摘要 分析MUP320型銑床的主軸電路，指出其存在的問(wèn)題，并提出改進(jìn)的方法。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行，效果良好。
關(guān)鍵詞 銑床主軸電路 存在問(wèn)題 改進(jìn)措施
在機(jī)床的電氣設(shè)備維修和技術(shù)改造的過(guò)程中，必須對(duì)原機(jī)床電氣設(shè)備的工作原理進(jìn)行仔細(xì)的分析和認(rèn)真的研究，對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)的故障，找出原設(shè)計(jì)的不足、缺陷和可能存在的隱患，提出合理的改進(jìn)方案。針對(duì)某機(jī)械加工廠從捷克進(jìn)口的一臺(tái)MUP320型銑床主軸電路存在的問(wèn)題，我們對(duì)其進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)。
1基本概況
該銑床機(jī)械部分較簡(jiǎn)單，但電氣控制部分比較復(fù)雜。主軸和工作臺(tái)的調(diào)速是液壓調(diào)速；主軸、工作臺(tái)的各種運(yùn)動(dòng)全部是由按鈕控制，控制按鈕有近60個(gè)，共有4臺(tái)電動(dòng)機(jī)。主軸電動(dòng)機(jī)功率4.5kW,實(shí)現(xiàn)主軸的拖動(dòng)，能夠正、反轉(zhuǎn)，采用Y-Δ降壓起動(dòng)。工作臺(tái)移動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率1.5kW,只要求單方向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作臺(tái)在空間各方向的移動(dòng)，是分別由6個(gè)電磁離合器來(lái)控制；工作臺(tái)的高低速掛檔是由2個(gè)高低速掛檔電磁離合器分別控制。機(jī)床的液壓油由液壓泵提供，液壓泵電動(dòng)機(jī)能夠正反轉(zhuǎn)。冷卻泵電動(dòng)機(jī)只要求單方向運(yùn)行，由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)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(jù)原機(jī)床的電氣原理圖繪制，由于原圖中所有電器符號(hào)與我國(guó)的電器符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)不一樣，因此圖1和圖2中的各電器符號(hào)均改為符合我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的電器符號(hào)。
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(dòng)機(jī)功率4.5kW,Δ接法；為減小起動(dòng)電流，采用Y-Δ起動(dòng)，用接觸器KMY和KMΔ完成起動(dòng)與運(yùn)行的切換。主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)接觸器KMY通電，主軸電動(dòng)機(jī)定子繞組為Y形接法，起動(dòng)電流減小為直接起動(dòng)電流的1/3,一段時(shí)間后，KMY斷電，KMΔ通電，電動(dòng)機(jī)定子繞組換接成Δ接法。
由加工工藝要求，主軸應(yīng)能順銑和逆銑，故要求主軸電動(dòng)機(jī)能夠正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，從主電路中可以看出，接觸器KM1和KM2用于完成主軸電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。當(dāng)接觸器KM1通電接通時(shí)，主軸電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，主軸順銑；當(dāng)接觸器KM2通電接通時(shí)，主軸電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，主軸逆銑。
2.2主軸控制電路的工作原理
由于整個(gè)機(jī)床所用的電器比較多，線路比較復(fù)雜，為了安全，所有電器均采用36V供電，繼電器用直流供電（見(jiàn)圖2所示）。其中KAJ是工作臺(tái)向左移動(dòng)的控制繼電器，KAB是工作臺(tái)向右移動(dòng)的控制繼電器，SA1是主軸電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，共有3個(gè)操作位置：Ⅰ位—主軸正轉(zhuǎn)控制；Ⅱ位—主軸反轉(zhuǎn)控制；0位—主軸停止；SA2是主軸具有不同加工過(guò)程控制的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，當(dāng)觸點(diǎn)SA2-2和SA2-3閉合時(shí)，主軸單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)其觸點(diǎn)SA2-4閉合時(shí)，工作臺(tái)向右移動(dòng)同時(shí)主軸正轉(zhuǎn)，工作臺(tái)向左移動(dòng)同時(shí)主軸反轉(zhuǎn)；當(dāng)其觸點(diǎn)SA2-5閉合時(shí)，工作臺(tái)向左移動(dòng)同時(shí)主軸正轉(zhuǎn)，工作臺(tái)向右移動(dòng)同時(shí)主軸反轉(zhuǎn)；KT1是控制主軸起動(dòng)的時(shí)間繼電器。
合上總電源開(kāi)關(guān)，電源向變壓器供電，時(shí)間繼電器KT1通電，其延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)合觸點(diǎn)KT1瞬時(shí)閉合，延時(shí)閉合動(dòng)斷觸點(diǎn)KT1瞬時(shí)斷開(kāi)，接觸器KMY通電，主軸電動(dòng)機(jī)為Y形接法準(zhǔn)備起動(dòng)。
