试论控制机床电气的线路设计

赵秉全++张鸿飞

摘 要：机床在运行过程中，由于受到各方面因素的综合影响，其电气设备有时会出现不能正常工作的情况，这就要求电气设备维修人员能够准确把握电气线路故障检修的方法。主要对控制机床电气的线路设计进行了分析，简要介绍了线路设计要点和控制线路，通过对电动机转速和结构型式的选择的分析，提出设计思路和方法。

关键词：机床；电气线路；故障检修

机床电气线路由于受到各种因素的影响出现各种各样的故障是常有的事情，而其中的大多数都是平时比较多见的故障。当故障发生时，电气设备维修人员应及时发现故障并做相应的应急处理，然后观察故障现象，选择适当的故障检修方法，按照故障检修的步骤快速准确地排除故障。在平时的故障检修过程中，维修人员应做好记录工作，如故障发生的时间、故障发生时的现象、故障分析时采用的方法以及最终排除故障的细节过程等，以便为日后的故障排除工作提供一定的依据。另外，机床电气设备的保养和维护工作也是必不可少的。机床电气之所以出现故障，大部分都是因为平时的保养工作没有做到位而造成的。不定期的保养工作不仅可以及时发现故障的前兆，还可以有效避免重大事故的发生和提高企业的经济效益。

一、机床电气线路设计要点

应最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求设计之前首先要考虑生产要求，因为控制线路是为整个设备和工艺服务的，不搞清楚要求就等于迷失了设计方向。在满足生产要求的前提下，控制线路应力求简单、经济。尽量选用标准的、常用的或经过实际考验的线路和环节。常见的线路和环节有：正反转、行程、顺序、两地、降压启动、调速制动控制线路等。尽量缩短联接导线的数量和长度。设计控制线路时，应考虑到各个元件之间的实际接线。一般都将启动按钮和停止按钮直接联接，这样可以减少一次引出线。尽量缩减电器的数量，采用标准件，尽可能选用相同型号。应减少不必要的触点以简化线路，提高线路工作的可靠性。控制线路在工作时，除必要的电器必须通电外，其余的尽量不通电以节约电能。

二、电气控制线路的分析

机床的电气控制系统应保证机床的使用效能和正确的动作程序。在设计机床的电气原理图之前，应当确定电气控制的方案。控制方式应当与机床的通用化和专用化的程度相适应。对于专用机床，其工作程序往往是固定的，使用中并不需要经常改变原有的程序。因此，控制线路在结构上往往做成“固定”式的。对于一些数控机床，为了适应不同的工艺过程的需要，机床的工作程序往往需要在一定的范围内加以更改。在机床自动线中可根据控制要求和联锁条件的复杂程度不同，采用分散控制的控制方式。但是各台单机的控制方式和基本控制环节应尽量一致，以便简化设计和制造过程。自动工作循环的组成在方案中可列出有关步骤，或说明行程开关的布置与简图。如电磁铁或电磁阀的通断状态与所执行动作，对于机床自动线还应列出自动线的循环周期表。为控制线路原理设计提供具体要求和条件，如自动循环、手动调整、动作程序更换或控制系统的检测测试等等。联锁条件及电气保护机床的各种运动和操作，都是相互联系的。

三、电动机转速和结构型式的选择

（一）转速的选择

电动机功率的确定是选择电动机的关键，但也要对转速、使用电压等级及结构形式等项目进行选择。异步电动机由于它结构简单坚固、维修方便、造价低廉，因此在机床中使用得最为广泛。电动机的转速愈低则体积愈大，价格也愈高，功率因数和效率也就低，因此电动机的转速要根据机械的要求和传动装置的具体情况加以选定。异步电动机的同步转速有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min、600r/min等几种，这是由于电动机的磁极对数的不同而决定的。电动机转子转速由于存在着转差率，一般比同步转速约低2%～5%。一般情况下，可选用同步转速为1500r/Ⅲin的电动机，因为这个转速下的电动机适应性较强，而且功率因数和效率也高。若电动机的转速与该机械的转速不一致，可选取转速稍高的电动机通过机械变速装置使其一致。根据以上内容选择主轴电动机M1转速为1470r/Ⅲin；冷却泵电动机M2转速为2790r/min；快速移动电动机M3转速为1360r/Ⅲin。

（二）结构型式的选择

一般地说，金属切削机床都采用通用系列的普通电动机。在选择电动机时，也应考虑机床的转动条件，对易产生悬浮飞扬的铁屑或废料，或冷却液、工业用水等有损于绝缘的介质能侵入电动机的场合，选用封闭式结构为适宜。煤油冷却切削刀具的机床或加工易燃合金材料的机床应选用防爆式电动机。按机床电气设备通用技术条件中规定，机床应采用全封闭扇冷式电动机。机床上推荐使用防护等级段低为IP44的交流电动机。在某些场合下，还必须采用强迫通风。Y系列三相异步电动机是机床上常用的三相异步电动机。Y系列电动机是封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，是全国统一设计的新的基本系列，它是我国取代J02系列的更新换代产品。安装尺寸和功率等级完全符合IEC标准和DIN42673标准。本系列采用B级绝缘，外壳防护等级为IP44，冷却方式为ICO.14l。因此，主轴电动机选择Y132M-4-B3型电动机；冷却泵电动机采用专门的AOB-25系列油泵电机，由封闭自冷的三星异步电动机和单级离心泵组合而成，主要是给一般机床和其他设备输送循环冷却液（冷却液为肥皂水，苏打水，轻矿物油和其他无腐蚀性的液体），该系列泵效率高，体积小，重量轻，运行平稳，安全可靠。

四、结束语

综上所述，电气控制的设计人员，应该在电路的设计上进行广泛深入发研究，从实际工程需要出发，结合自身的工作经验，采用合理的设计方法，保证电气路线设计的准确有效。

参考文献：

[1]郁汉琪.T6216落地镗的电气改造[J].企业文化，2015.

[2]刘洪涛.PLC应用开发从基础到实践[J].科技与企业，2014.