布電容小、抑制帶大(如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術(shù))的配電器，以減少PLC系統(tǒng)的干擾。 此外，為保證電網(wǎng)饋電不中斷，可采用在線式不間斷供電電源(UPS)供電，提高供電的安全可靠性。而且UPS還具有較強的干擾隔離性能，是一種PLC控制系統(tǒng)的理想電源。 2．正確選擇電纜的和實施敷設(shè)。 為了減少動力電纜尤其是變頻裝置饋電電纜的輻射電磁干擾，筆者在某工程中采用了銅帶鎧裝屏蔽電力電纜，降低了動力線產(chǎn)生的電磁干擾，該工程投產(chǎn)后取得了滿意的效果。 不同類型的信號分別由不同電纜傳輸，信號電纜應(yīng)按傳輸信號種類分層敷設(shè)，嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時傳送動力電源和信號，避免信號線與動力電纜靠近平行敷設(shè)，以減少電磁干擾。 3．硬件濾波及軟件抗干擾措施。 信號在接入計算機前，在信號線與地間并接電容，以減少共模干擾；在信號兩極間加裝濾波器可減少差模干擾。 由于電磁干擾的復(fù)雜性，要根本消除干擾影響是不可能的，因此在PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計和組態(tài)時，還應(yīng)在軟件方面進(jìn)行抗干擾處理，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。常用的一些提高軟件結(jié)構(gòu)可靠性的措施包括：數(shù)字濾波和工頻整形采樣，可有效消除周期性干擾；定時校正參考點電位，并采用動態(tài)零點，可防止電位漂移；采用信息冗余技術(shù)，設(shè)計相應(yīng)的軟件標(biāo)志位；采用間接跳轉(zhuǎn)，設(shè)置軟件保護(hù)等。 4．正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)。 接地的目的通常有兩個，一為了安全，二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。 系統(tǒng)接地有浮地、直接接地和電容接地三種方式。對PLC控制系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。由于信號電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號交換頻率一般都低于1MHz，所以PLC控制系統(tǒng)接地線采用一點接地和串聯(lián)一點接地方式。集中布置的PLC系統(tǒng)適于并聯(lián)一點接地方式，各裝置的柜體中心接地點以單獨的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應(yīng)采用串聯(lián)一點接地方式，用一根大截面銅母線(或絕緣電纜)連接各裝置的柜體中心接地點，然后將接地母線直接連接接地極。接地線采用截面大于22mm2的銅導(dǎo)線，總母線使用截面大于60mm2的銅排。接地極的接地電阻小于2Ω，接地極最好埋在距建筑物10～15m遠(yuǎn)處，而且PLC系統(tǒng)接地點必須與強電設(shè)備接地點相距10m以上。 信號源接地時，屏蔽層應(yīng)在信號側(cè)接地；不接地時，應(yīng)在PLC側(cè)接地；信號線中間有接頭時，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理，一定要避免多點接地。多個測點信號的屏蔽雙絞線與多芯對絞總屏蔽電纜連接時，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理，選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c接地。 本文小結(jié) PLC控制系統(tǒng)的干擾是一個十分復(fù)雜的問題，因此在抗干擾設(shè)計中應(yīng)綜合考慮各方面的因素，合理有效地抑制干擾，對有些干擾情況還需做具體分析，采取對癥下藥的方法，才能夠使PLC控制系統(tǒng)正常工作,保證工業(yè)設(shè)備安全高效運行。 5 壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 Z3040型搖臂鉆床設(shè)計 摘 要:Z3040型搖臂鉆床屬于大型立式鉆床，其傳統(tǒng)的控制方式是利用繼電器接觸器原理控制。由于利用繼電器接觸器控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，難于操作；因此本次設(shè)計是將其改造成為利用PLC控制，這樣既可以提高生產(chǎn)效率，也可以增加其使用壽命。 首先通過對鉆床工作原理的了解，然后對PLC的硬件和軟件進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)鉆床的工作要求選擇合理的工作器件如：繼電器，接觸器等等，然后編寫相應(yīng)的程序語句表并繪制梯形圖，再根據(jù)輸入輸出點數(shù)選擇PLC型號，輸入點數(shù)：22輸出點數(shù)：17，所以本次設(shè)計選擇FX2N-48MR型PLC并繪制硬件接線圖；最后對程序進(jìn)行模擬調(diào)試。 關(guān)鍵詞：PLC；電動機；行程開關(guān)；斷路器；控制按鈕；控制開關(guān)；工作指示燈。  