假設(shè)主軸單獨(dú)正向旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2,使SA2-2和SA2-3觸點(diǎn)閉合，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1在Ⅰ位，接觸器KM1通電，主軸電動(dòng)機(jī)Y形接法起動(dòng)；同時(shí)時(shí)間繼電器KT1斷電，經(jīng)延時(shí)，其延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，延時(shí)閉合動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，接觸器KMY斷電而KMΔ通電，主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)結(jié)束，Δ接法運(yùn)行，同時(shí)時(shí)間繼電器KT1通電，其延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，延時(shí)閉合動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，為下次起動(dòng)作準(zhǔn)備。
如果要求主軸電動(dòng)機(jī)單獨(dú)反向旋轉(zhuǎn)，可把轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1置Ⅱ位，接觸器KM2通電，主軸電動(dòng)機(jī)開(kāi)始Y形接法起動(dòng)經(jīng)延時(shí)自動(dòng)切換成Δ形接法運(yùn)行，其過(guò)程與上述主軸正轉(zhuǎn)過(guò)程一樣，把轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1置0位，接觸器KM1或KM2斷電釋放，主軸電動(dòng)機(jī)停止。
3控制電路的特點(diǎn)和存在問(wèn)題
通過(guò)上述的分析，可以發(fā)現(xiàn)該控制電路有以下的特點(diǎn)：起動(dòng)時(shí)，在正反轉(zhuǎn)接觸器KM1或KM2通電之前，接觸器KMY已經(jīng)先通電吸合，也就是說(shuō)KMY的主觸點(diǎn)是空載接通電路；主軸停止時(shí)，正反轉(zhuǎn)接觸器KM1或KM2先斷電，而后接觸器KMΔ才斷電，說(shuō)明KMΔ的主觸點(diǎn)是空載分?jǐn)嚯娐罚@樣就可以延長(zhǎng)KMΔ和KMY的壽命。但該電路在設(shè)計(jì)上存在以下的問(wèn)題。
（1）在設(shè)計(jì)控制電路時(shí)，應(yīng)掌握一個(gè)原則，就是線路中若某個(gè)電器暫時(shí)不起作用或其作用已經(jīng)完成，就要使該電器不通電或斷電。通過(guò)上述的分析可以看出，在總電源開(kāi)關(guān)合上后，主軸起動(dòng)之前，以及主軸正常運(yùn)行之后的兩段時(shí)間內(nèi)，時(shí)間繼電器KT1是一直通電的，而在這兩段時(shí)間內(nèi)，時(shí)間繼電器KT1是不起作用或作用已經(jīng)完成，應(yīng)使時(shí)間繼電器KT1不通電或斷電才比較合理。
（2）當(dāng)時(shí)間繼電器KT1一旦出現(xiàn)故障而不能起作用時(shí)，該電路就有可能出現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的危險(xiǎn)和接觸器KMΔ不會(huì)斷電的現(xiàn)象，其可靠性不高。
4主軸控制電路的改進(jìn)
針對(duì)原機(jī)床主軸電動(dòng)機(jī)的控制電路中存在的問(wèn)題和隱患，對(duì)原電路作了一些改進(jìn)，改進(jìn)后的控制電路如圖3所示。
圖3 改進(jìn)后的主軸控制電路圖
其中KA是多增加的一個(gè)中間繼電器，SA1-3觸點(diǎn)在Ⅰ或Ⅱ位置都接通。工作原理ⅡⅠ如下：當(dāng)總電源開(kāi)關(guān)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(dòng)機(jī)單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)為例說(shuō)明其控制原理。此時(shí)把轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1置Ⅰ或Ⅱ位，SA2置于適當(dāng)?shù)奈恢茫瑒tSA1-3和SA1-1或SA1-2接通,SA2-2接通，中間繼電器KA通電，KA觸點(diǎn)閉合使接觸器KMY以及時(shí)間繼電器KT1通電，主軸電動(dòng)機(jī)Y形接法，主軸正反轉(zhuǎn)接觸器KM1或KM2通電，主軸電動(dòng)機(jī)Y形起動(dòng)，經(jīng)延時(shí)，時(shí)間繼電器KT1的延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)斷觸點(diǎn)KT1斷開(kāi)，延時(shí)閉合動(dòng)合觸點(diǎn)KT1閉合，接觸器KMY斷電，KM?通電主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)結(jié)束，正常運(yùn)行；與此同時(shí)，時(shí)間繼電器KT1斷電。
當(dāng)主軸停止時(shí)，把SA1置0位，則KM1或KM2斷電，KM?斷電，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。在接觸器KM1和KM2的線圈電路中串入KMY的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)，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(jìn)后控制電路既保持了原機(jī)床控制電路的特點(diǎn)，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(jīng)實(shí)際運(yùn)行，效果比較好。而控制電路仍有可以進(jìn)一步改進(jìn)的地方，例如：電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)完成后由Y形換接為Δ形時(shí)，兩個(gè)接觸器仍然是帶載分?jǐn)嗪徒油娐罚ㄔ刂齐娐芬泊嬖诖藛?wèn)題），如果能使KMY和KM?間的切換也是空載操作，效果會(huì)更好一些。
