發布日期：2022-04-27 點擊率：87
摘要 分析MUP320型銑床的主軸電路，指出其存在的問題，并提出改進的方法。經實際運行，效果良好。
關鍵詞 銑床主軸電路 存在問題 改進措施
在機床的電氣設備維修和技術改造的過程中，必須對原機床電氣設備的工作原理進行仔細的分析和認真的研究，對經常出現的故障，找出原設計的不足、缺陷和可能存在的隱患，提出合理的改進方案。針對某機械加工廠從捷克進口的一臺MUP320型銑床主軸電路存在的問題，我們對其進行了技術改進。
1基本概況
該銑床機械部分較簡單，但電氣控制部分比較復雜。主軸和工作臺的調速是液壓調速；主軸、工作臺的各種運動全部是由按鈕控制，控制按鈕有近60個，共有4臺電動機。主軸電動機功率4.5kW,實現主軸的拖動，能夠正、反轉，采用Y-Δ降壓起動。工作臺移動電動機功率1.5kW,只要求單方向運轉，工作臺在空間各方向的移動，是分別由6個電磁離合器來控制；工作臺的高低速掛檔是由2個高低速掛檔電磁離合器分別控制。機床的液壓油由液壓泵提供，液壓泵電動機能夠正反轉。冷卻泵電動機只要求單方向運行，由轉換開關控制。
2銑床主軸部分的電氣控制原理
圖1和圖2分別是該銑床主軸部分的主電路圖和控制電路圖。此電路是根據原機床的電氣原理圖繪制，由于原圖中所有電器符號與我國的電器符號標準不一樣，因此圖1和圖2中的各電器符號均改為符合我國標準的電器符號。
圖1 主軸主電路圖
圖2 主軸控制電路圖
2.1主軸主電路的工作原理
主軸電動機功率4.5kW,Δ接法；為減小起動電流，采用Y-Δ起動，用接觸器KMY和KMΔ完成起動與運行的切換。主軸電動機起動時接觸器KMY通電，主軸電動機定子繞組為Y形接法，起動電流減小為直接起動電流的1/3,一段時間后，KMY斷電，KMΔ通電，電動機定子繞組換接成Δ接法。
由加工工藝要求，主軸應能順銑和逆銑，故要求主軸電動機能夠正轉和反轉，從主電路中可以看出，接觸器KM1和KM2用于完成主軸電動機的正反轉控制。當接觸器KM1通電接通時，主軸電動機正轉，主軸順銑；當接觸器KM2通電接通時，主軸電動機反轉，主軸逆銑。
2.2主軸控制電路的工作原理
由于整個機床所用的電器比較多，線路比較復雜，為了安全，所有電器均采用36V供電，繼電器用直流供電（見圖2所示）。其中KAJ是工作臺向左移動的控制繼電器，KAB是工作臺向右移動的控制繼電器，SA1是主軸電動機正反轉控制的轉換開關，共有3個操作位置：Ⅰ位—主軸正轉控制；Ⅱ位—主軸反轉控制；0位—主軸停止；SA2是主軸具有不同加工過程控制的轉換開關，當觸點SA2-2和SA2-3閉合時，主軸單獨轉動；當其觸點SA2-4閉合時，工作臺向右移動同時主軸正轉，工作臺向左移動同時主軸反轉；當其觸點SA2-5閉合時，工作臺向左移動同時主軸正轉，工作臺向右移動同時主軸反轉；KT1是控制主軸起動的時間繼電器。
合上總電源開關，電源向變壓器供電，時間繼電器KT1通電，其延時斷開動合觸點KT1瞬時閉合，延時閉合動斷觸點KT1瞬時斷開，接觸器KMY通電，主軸電動機為Y形接法準備起動。
假設主軸單獨正向旋轉。轉動轉換開關SA2,使SA2-2和SA2-3觸點閉合，轉動轉換開關SA1在Ⅰ位，接觸器KM1通電，主軸電動機Y形接法起動；同時時間繼電器KT1斷電，經延時，其延時斷開動合觸點斷開，延時閉合動斷觸點閉合，接觸器KMY斷電而KMΔ通電，主軸電動機起動結束，Δ接法運行，同時時間繼電器KT1通電，其延時斷開動合觸點閉合，延時閉合動斷觸點斷開，為下次起動作準備。
如果要求主軸電動機單獨反向旋轉，可把轉換開關SA1置Ⅱ位，接觸器KM2通電，主軸電動機開始Y形接法起動經延時自動切換成Δ形接法運行，其過程與上述主軸正轉過程一樣，把轉換開關SA1置0位，接觸器KM1或KM2斷電釋放，主軸電動機停止。
3控制電路的特點和存在問題
通過上述的分析，可以發現該控制電路有以下的特點：起動時，在正反轉接觸器KM1或KM2通電之前，接觸器KMY已經先通電吸合，也就是說KMY的主觸點是空載接通電路；主軸停止時，正反轉接觸器KM1或KM2先斷電，而后接觸器KMΔ才斷電，說明KMΔ的主觸點是空載分斷電路，這樣就可以延長KMΔ和KMY的壽命。但該電路在設計上存在以下的問題。
（1）在設計控制電路時，應掌握一個原則，就是線路中若某個電器暫時不起作用或其作用已經完成，就要使該電器不通電或斷電。通過上述的分析可以看出，在總電源開關合上后，主軸起動之前，以及主軸正常運行之后的兩段時間內，時間繼電器KT1是一直通電的，而在這兩段時間內，時間繼電器KT1是不起作用或作用已經完成，應使時間繼電器KT1不通電或斷電才比較合理。
（2）當時間繼電器KT1一旦出現故障而不能起作用時，該電路就有可能出現主軸電動機直接起動的危險和接觸器KMΔ不會斷電的現象，其可靠性不高。
4主軸控制電路的改進
針對原機床主軸電動機的控制電路中存在的問題和隱患，對原電路作了一些改進，改進后的控制電路如圖3所示。
圖3 改進后的主軸控制電路圖
其中KA是多增加的一個中間繼電器，SA1-3觸點在Ⅰ或Ⅱ位置都接通。工作原理ⅡⅠ如下：當總電源開關閉合給控制電路供電后，各電器均不通電。仍以需要主軸電動機單獨轉動為例說明其控制原理。此時把轉換開關SA1置Ⅰ或Ⅱ位，SA2置于適當的位置，則SA1-3和SA1-1或SA1-2接通,SA2-2接通，中間繼電器KA通電，KA觸點閉合使接觸器KMY以及時間繼電器KT1通電，主軸電動機Y形接法，主軸正反轉接觸器KM1或KM2通電，主軸電動機Y形起動，經延時，時間繼電器KT1的延時斷開動斷觸點KT1斷開，延時閉合動合觸點KT1閉合，接觸器KMY斷電，KM?通電主軸電動機起動結束，正常運行；與此同時，時間繼電器KT1斷電。
當主軸停止時，把SA1置0位，則KM1或KM2斷電，KM?斷電，電動機停止轉動。在接觸器KM1和KM2的線圈電路中串入KMY的常開輔助觸點，是為了使KMY先空載通電閉合，KM1或KM2再通電閉合。
從以上的分析上看，改進后控制電路既保持了原機床控制電路的特點，又克服了原電路存在的缺陷，使電路的可靠性大大得到提高，并經實際運行，效果比較好。而控制電路仍有可以進一步改進的地方，例如：電動機在起動完成后由Y形換接為Δ形時，兩個接觸器仍然是帶載分斷和接通電路（原控制電路也存在此問題），如果能使KMY和KM?間的切換也是空載操作，效果會更好一些。
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