Z3040型搖臂鉆床設(shè)計 Abstract: Z3040-arm drilling is a large vertical drilling, the traditional control method is the use of relay contacts Principle control. The use of the relay contactor control system more complicated and difficult operation, therefore this design is its use of a PLC control, this can enhance the efficiency of production and can also increase their service life. By drilling the first principle of understanding, and then the PLC hardware and software design. According to drilling requirements for the work of the work of a reasonable choice of devices such as: relays, contacts, etc., and then the preparation of the corresponding procedures and the mapping of ladder diagram sentences table, the light input and output points choose PLC models, the importation of points: 22 output points: 17, Therefore, this design options FX2N-48MR PLC and the mapping of hardware wiring diagram; Finally, the simulation debugging procedures. Key words: PLC; motor; trip switch circuit breaker; control button control switch; work light. 目 錄 第一章 引言·······························································1 第二章 機床的主要參數(shù)及鉆床的機械及運動形式···························2 第三章 繼電器接觸器控制原理·············································4 3.1制線路特點與電氣線路概述·········································4 3.2控制原理分析及分立控制線路·······································5 第四章PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計···········································10 4.1電動機的選型·······················································10 4.2接觸器的選擇·······················································12 4.3自動空氣斷路的選型················································15 4.4熱繼電器的選用·····················································16 4.5中間繼電器的選型···················································18 4.6萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的選型·················································18 4.7電磁鐵的選型·······················································19 4.8按鈕的選型··························································19 4.9位置開關(guān)的選型·····················································19 4.10導(dǎo)線的選型························································20 4.11變壓器的選型······················································20 4.12機床電氣控制系統(tǒng)的工藝設(shè)計······································23 4.13電氣元件布置圖的繪制·············································24 4.14電氣接線圖的繪制·················································25 4.15 可編程控制器·····················································26 4.16三菱PLC指令系統(tǒng)··················································35 第五章 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計··············································37 5.1輸入地址分配·······················································37 5.2輸出地址分配·······················································37 5.3接線圖······························································38 5.4程序語句表·························································39 第六章 程序模擬調(diào)試·······················································42 第七章 總結(jié)·······························································44 致謝········································································45 參考文獻(xiàn)···································································46  第一章 引 言 可編程控制器（Programmable Controller)是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的專用計算機控制裝置，是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的控制設(shè)備。