卧式机床电气的总体设计分析与研究

张怀臣+++颉宇

摘 要：在机床设计上，一部分是对机床本身的机械设计，另一部分是对电气系统的设计，机床电气系统是机床的一个非常重要的部分，但是对电气方面的设计也要遵守一些设计遵则，要先满足机床的总体设计要求，对整个机床的低压电气和电动机要有总的要求，设计主要电气线路图，对机床电气控制线要了解，在卧式机床上，主轴是可以实现正、反转，对它的线路图要分析透彻。

关键词：设计准则；低压电器与电动机；机床电气控制线

1 设计准则

卧式机床的电气设计上要遵循机床的设计要求，要以卧式机床的设计要求为前提，通过技术方面的分析，选择出最适合卧式机床的电气控制方案，要在设计上使系统简单，同时技术先进，工作时候安全可靠，对于事后的维修要方便。

对于卧式机床电气系统设计，通过以下几个步骤进行设计：

（1）通过机床的技术条件，初步研究拟订设计方案。

（2）选择主要的元件和控制方案。

（3）确定电气传动形式，确定电动机型号。

（4）绘制电气控制原理图。

（5）最终确定电气元件和电气明细表。

（6）绘制总体布局图及相关执行件。

（7）设计电气柜及操纵机构。

（8）设计总装图和编写设计说明书。

在卧式机床电气系统设计上最终的形式是技术任务书，它是整个电气部分的依据，它的内容包括机械设备的型号、生产能力、电气元件、电气传动部件的技术性能等等，而这个技术书需要电气设计人员与机床设计方面的人员一同编写。

而在一般比较精密和特种设备中，如精密磨床，数控机床等，为了能保证加工质量，对机床控制方便，同时机床能实现自动化，一般采用的电气无机调速系统。

2 低压电器与电动机

在卧式机床低压电器设计中，首先要了解机床中电器的概念，电器是能通过外界信号，自动或手动控制接触和断开电路，实现对线路切换、控制等功能的元件。

在电气控制系统中电器分为对线路控制的控制电器，在主线路中的主令电器，在电气系统中末端的执行电器等。在电器件结构中，通常的控制方式就是电磁式，电磁式电器的原理如图1。

电磁式电器的工作原理是通过线圈控制的，主要是线圈的是否通电，对电磁吸力的计算公式如下：

通直流公式：

通交流公式：

式中：B-磁感应强度；S-磁极截面积。

在机床电气系统中最重要的一个元件就是电动机，一般选取三相异步电动机的最多，它的转向是由磁铁的旋转方向来确定，这样也就说明接入电动机的电流相序来决定。

3 机床电气控制线

在机床电气控制线路设计上交流电压由380V、220V降到110V、48V、24V，在整个电气线路中，多采用110V控制，而一些电磁铁和电气元件采用24V控制，具体见表1。

在设计线路时候，要对电器的线圈正确连接，线圈的一端接头应与电源线的一端相连，对于整个电气线路简明，规范上，继电器以及其他电气需要接在电源的一侧，而所有电气上的接触触点接在电源的另一侧，这样对电路的安装和故障排查上，更为方便。而在整个电气线路中，交流线圈不能串联一起，一旦有串联，那么整个控制系统将失去控制，同时也会使系统不带电。

通过逻辑法设计的电路控制线路图，节省电气元件，通过经验设计法设计相对于逻辑法会浪费一些，一般是将这两种方法结合起来，通过逻辑法前期设计，最后通过经验法进行实施。

上述电气控制系统图中，电机的正转是控制按钮SB1，按钮SB1按下，接触器KM1的線圈通电，KM1的主控制头通电，电动机正转，在这个情况下，因为KM1线圈带点，KM1的连锁机构工作，对KM2进行连锁。反转控制是按下SB3按钮，这时候KM1线圈断电，正转停止，在按下SB2按钮，这时候KM2线圈通电，电动机反转运行，同时KM2对KM1进行连锁。

4 结束语

通过卧式车床的电气设计，全方面地了解了电气系统在机床中的作用，作为现代生产中最重要的设备，机床的设计与研发的脚步是不会停止的，会不断的向前发展，而电气作为机床的一部分，会一同要求向前发展，要满足一切设计的需要，要满足新产品的开发和国内研制的需求，要确保机床是生产制造中不可或缺的资源，保证机床的正常运行和控制。

参考文献

[1]齐占庆，王振臣.机床电气控制技术[M].机械工业出版社，2009.

[2]李清新.伺服系统与机床电气控制[M].北京：机械工业出版社，1994.

[3]赵景波.电工电子技术[M].人民邮电出版社，2008.

[4]编写组.电机与变压器[M].中国劳动社会保障出版社，2005.