試論控制機床電氣的線路設計

趙秉全++張鴻飛

摘 要：機床在運行過程中，由于受到各方面因素的綜合影響，其電氣設備有時會出現不能正常工作的情況，這就要求電氣設備維修人員能夠準確把握電氣線路故障檢修的方法。主要對控制機床電氣的線路設計進行了分析，簡要介紹了線路設計要點和控制線路，通過對電動機轉速和結構型式的選擇的分析，提出設計思路和方法。

關鍵詞：機床；電氣線路；故障檢修

機床電氣線路由于受到各種因素的影響出現各種各樣的故障是常有的事情，而其中的大多數都是平時比較多見的故障。當故障發生時，電氣設備維修人員應及時發現故障并做相應的應急處理，然后觀察故障現象，選擇適當的故障檢修方法，按照故障檢修的步驟快速準確地排除故障。在平時的故障檢修過程中，維修人員應做好記錄工作，如故障發生的時間、故障發生時的現象、故障分析時采用的方法以及最終排除故障的細節過程等，以便為日后的故障排除工作提供一定的依據。另外，機床電氣設備的保養和維護工作也是必不可少的。機床電氣之所以出現故障，大部分都是因為平時的保養工作沒有做到位而造成的。不定期的保養工作不僅可以及時發現故障的前兆，還可以有效避免重大事故的發生和提高企業的經濟效益。

一、機床電氣線路設計要點

應最大限度地實現生產機械和工藝對電氣控制線路的要求設計之前首先要考慮生產要求，因為控制線路是為整個設備和工藝服務的，不搞清楚要求就等于迷失了設計方向。在滿足生產要求的前提下，控制線路應力求簡單、經濟。盡量選用標準的、常用的或經過實際考驗的線路和環節。常見的線路和環節有：正反轉、行程、順序、兩地、降壓啟動、調速制動控制線路等。盡量縮短聯接導線的數量和長度。設計控制線路時，應考慮到各個元件之間的實際接線。一般都將啟動按鈕和停止按鈕直接聯接，這樣可以減少一次引出線。盡量縮減電器的數量，采用標準件，盡可能選用相同型號。應減少不必要的觸點以簡化線路，提高線路工作的可靠性。控制線路在工作時，除必要的電器必須通電外，其余的盡量不通電以節約電能。

二、電氣控制線路的分析

機床的電氣控制系統應保證機床的使用效能和正確的動作程序。在設計機床的電氣原理圖之前，應當確定電氣控制的方案。控制方式應當與機床的通用化和專用化的程度相適應。對于專用機床，其工作程序往往是固定的，使用中并不需要經常改變原有的程序。因此，控制線路在結構上往往做成“固定”式的。對于一些數控機床，為了適應不同的工藝過程的需要，機床的工作程序往往需要在一定的范圍內加以更改。在機床自動線中可根據控制要求和聯鎖條件的復雜程度不同，采用分散控制的控制方式。但是各臺單機的控制方式和基本控制環節應盡量一致，以便簡化設計和制造過程。自動工作循環的組成在方案中可列出有關步驟，或說明行程開關的布置與簡圖。如電磁鐵或電磁閥的通斷狀態與所執行動作，對于機床自動線還應列出自動線的循環周期表。為控制線路原理設計提供具體要求和條件，如自動循環、手動調整、動作程序更換或控制系統的檢測測試等等。聯鎖條件及電氣保護機床的各種運動和操作，都是相互聯系的。

三、電動機轉速和結構型式的選擇

（一）轉速的選擇

電動機功率的確定是選擇電動機的關鍵，但也要對轉速、使用電壓等級及結構形式等項目進行選擇。異步電動機由于它結構簡單堅固、維修方便、造價低廉，因此在機床中使用得最為廣泛。電動機的轉速愈低則體積愈大，價格也愈高，功率因數和效率也就低，因此電動機的轉速要根據機械的要求和傳動裝置的具體情況加以選定。異步電動機的同步轉速有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min、600r/min等幾種，這是由于電動機的磁極對數的不同而決定的。電動機轉子轉速由于存在著轉差率，一般比同步轉速約低2%～5%。一般情況下，可選用同步轉速為1500r/Ⅲin的電動機，因為這個轉速下的電動機適應性較強，而且功率因數和效率也高。若電動機的轉速與該機械的轉速不一致，可選取轉速稍高的電動機通過機械變速裝置使其一致。根據以上內容選擇主軸電動機M1轉速為1470r/Ⅲin；冷卻泵電動機M2轉速為2790r/min；快速移動電動機M3轉速為1360r/Ⅲin。

（二）結構型式的選擇

一般地說，金屬切削機床都采用通用系列的普通電動機。在選擇電動機時，也應考慮機床的轉動條件，對易產生懸浮飛揚的鐵屑或廢料，或冷卻液、工業用水等有損于絕緣的介質能侵入電動機的場合，選用封閉式結構為適宜。煤油冷卻切削刀具的機床或加工易燃合金材料的機床應選用防爆式電動機。按機床電氣設備通用技術條件中規定，機床應采用全封閉扇冷式電動機。機床上推薦使用防護等級段低為IP44的交流電動機。在某些場合下，還必須采用強迫通風。Y系列三相異步電動機是機床上常用的三相異步電動機。Y系列電動機是封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，是全國統一設計的新的基本系列，它是我國取代J02系列的更新換代產品。安裝尺寸和功率等級完全符合IEC標準和DIN42673標準。本系列采用B級絕緣，外殼防護等級為IP44，冷卻方式為ICO.14l。因此，主軸電動機選擇Y132M-4-B3型電動機；冷卻泵電動機采用專門的AOB-25系列油泵電機，由封閉自冷的三星異步電動機和單級離心泵組合而成，主要是給一般機床和其他設備輸送循環冷卻液（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，運行平穩，安全可靠。

四、結束語

綜上所述，電氣控制的設計人員，應該在電路的設計上進行廣泛深入發研究，從實際工程需要出發，結合自身的工作經驗，采用合理的設計方法，保證電氣路線設計的準確有效。

參考文獻：

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