最早的可編程控制器可追溯到1969年。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器Programmable Logic Controller,簡稱PLC，主要作用就是替代繼電器實現(xiàn)邏輯控制。工業(yè)控制領(lǐng)域的快速發(fā)展和不斷增長的新需求。使得目前這種裝置的功能已經(jīng)大大超出邏輯控制的范圍，因此原來的說法已經(jīng)不貼切地表示其功能了。今天我們稱之為可編程控制器 ，簡稱PC。但為了避免與個人計算機Personal Computer的簡稱混淆，還是簡稱PLC。 PLC是微電子技術(shù)與自動控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它的應(yīng)用非常廣泛，能方便地直接用于機械制造、化工、電力、交通、采礦、建材、輕工、環(huán)保、食品等各行各業(yè)。即可用于老設(shè)備的技術(shù)改造，也可用于新產(chǎn)品的開發(fā)和機電一體化。近年來，可編程序控制器的發(fā)展非常快，不僅應(yīng)用普及非?？欤庐a(chǎn)品的開發(fā)速度也是非?？斓?。 隨著我國的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人民生活水平迅速提高，工作居住條件得到了巨大改善。鉆床作為工業(yè)生產(chǎn)內(nèi)的重要生產(chǎn)工具，與人們的工作和效力的產(chǎn)生息息相關(guān)。對它的性能要求很精確。在此，我們采用了PLC的控制來實現(xiàn)鉆床的運行穩(wěn)定。 鉆床的電氣系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)、冷卻泵和電磁吸盤以及照明電路等部分組成。傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)采用的繼電器邏輯控制由于觸點多、故障率高、可靠性差、體積大等缺點，正逐漸被淘汰。目前鉆床設(shè)計使用可編程控制器(PLC)，要求功能變化靈活，編程簡單，故障少，噪音低。維修保養(yǎng)方便，節(jié)能省工，抗干擾能力強，控制箱占地面積少。改造后使生產(chǎn)線的效率得到提到，使用壽命更長久等優(yōu)點。 改造鉆床是一門專業(yè)知識相當(dāng)廣泛的專業(yè)，它涉及到自動化專業(yè)的多門專業(yè)基礎(chǔ)課：電子技術(shù)、計算機控制、計算機接口、自控原理、檢測技術(shù)、電力電子技術(shù)、電機拖動、電氣系統(tǒng)控制、可編程邏輯控制器等。通過這些專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，在此次畢業(yè)設(shè)計中，又使這些課程得到了復(fù)習(xí)、鞏固。掌握所學(xué)知識并解決實際問題的方法和技能。 Z3040型搖臂鉆床屬于大型立式鉆床，能夠進(jìn)行多種形式的機械加工，如鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、刮平面以及攻螺紋等。 搖臂鉆床的運動部件較多，常采用多臺電動機拖動，一般采用三相交流鼠籠式異步電動機拖動，用機械變速調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)刀量，變速箱為機械有級調(diào)速，鉆床的主運動和進(jìn)給運動都有較大的調(diào)速范圍。 Z3040型鉆床的傳統(tǒng)的繼電器—接觸器控制系統(tǒng)過于復(fù)雜煩瑣。若采用PLC控制進(jìn)行改造后，便線路簡化，可靠性提高，響應(yīng)加快精確更正確，給設(shè)備維護(hù)、檢修帶來方便，同時在成本上也合理，能夠產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益。 第二章 機床的主要參數(shù) 1. 鉆床的主要參數(shù) （1）數(shù)控工作臺尺寸 400*360mm （2）主軸中心線至立柱母線距離：最大 3150mm 最小 570mm （3）空載移動速度 3000mm/min （4）主軸端面至底座工作面距離：最大 2500mm 最小 750mm （5）搖臂升降距離 1250mm （6）搖臂升降速度 0.61m/min （7）搖臂回轉(zhuǎn)角度 360度 （8）主軸圓錐孔 莫氏6號 （9）主軸轉(zhuǎn)速范圍 8～1000r/min （10）主軸轉(zhuǎn)速級數(shù) 22級 （11）主軸進(jìn)給量范圍 0.06～3.2mm/r （12）主軸進(jìn)給量級數(shù) 16級 （13）主軸行程 500mm （14）刻度盤每轉(zhuǎn)鉆孔深度 170mm （15）主軸允許最大扭轉(zhuǎn)力矩 2450N·m （16）主軸允許最大進(jìn)給抗力 49×10 3.N （17）主電機功率 15kw （18）搖臂升降電機功率 3kw （19）主軸箱及搖臂液壓夾緊電機功率 0.75k （20）立柱液壓夾緊電機功率 0.75kw （21）主軸箱水平移動電機功率 0.25kw （22）主軸箱水平移動速度 1.6m/min （23）冷卻泵電機功率 0.09kw 2. 鉆床的機械及運動形式 （一）Z3040型搖臂鉆床適用于在重大型零件上鉆孔、擴孔、鉸孔、刮平面及攻螺紋等工作，在具有工藝裝備的條件下可以進(jìn)行鏜孔。 Z3040行搖臂鉆床，其零部件通用化程度較高，本機床具有如下特點： 采用液壓預(yù)選變速機構(gòu)，可節(jié)省輔助時間；主軸正反轉(zhuǎn)、停車（制動）、變速、空擋等動作都用一個手柄控制，操縱輕便；主軸箱、搖臂、內(nèi)外柱采用液壓驅(qū)動的菱形塊夾緊機構(gòu)，夾緊可靠；搖臂上導(dǎo)軌、主套筒及內(nèi)外柱回轉(zhuǎn)滾道等處均進(jìn)行淬火處理，可延長使用壽命；主軸箱的移動除手動，還可以機動；有完善的安全保護(hù)裝置及外柱防護(hù)和自動潤滑裝置。 （二）液壓系統(tǒng)的主要特點 （1）該液壓系統(tǒng)中工作臺的換向采用了時間控制的換向回路。在換向閥閥芯上的四個控制邊均帶有錐度較小的制動錐，同時可采用單向節(jié)流閥來調(diào)整閥芯的移動速度，使制動過程平穩(wěn)，減小了換向沖擊，這對工作臺運動速度較高、換向要求平穩(wěn)。 （2）液壓系統(tǒng)中，采用了進(jìn)油和回油路的雙重節(jié)流調(diào)速回路，并以回油節(jié)流調(diào)速為主，因此，工作臺的運動平穩(wěn)，且可減小工作臺啟動時的前沖現(xiàn)象。 （3）具有卸荷回路，機床不工作時，可使系統(tǒng)卸荷，以減少功率損失和減少油液發(fā)熱。 第三章 繼電器接觸器控制原理 3.1控制線路特點與電氣線路概述 3.1.1．控制線路特點 （1）電路、控制線路、信號指示燈電路及機床照明均采用自動空氣斷路器作為電源引入開關(guān)。自動空氣斷路器中的電磁脫扣裝置作為短路保護(hù)電器而取代熔斷器。另外，此斷路器也具有零壓保護(hù)和欠壓保護(hù)作用。 （2）由于各臺點動機的容量不同，在起動時須區(qū)別對待。主軸電動機容量較大，為降低起動電流，采用了Y—△起動控制線路。其它五臺電動機采用接觸器直接起動控制線路或開關(guān)直接起動控制線路。 （3）控制線路裝有總起動與總停止按鈕，便于操作和在發(fā)生事故時緊急停車。 （4）搖臂的上升運動和下降運動有嚴(yán)格的動作順序，由限位開關(guān)SQ3給以保證。 （5）每一個主要動作均有指示燈作出指示，便于操作和進(jìn)行電氣維修。 （6）主柱的夾緊與松開單獨用一臺電動機拖動，使控制更為靈活。 （7）主軸箱的水平移動單獨用一臺電動機拖動，降低了操作者的勞動強度。 （8）搖臂的上升運動和下降運動可以用主軸箱上的十字開關(guān)操作，也可以裝在立柱下部的控制按鈕操作，屬于兩地控制線路。 （9）立柱與主軸箱的松開與夾緊可以同時進(jìn)行操作，也可以單獨進(jìn)行。 （10）控制線路采取了可靠的電氣聯(lián)鎖措施，以防止發(fā)生電源短路事故。 3.1.2．電氣線路概述 主電路由六臺三相交流異步電動機及其有關(guān)的電氣元件組成。主軸電動機只有一個旋轉(zhuǎn)方向，因為功率較大，所以采用Y—△起動控制線路。冷卻泵電動機也只有一個旋轉(zhuǎn)方向，采用開關(guān)直接起動控制線路。其它四臺交流電動機都有兩個旋轉(zhuǎn)方向，采用交流接觸器起動控制線路。 M1為主電動機，由交流接觸器KM1、KM2和KM3進(jìn)行Y—△起動，KM1和KM3也是M1的停止電器。M1的短路保護(hù)電器是總電源引入開關(guān)——自動空氣斷路器QF1中的電磁脫扣裝置。熱繼電器FR1是M1的過載保護(hù)電器。 M2是搖臂升降電動機。交流接觸器KM4控制M2的正向起動與停止。M2的反向起動與停止由反向交流接觸器KM5控制。M2的短路保護(hù)電器也是自動空氣斷路器QF1中的電磁脫扣裝置。因為M2是短時間工作，所以不設(shè)過載保護(hù)電器。 M3是搖臂和主軸箱松開與夾緊電動機，它實質(zhì)上是液壓油泵電動機，為搖臂與主軸箱的松開與夾緊提供壓力油。交流接觸器KM6控制M3的正向起動與停止。M3反向轉(zhuǎn)動的起動與停止由交流接觸器KM7控制。自動空氣斷路器QF4中的電磁脫扣裝置是M3的短路保護(hù)器。雖然搖臂與主軸箱的松開與夾緊是短時間的調(diào)整工作，M3并不長期運轉(zhuǎn)，但液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障或行程開關(guān)調(diào)整不當(dāng)時，M3也會處于長時間過載狀態(tài)而造成事故，所以在電路中裝設(shè)了熱繼電器FR2。 M4是立柱的松開與夾緊電動機，也是液壓油泵電動機，專供立柱松開與夾緊用的壓力油。M4的正反向起動與停止分別由正向交流接觸器KM8與反向交流接觸器KM9控制。M4的短路保護(hù)電器是自動空氣斷路QF4的電磁脫扣裝置。由于M4不是長期運行的電動機，所以不設(shè)過載保護(hù)電器。 M5是主軸箱水平移動電動機，有兩個旋轉(zhuǎn)方向，由交流接觸器KM10和KM11分別控制其起動與停止。短路保護(hù)電器仍為自動空氣斷路器QF4中的電磁脫扣裝置。由于短時間工作，所以不設(shè)過載保護(hù)電器。 M6是冷卻泵電動機，功率很小，雖然長時間工作，也不設(shè)過載保電器。由自動空氣斷路器QF2控制其起動和停止，并兼作短路保護(hù)電器。 控制線路中裝設(shè)了三臺時間繼電器，其中KT1為通電延時型、KT2和KT3為斷電延時型 在主軸箱水平移動控制線路中，主軸箱與電動機之間接入了直流電磁離合器YC1，使控制更為可靠。 控制線路電壓為110V，信號等電路電壓為交流6V，均變壓器TC2提供電源。電磁離合器電壓為24V，由控制變壓器TC1供電。照明線路除了裝設(shè)兩臺照明燈外，還裝有電源插座，便于接臨時照明燈。照明電路電壓為24V，由變壓器TC2供電 3.2控制原理分析及分立控制線路 3.2.1．開車前準(zhǔn)備工作 先將自動空氣斷路器QF7~QF8扳到閉合位置，然后扳動總電源開關(guān)QF1，引入三相380V交流電源。這時，電源接通指示燈HL1亮，表示機床的電氣線路已處于通路狀態(tài)。 按下總起動按鈕SB1，中間繼電器KA1的線圈經(jīng)(1-3-5-7-0)線路得電吸合并自鎖，為控制線路提供了電源通路，并為其它電器得電做好準(zhǔn)備。 3.2.2．主軸電動機起動與停止控制線路 在中間繼電器KA1得電并自鎖的基礎(chǔ)上，按下起動按鈕SB2，時間繼電器KT1的線圈經(jīng)(1-3-5-7-11-13-2-0)線路通電吸合。接觸器KM1的線圈經(jīng)(1-3-5-7-11-13-2-0)線路通電吸合并自鎖。接觸器KM3。接觸器KM2的線圈經(jīng)(1-3-5-7-11-13-15-17-2-0)線路通電吸合。KM2的主觸點閉合，短路主電動機三相繞組的末端，將主電動機接成Y形。由于KM1主觸點閉合，接通M1的三相電源，主軸電動機在定子繞組接成Y的情況下得電旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)主軸電動機的轉(zhuǎn)速逐漸升高到接近額定轉(zhuǎn)速時，時間繼電器KT1延時開啟的動斷觸點KT1-2(13-15)斷開，接觸器KM2的線圈斷電釋放。KM2的主觸點斷開，使主觸點電動機定子繞組的末端脫離短路狀態(tài)。與此同時，時間繼電器KT1延時閉合的動合觸點KT1(13-21)閉合，使接觸器KM3的線圈經(jīng)(1-3-5-7-11-13-21-23-2-0)線路通電吸合。KM3的主觸點閉合，將主軸電動機的定子繞組接成△形并通過已閉合的KM1街道電源上，使M1在額定轉(zhuǎn)速下正常旋轉(zhuǎn)。 接觸器KM3得電時，它的動合輔助觸點KM3(605-607)閉合，主軸電動機旋轉(zhuǎn)指示燈HL2亮。 停止主軸電動機時，按下停止按鈕SB12，時間繼電器KT1、交流接觸器KM1和KM3同時斷電釋放，KM1的主軸觸點斷開，切除三相電源，主軸電動機停轉(zhuǎn)。 接觸器KM3斷電釋放時，其動合觸點KM3(605-607)斷開，主軸電動機旋轉(zhuǎn)指示燈HL2滅。 3.2.3．搖臂上升控制線路及工作原理 在中間繼電器KA1得點吸合并自鎖的情況下，將主軸箱上的十字開關(guān)向上扳動，使SA1-1接通，或按下裝在立柱下部的搖臂上升起動按鈕SB3，中間繼電器KA2的線圈經(jīng)(1-3-5-7-25-27-29-0)線路通電吸合，KA2動斷觸點KA2-4(55-57)斷開，保證KM7無電。同時，動合觸點KA2-3(39-41)和KA2-1(7-37)閉合。前者為交流接觸器KM4得點做好準(zhǔn)備，后后者使時間繼電器KT2的線圈經(jīng)(1-3-5-7-37-0)線路通電吸合。因為KT2是斷電延時型的時間繼電器，所以它的斷電延時開啟的動合觸點KT2-1(7-55)雜通電時瞬時閉合，使時間繼電器KT3的線圈得電吸合。與此同時，時間繼電器KT2的瞬時動作動合觸點KT2-3(7-87)閉合，使電磁鐵YA1的線圈得電動作，打開搖臂松開油腔的進(jìn)油閥門，為搖臂松開做好準(zhǔn)備。 由于KT3線圈通電吸合，其斷電延時開啟觸點KT3-2(7-87)瞬時閉合，保證了YA1的線圈在時間繼電器KT2斷電后 仍然通電。與此同時，KT3瞬時動作的動合觸點KT3-1(49-51)閉合，使交流接觸器KM6的線圈經(jīng)(1-3-5-7-37-49-51-53-4-0)線路通電吸合。KM6的主觸點閉合，接通M3的電源，主軸箱和搖臂松開與夾緊電動機通電正向旋轉(zhuǎn)，使壓力油經(jīng)二位六通閥進(jìn)入搖臂松開油腔，推動活塞和菱形塊，將搖臂松開。這時活塞桿通過彈簧片壓動限位開關(guān)SQ3，使其動斷觸點SQ3-2(37-49)斷開，交流接觸器KM6的線圈斷電釋放。KM6的主觸點斷開，切斷M3的電源，主軸箱和搖臂夾緊與松開電動機停止轉(zhuǎn)動。 與此同時，限位開關(guān)SQ3的動合觸點SQ3-1(37-39)閉合，接觸器KM4的線圈經(jīng)(1-3-5-7-37-39-41-43-0)線路通電吸合，其主觸點接通M2的電源，搖臂升降電動機正向轉(zhuǎn)動 ，帶動搖臂上升。 當(dāng)搖臂上升到所需要的位置時，扳動十字開關(guān)使SA1-1斷開，或松開起動按鈕SB3，中間繼電器KA2的線圈斷電釋放。KA2的動斷觸點KA2-1(7-37)斷開，時間繼電器KT2和交流接觸器KM4的線圈斷電釋放，搖臂升降電動機停止轉(zhuǎn)動，搖臂停止上升。 KA2釋放時，動斷觸點KA2-4(55-57)閉合，為交流接觸器KM7得電動作做好了準(zhǔn)備 KT2斷電釋放時，它的瞬時動作動觸點KT2-3(7-87)斷開，但由于KT3仍然通電，所以電磁鐵YC1仍處于帶電狀態(tài)。 經(jīng)過1~3S的延時，KT2延時開啟動合觸點KT2-1(7-55)斷開，但因為限位開關(guān)SQ4閉合，所以并不影響KT3的通電吸合狀態(tài)。同時，KT2的延時閉合動斷觸點KT2-2(59-63)閉合，交流接觸器KM7的線圈經(jīng)(1-3-5-7-55-57-59-63-65-4-0)線路通電吸合。KM7的住觸點接通M3的電源，主軸箱和搖臂夾緊與松開電動機反向轉(zhuǎn)動，壓力油經(jīng)二為六通閥進(jìn)入搖臂夾緊油腔，推動活塞和菱形塊，將搖臂夾緊。與此同時，活塞桿通過彈簧片壓動限位開關(guān)SQ4，使它的動斷觸點SQ4(7-55)斷開，交流接觸器KM7和時間繼電器KT3的線圈斷電釋放，主軸箱和搖臂夾緊與松開電動機停止轉(zhuǎn)動。經(jīng)過1~3S的延時，KT3延時開啟的動合觸點KT3-2(7-87)斷開，YC1斷電釋放。 3.2.4．搖臂下降的控制線路原理分析 搖臂下降的控制線路及其工作原理和搖臂上升的控制線路及工作原理極為相似，只要把搖臂上升線路中的SA1-1改為SA1-2（十字開關(guān)向下扳動），搖臂上升起動按鈕SB3改為搖臂下降起動按鈕SB4，中間繼電器KA2改為KA3，接觸器KM4改為KM5即可。 搖臂的上升與下降是短時間調(diào)整工作，所以采用電動方式。 行程開關(guān)SQ1和SQ2用來限制搖臂上升和下降的行程。當(dāng)搖臂上升到極限位置時，壓動SQ1，使其動斷觸點SQ1(25-27)斷開。中間繼電器KA2斷電釋放，動合觸點KA2-1(7-37) KA2-3(38-41)斷開，接觸器KM4失電，搖臂升降電動機停止轉(zhuǎn)動，搖臂停止上升。 當(dāng)搖臂下降到極限位置時，壓動限為開關(guān)SQ2，使它的觸點SQ2(31-33)斷開，中間繼電器KA3的動合觸點KA3-1(7-37)和KA3-3(39-45)斷開，KM5斷電，搖臂升降電動機停止轉(zhuǎn)動，搖臂停止下降。 正常工作時，限位開關(guān)SQ1和SQ2的動斷觸點總是閉合的。 3.2.5．主軸箱松開與夾緊控制原理分析 主軸箱和立柱的松開（或夾緊）即可以同時進(jìn)行，也可以單獨進(jìn)行，由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2控制。轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2有三個位置，將SA2扳到中間位置，主柱和主軸箱同時松開（或夾緊）；將SA2扳到左邊位置，立柱單獨松開（或夾緊）；將SA2扳到右邊位置，主軸箱單獨松開（或夾緊）。復(fù)合按鈕SB5是立柱與主軸箱的松開控制按鈕，SB6是夾緊控制按鈕。下面，先分析主軸箱單獨松開的控制線路原理。 將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到右邊位置，則觸點SA2(73-51)和SA2(79-55)接通。按下復(fù)合按鈕SB5，接觸器KM6的線圈經(jīng)(1-3-5-7-73-51-53-4-0)線路通電吸合，它的主觸點閉合，接通M3的電源，主軸箱和搖臂的松開與夾緊電動機起動正向旋轉(zhuǎn)，供應(yīng)壓力油。由于這時電磁鐵YA1處于無電釋放狀態(tài)，所以壓力油經(jīng)二位六通閥進(jìn)行主軸箱松開油缸，推動活塞和菱形塊，將主軸箱松開。松開時壓動限位開關(guān)SQ6，使動斷觸點SQ6-2(605-613)閉合，立柱和主軸箱松開指示燈HL3亮。這時，應(yīng)立即松開復(fù)合按鈕SB5，使接觸器KM6斷電釋放，主軸箱和搖臂的松開與夾緊電動機停轉(zhuǎn)。 主軸箱單獨夾緊時，仍將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到右邊位置，使SA2(79-55)接通。按下復(fù)合按鈕SB6，接觸器KM7的線圈經(jīng)(1-3-5-7-79-55-57-59-63-65-4-0)線路通電吸合。KM7的主觸點閉合，接通M3的三相電源，主軸箱和搖臂夾緊與松開電動機起動反向旋轉(zhuǎn)，提供壓力油。由于此時電磁鐵YA1處于電釋放狀態(tài)，所以壓力油 經(jīng)二位六通閥進(jìn)入主軸箱夾緊油缸，推動活塞和菱形塊，使主軸箱夾緊。夾緊時壓動限位開關(guān)SQ6，使它的動合觸點SQ6-1閉合，立柱和主軸箱夾緊指示燈HL4亮，HL3滅。這時，要立即松開復(fù)合按鈕SB6，使接觸器KM7斷電釋放，主軸箱和搖臂松開與夾緊電動機因斷電而停止轉(zhuǎn)動。 3.2.6．立柱單獨松開與夾緊的控制原理分析 立柱單獨松開時，將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到左邊位置，SA2(73-75)閉合，按下復(fù)合按鈕SB5，接觸器KM8的線圈經(jīng)線路通電吸合，其主觸點閉合，立柱松開與夾緊電動機 M4起動正向旋轉(zhuǎn)，供應(yīng)壓力油。通過液壓機械系統(tǒng)使立柱夾緊。夾緊時，立柱松開指示燈HL3亮。這時，要立即松開復(fù)合按鈕SB5，使KM8斷電釋放，立柱松開與夾緊電動機停轉(zhuǎn)。 主軸單獨夾緊時，仍然將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳向左邊位置，使SA2(79-83)接通吸合。在按下復(fù)合按鈕SB6后接觸器KM9的線圈經(jīng)(1-3-5-7-79-83-85-0)線路通電吸合。KM9的主觸點閉合，接通M4的電源，夾緊時，立柱夾緊指示燈HL4亮，HL3滅。這時，要立即松開復(fù)合按鈕SB6，使KM9斷電釋放，立柱夾緊與松開電動機停轉(zhuǎn)。 3.2.7．立柱和主軸箱同時夾緊的控制原理分析 立柱與主軸箱同時進(jìn)行松開控制時，將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2扳到中間位置，SA2(73-51)和SA2(79-75)同時接通，按下SB5，KM6和KM8同時得電吸合。它們的主觸點閉合，主軸箱和搖臂松開與夾緊電動機M3、立柱松開與夾緊電動機M4得電正向旋轉(zhuǎn)，供應(yīng)壓力油。壓力油經(jīng)二位六通閥進(jìn)入主軸箱松開油缸，推動活塞和菱形塊，將主軸箱松開。同時，通過液壓系統(tǒng)是立柱松開，指示燈HL3亮。這時，應(yīng)立即松開復(fù)合按鈕SB5，使接觸器KM6和KM8斷電釋放，電動機M3和M4斷電停轉(zhuǎn)。 主軸箱與立柱同時進(jìn)行夾緊控制時，仍將轉(zhuǎn)換開關(guān)放在中間位置，使SA2(73-55)和SA2(79-83)接通。按下SB6，接觸器KM7和KM9同時得電吸合。它們的主觸點閉合，使主軸箱和搖臂松開與夾緊電動機M3、立柱松開與夾緊電動機M4反向轉(zhuǎn)動，供應(yīng)壓力油。壓力油經(jīng)二位六通閥進(jìn)入主軸箱夾緊油缸，推動活塞和菱形塊，將主軸夾緊。同時，液壓系統(tǒng)將立柱夾緊，夾緊指示燈HL4亮。這時，應(yīng)立即松開SB6，使接觸器KM7和KM9斷電釋放。它們的主觸點斷開，使電動機M3和M4停轉(zhuǎn)。 3.2.8．主軸箱的水平移動控制 主軸箱的水平移動控制是通過十字開關(guān)SA1實現(xiàn)的。在主軸箱松開的情況下，主軸箱松開與夾緊油缸的活塞桿壓動限位開關(guān)SQ5，使其動合觸點SQ5(7-93)閉合。向右扳動十字開關(guān)，使觸點SA1-3接通。接觸器KM10的線圈經(jīng)(1-3-5-7-93-95-97-0)線路通電吸合。動合觸點KM10(113-115)閉合，電磁離合器YC1通電，接通M5與主軸箱之間的機械傳動機構(gòu)。同時，KM10的主觸點閉合，接通M5的電源，主軸箱水平移動電動機正向旋轉(zhuǎn)，拖動主軸箱向右移動。 如果向左扳動十字開關(guān)，SA1-4(93-101)接通，接觸器KM11的線圈經(jīng)(1-3-5-7-93-101-103-0)線路通電吸合。KM11的動合觸點KM11(113-115)閉合，電磁離合器YC1通電，接通M5與主軸箱與主軸箱之間的機械傳動機構(gòu)。同時，接觸器KM11的主觸點閉合，接通M5的電源，主軸箱水平移動電動機反向轉(zhuǎn)動，拖動主軸箱向左移動。 3.2.9．冷卻泵電動機的起動與停止控制 扳動自動空氣斷路器QF2，使之處于閉合或斷開狀態(tài)，接通或斷開電源，既可實現(xiàn)冷卻泵電動機M6的起動停止。 第四章 PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 4.1電動機的選型 選擇電動機時，除了正確的選擇功率外，還要根據(jù)生產(chǎn)機械的要求及工作環(huán)境等，正確的選擇電動機的種類、型式、電壓和轉(zhuǎn)速. A.電動機種類的選擇： 電動機的種類分為直流和交流電動機兩大類。直流電動機又分為他勵、并勵串勵電動機等。交流電動機又分為籠型、繞線轉(zhuǎn)子異步電動機及同步電動機等。電動機種類的選擇主要是從生產(chǎn)機械對調(diào)性能的要求來考慮，例如，對于調(diào)速范圍、調(diào)速精度、調(diào)速平滑性、低速運轉(zhuǎn)狀態(tài)等性能來考慮。 凡是不需要調(diào)速的拖動系統(tǒng)，總是考慮采用交流拖動，特別是采用籠型異步電動機。長期工作、不需要調(diào)速、且容量相當(dāng)大的生產(chǎn)機械，如空氣壓縮機、球磨機等，往往采用同步電動機拖動，因為它能改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。 如果拖動系統(tǒng)的調(diào)速范圍不廣，調(diào)速級數(shù)少，且不需要在低速下長期工作，可以考慮采用交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動機或變級調(diào)速電動機。因為目前應(yīng)用的交流調(diào)速范圍拖動，大部分由于低速運行時能量損耗大，鼓一般均不宜在低速下長期運行。 對于調(diào)速范圍寬、調(diào)速平滑性要求較高的場合，通常采用支流電動機拖動，或者采用近年來發(fā)展起來的交流變頻調(diào)速電動機拖動。 .電動機型式的選擇： 各種生產(chǎn)機械的工作環(huán)境差異很大，電動機與工作機械也有各種不同的連接方式，所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的生產(chǎn)機械類型、工作環(huán)境等特點，來確定電動機的結(jié)構(gòu)型式，如直立式、臥式、開啟式、封閉式、防滴式、防暴式等各種型式。 C.電動機容量的選擇： 1. 比那化負(fù)載下電動機容量的選擇 （1） 等效電流法 等效電流法的基本的基本思想是用一個不變的電流Icq來等效實際上變化的負(fù)載帶暖流，要求在同一個周期內(nèi)，等效電流Icq與實際變化的負(fù)載電流所產(chǎn)生的損耗等。假定電動機的鐵損耗與繞組電阻不變，損耗只與電流的平 方成正比，由此可得等效電流為 Icq = I12t1+I22t2+…+In2tn t1+t2+…+tn 式中，tn為對應(yīng)負(fù)載電流In時的工作時間。求出Icq后，則選用電動機的額定電流In應(yīng)大雨或等于Icq。采用等效電流法時，必須先求出用電流表示的負(fù)載圖。 （2） 等效轉(zhuǎn)矩法 如果電動機在運行時，其轉(zhuǎn)矩與電流成正比（如他勵直流電動機的勵磁保持不變，異步電動機的功率因數(shù)和氣隙磁通保持不變時），則式（9.3.1）可以改寫成等效轉(zhuǎn)矩公式。 Teq= T12t1+T22t2+…+Tn2tn t1+t2+…+tn 此時，選用電動機的額定轉(zhuǎn)矩T應(yīng)大于或等于T，當(dāng)然，這時應(yīng)先求出用轉(zhuǎn)矩表示的負(fù)載。 等效功率法 如果電動機運行時，其轉(zhuǎn)速保持不變，則功率與轉(zhuǎn)局成正比，于是由式（9.3.1）可得等效功率為 Peq= P12t1+P22t2+…+Pn2tn t1+t2+…+tn 此時，選用電動機的功率P大于或等于P即可。 必須注意的是用等效法選擇電動機容量時，要根據(jù)最大負(fù)載來校驗電動機的過載能力是否要求，如果過載能力不能滿足，應(yīng)當(dāng)按過載能力來選擇較大容量的電動機。 表4-1電動機選型 電機 型號 編 號 額定 功率 PN/KW 轉(zhuǎn)速 n/r.min 電流 功率 功率因數(shù) cosψ 額定轉(zhuǎn)矩 額定電流 最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)動 慣量GD/kgm 重量 m/kg Y160M2-2 M1 15 2930 29.4 88.2 0.88 2.0 7.0 2.3 0.0449 125 Y13252-2 M2 3 2900 15.0 86.2 0.88 2.0 7.0 2.3 0.0216 70 Y801-2 M3 0.75 2830 1.81 75 0.84 2.2 6.5 2.3 0.00075 16 Y801-2 M4 0.75 2830 1.81 75 0.84 2.2 6.5 2.3 0.00075 16 Y905-2 M5 0.25 2840 3.44 78 0.85 2.2 7.0 2.3 0.0012 22 Y801-2 M6 0.09 2830 1.81 75 0.84 2.2 6.5 2.3 0.00075 16 4.2接觸器的選擇 接觸器是用來頻繁的遙控接通或斷開交流住電路及大容量控制電路的自動控制電路。它不同于刀開關(guān)類手動切換電路，因為它具有手動切換電器所不能實現(xiàn)的遙控功能；它也不同于自動空氣開關(guān)，因為它具有一定的斷流能力，但切不具備短路和過載保護(hù)功能。接觸器在電力拖動和自動控制系統(tǒng)中，主要控制對象是電動機，也可以用于控制電熱設(shè)備，電焊機、電容器組等其它負(fù)載。接觸器不僅僅能遙控通斷電路，還具有欠電壓、零電壓釋放保護(hù)，操作頻率高、工作、性能穩(wěn)定，使用壽命長、維護(hù)方便等優(yōu)點。 接觸器按驅(qū)動觸點系統(tǒng)的動力不同可分為電磁接觸器、氣動接觸器、液壓接觸器等。新型的真空接觸器和晶閘管交流接觸器正在逐步使用。 接觸器主觸點通過電流的種類，可分為交流接觸器和直流接觸器。 接觸器隨便使用場合及控制對象的不同，其操作條件與工作繁重程度也不同。為盡可能經(jīng)濟(jì)地、正確地使用接觸器。必須對控制對象的工作情況及接觸器的性能有較全面的了解，不能僅看產(chǎn)品的銘牌數(shù)據(jù)，因接觸器上所定的電壓、電流、控制功率等參數(shù)均為某一使用條件下的額定值，選用時應(yīng)根據(jù)具體使用條件正確選擇。 1. 選擇接觸器的種類 通常先根據(jù)接觸器所接觸的電動機及負(fù)載電流類別來選擇相應(yīng)的接觸器型，即交流負(fù)載應(yīng)使用交流接觸器，直流負(fù)載應(yīng)使用直流接觸器；如果控制系統(tǒng)中主要是交流電動機，而直流電動機或直流負(fù)載的容量比較小時，也可全用交流接觸器進(jìn)行控制，但是觸點的額定電流應(yīng)適當(dāng)選擇大一些。 2. 選擇接觸器主觸點的額定電壓 通常選擇接觸器主觸點的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載賄賂的額定電壓。通常電壓等級分為交流接觸器380、660及1140V；直流接觸器220、440、660V。 3. 選擇接觸器主觸點的額定電流 接觸器控制電阻性（如電熱設(shè)備）時，主觸點的額定電流應(yīng)等于負(fù)載的工作電流。CJ20系列交流接觸器額定電流等級有10、16、32、55、80、125、200、315、400、630A。CZ18系列支流接觸器的額定電流等級有40、80、160、315、630、1000A。 接觸器控制電動機時，主觸點的額定電流大雨或稍大雨電動機的額定電流。接觸器設(shè)計時規(guī)定的使用類別來確定。 可根據(jù)經(jīng)驗公式計算選擇： PN×103 Ic= （A） KUN 式中 K——經(jīng)驗系數(shù)，一般取1~1.4； PN—— 被控電動機的額定功率，千瓦； UN——電動機的額定電壓，伏； IC——接觸器主觸點電流，安； 經(jīng)驗公式僅適用于CJ0，CJ10系列。 可根據(jù)做控制的電動機的最大功率查看表進(jìn)行選擇 接觸器如使用在頻繁啟動，制動和頻繁正反轉(zhuǎn)場合時，容量應(yīng)增大一倍以上去選擇接觸器。 4. 選擇接觸器吸引線圈的電壓 電磁線圈的額定電壓等于控制回路的電源，通常電壓等級分為： 交流線圈：36、100、127、220、220、380V 直流線圈：24、48、110、220、440V 選用時，一般交流負(fù)載用交流吸引線圈接觸器，直流負(fù)載用直流吸引線圈的接觸器，但交流負(fù)載頻繁動作時，可采用支流吸引線圈的接觸器。 接觸器吸引線圈電壓若從人身和設(shè)備安全角度考慮，可選擇低一些，但當(dāng)控制電路簡單，線圈功率較小時，為了節(jié)省變壓器，則可選用220或380V。 5. 選擇接觸器的觸點數(shù)量 接觸器的特點數(shù)量應(yīng)滿足控制線路的要求。各種類型的接觸器觸點數(shù)量不同。交流接觸器的主觸點有三對（常開觸點），一般選用四對輔助觸點（兩對常開），最多可達(dá)到六對（三對常開，三對常閉）。直流接觸器主觸點一般有兩對（尚開觸點）；輔助觸點有四對（兩對常開，兩對常閉）。 1） 額定操作頻率 接觸器額定操作頻率是指每小時接通次數(shù)。通常交流接觸器為600次/每小時；直流接觸器為1200次/每小時。 PN×103 15×10 （1）KM1：Ic= = = 97A KUN (1～1.4) ×110 PN×103 15×103 KM2：Ic= = =97A KUN (1～1.4) ×110 PN×103 15×103 KM3：Ic= = =97A KUN (1～1.4) ×110 PN×103 3×103 （2）KM4：Ic= = =19.6A KUN (1～1.4) ×110 PN×103 3×103 KM5：Ic= = =19.6A KUN (1～1.4) ×110 PN×103 0.75×103 （3）KM6：Ic= = =4.9A KUN (1～1.4) ×110 PN×103 0.75×103 KM7：Ic= = =4.9A KUN (1～1.4) ×110 PN×103 0.75×103 （4）KM8：Ic= = =4.9A KUN (1～1.4) ×110 PN×103 0.75×103 KM9：Ic= = =4.9A KUN (1～1.4) ×110 PN×103 0.25×103 （5）KM10：Ic= = =1.62A KUN (1～1.4) ×110 PN×103 1.5×103 KM11：Ic= = =1.62A KUN (1～1.4) ×110 表4-2接觸器的選擇 繼電器型號 編 號 主 觸 點 輔助觸點 線 圈 可控制三相異步電動機的最大功率(KW) 額定操作頻率 次/h 對 數(shù) 額定電流(A) 額定電壓(V) 對數(shù) 額定電流(A) 額定電壓(V) 電壓（V） 功率(W) CJ0-100 KM1 3 100 380 均 為 兩 常 開 兩 常 閉 5 380 110 33 29 大 于 或 等 于 六 百 CJ0-100 KM2 3 100 380 5 380 110 33 29 CJ0-100 KM3 3 100 380 5 380 110 33 29 CJ0-20 KM4 3 20 380 5 380 110 1.2 CJ0-20 KM5 3 20 380 5 380 110 33 1.2 CJ10-5 KM6 3 5 380 5 380 110 14 1.2 CJ10-5 KM7 3 5 380 5 380 110 14 1.2 CJ10-5 KM8 3 5 380 5 380 110 14 1.2 CJ10-5 KM9 3 5 380 5 380 110 14 1.2 CJ10-5 KM10 3 5 380 5 380 110 14 1.2 CJ10-5 KM11 3 5 380 5 380 110 14 2.2 CJ10-5 KM12 3 5 380 5 380 110 14 2.2 4.3自動空氣斷路的選型 自動空氣開關(guān)是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動系統(tǒng)中非常重要的一種電器，是一種既有手動開關(guān)作用又能進(jìn)行自動欠壓、失壓、過載和短路保護(hù)的電器，同時也可用于不頻繁地起動電動機。 自動空氣開關(guān)具有操作安全，使用方便、工作可靠、安裝簡單、動作值可調(diào)，分?jǐn)嗄芰^高、兼顧多種保護(hù)功能，工作不需要跟換元件等優(yōu)點。因此獲得廣泛的應(yīng)用。 選型的原則如下： 1. 自動空氣開關(guān)的額定工作電壓≥電路額定電壓 2. 自動空氣開關(guān)的額定電流≥電路計算負(fù)載電流 3. 熱脫扣器的整定電流=所控制負(fù)載的額定電流 4. 電磁脫扣器的瞬時脫扣整定電流＞負(fù)載電路正常工作時的峰值電流 單臺電機：IZ≥Ist·K K取1.5~1.7 Ist為電動機啟動電流 多臺電機：IZ＞K（Istmax+）ΣIn K取1.5~1.7 Istmax為最大容量的一臺電動機的啟動電流 ΣIn為其余電動機額定電流的總和。 5. 自動空氣開關(guān)欠電壓脫扣器的額定電壓=電路額定電壓 6. 長延時電流整定值等于電動機額定電流。 7. 6倍延時電流整定值的可返回時間等于或大于電動機實際起動時間。 按起動時負(fù)載的輕重，可選用可返回時間為1、3、5、8、15S中的某一擋。 （1） QF1：IST=（1.7～2.2）×In=2×7=14A IZ≥（1.5～1.7）×（14+33.5）=71.5A （2） QF2：IST=（1.7～2.2）×In=2×6.5=13A IZ≥（1.5～1.7）×13=19.5A （3） QF3：IST=（1.7～2.2）×In=2×7=14A IZ≥（1.5～1.7）×14=21A （4） QF4：IST=（1.7～2.2）×In=2×7=14A In≥（1.5～1.7）×（14+6.5）=30.75A 表4-3自動空氣斷路器選型 型 號 編 號 類 型 額定電流 相 數(shù) DZ47-75D/3P QF1 電機保護(hù)用 75 三相 DZ47-20D/3P QF2 電機保護(hù)用 20 三相 DZ47-30D/3P QF3