机电一体化毕业设计

发布 2024-01-12 11:10:13 阅读 5837

摘要。车床是机械加工中使用最广泛的金属切削机床,它可以用于切削各种工件的外圆。内孔。端面。

螺纹。螺杆以及车削定型表面等。现代生产机械多采用机械。

电气。液压。气动相结合的控制技术。

其中电气控制技术起联接中枢作用,应用最为广泛。电气控制系统是生产机械设备的重要组成部分,是保证机械设备按生产工艺要求,完成各种运动状态与协调工作,并保证机械设备安全可靠工作以及实现操作自动化。本设计的主要任务是依据车床的工作情况确定其传动形式和控制方案,从而选择所用的电动机和电气元件,进一步设计其电气控制线路,并能对控制线路进行分析维护。

本文通过对电气控制的概述。数字电路(组合逻辑电路设计)概述。multisim9应用的概述,介绍了在设计中用到的常用低压电器(包括电器符号),其中有:

组合开关。按钮。交流接触器。

中间继电器,熔断器的功能与工作原理。还有在设计数字电路中所用到得与门。或门。

非门(电路符号。逻辑功能。真值表。

逻辑表达式).与非门。或非门。

集成逻辑门电路ttl的介绍,设计中所用到multisim9应用的。还有对整个零件加工生产流水线及安全监控电路的设计说明。

关键词:电气控制,电气元件,电路图,电子监控。

第一章电气控制与电气技术。

1.1 常用低压电器元件的选择。

1.1.1低压电器的分类。

1.按用途分类。

1)控制电器:用于各种控制电路和控制系统的电器,如接触器、继电器等。

2)主令电器:用于自动控制系统中发送控制指令的电器,如按钮、行程开关等。

3)保护电器:用于保护电路及用电设备的电器,如熔断器、热继电器等。

4)配电电器:用于电能的输送和分配的电器。如低压断路器、隔离器等。

5)执行电器:用于完成某种动作或传动功能的电器,如电磁铁、电磁离合器等。

2.按工作原理分类:

1)电磁式电器:依据电磁感应原理来工作的电器,如交直流接触器、各种电磁式继电器等。

2)非电量控制器:电器的工作是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器,如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器压力继电器、温度继电器等。

3.按操作方式分类:

1)自动电器:时间继电器、速度继电器等。

2)手动电器:按钮、刀开关、转换开关等。

4.按触点类型:

1)有触点电器:继电器、接触器、行程开关等。

2)无触点电器:固态继电器、接近开关等。

5.低压电器的发展方向。

目前正沿着体积小、重量轻、安全可靠、使用方便的方向发展,大力发展电子化的新型控制电器,如接近开关、光电开关、电子式时间继电器、固态继电器与接触器等以。

适应控制系统迅速电子化的需要。

1.1.2低压电器介绍。

电器是接通和断开电路或调节。控制和保护电路及电气设备用的电工器具。由控制电器组成的自动控制系统,称为继电器—接触器控制系统,简称电器控制系统。

低压电器用于交流 50hz(或 60hz),额定电压为 1200v 以下;直流额定电压1500v 及以下的电路中的电器。例如接触器。继电器等。

1.低压电器的作用。

低压电器能够依据操作信号或外界现场信号的要求,自动或手动地改变电路的状态。参数,实现对电路或被控对象的控制。保护。测量。指示。调节。低压电器的作用有:

1)控制作用如控制电梯的上下移动。快慢速自动切换与自动停层等。

2)保护作用能根据设备的特点,对设备。环境。以及人身实行自动保护,如电机的过热保护。电网的短路保护。漏电保护等。

3)测量作用利用仪表及与之相适应的电器,对设备。电网或其他非电参数进行测量,如电流。电压。功率。转速。温度。湿度等。

4)调节作用低压电器可对一些电量和非电量进行调整,以满足用户的要求,如柴油机油门的调整。房间温湿度的调节。照度的自动调节等。

5)指示作用利用低压电器的控制。保护等功能,检测出设备运行状况与电气电路工作情况,如绝缘监测。保护指示等。

6)转换作用在用电设备之间转换或对低压电器。控制电路分时投入运行,以实现功能切换,如励磁装置手动与自动的转换,供电的市电与自备电的切换等。当然,低压电器器的作用远不止这些,随着科学技术的发展,新功能。

新设备会不断出现。

1.1.3继电器。

继电器是一种利用电流、电压、时间、温度等信号的变化来接通或断开所控制的电路,以实现自动控制或完成保护任务的自动电器。继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于,接触器的主触头可以通过大电流,而继电器的触头只能通过小电流。

所以,继电器只能用于控制电路中。

继电器的种类很多,按输入量可分为中间继电器、电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器。

1.中间继电器。

中间继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。

主要区别:接触器的主触点可以通过大电流;

继电器的体积和触点容量小,触点数目多,且只能通过小电流。所以,继电器一般用于机床的控制电路中。

中间继电器jz7系列-1如图1-1所示。

图1-1中间继电器列-1

中间继电器jz7系列-3如图1-2所示。

图1-2中间继电器jz7系列-3

中间继电器jz14系列-1如图1-3所示。

jz14系列交直流中间继电器,适用于交流50赫兹电压380伏及以下;直流电压220伏及以下的控制电路中作为增加信号大小及数量之用。

图1-3中间继电器jz14系列-1

2.时间继电器。

时间继电器是从得到输入信号(线圈通电或断电)起,经过一段时间延时后触头才动作的继电器。适用于定时控制。

按工作原理分空气阻尼式、电磁式、电动式、电子式等。

按延时方式分通电延时型、断电延时型。

时间继电器的文字符号和图形符号如图1-4所示。

图1-4时间继电器的文字符号和图形符号。

a) 一般线圈符号 b) 通电延时线圈 c) 断电延时线圈 d) 延时闭合的动断触点 e) 延时断开的动断触点 f) 延时断开的动合触点 g) 延时闭合的动断触点 h) 瞬时动合触点 i) 瞬时动断触点。

时间继电器js11系列-1如图1-5所示。

js11系列数字式时间继电器

js11系列数字式时间继电器是js11系列电动式时间继更新换代产品。它采用先进的数控技术,用集成电路和led显示器件取供电动机和机械传动系统。js11系列时间继电器相比。

除兼有电动式长延时的优点外,交具有无机械磨损、工作稳定、可靠、精度高;计数清晰悦目、准确直观和结构新颖等优点,广泛用于自动程序控制系统,及各种生产工艺过程的自动控制系统,作为时间控制器件使用。

图1-5时间继电器js11系列-1

3.速度继电器电器符号ks

速度继电器是测量转速的元件。它能反映转动的方向以及是否停转、因此广泛用于异步电动机的反接制动中。其结构和工作原理与笼型电动机类似,主要有转子、定子和触点三部分。

其中转子是圆柱形永磁铁,与被控旋转机构的轴连接,同步旋转。定子是笼形空心圆环,内装有笼形绕组、它套在转子上,可以转动一定的角度。当转子转动时,在绕组内感应出电动势和电流,此电流和磁场作用产生扭矩使定子柄向旋转方向转动、拨动簧片使触点闭合或断开。

当转子转速接近零(约100r/min),扭矩不足于克服定子柄重力.触点系统恢复原态。jyl速度继电器结构原理图。

1.1.4接触器。

1.接触器结构及工作原理。

接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧装置及辅助部件等组成。

1-常开触头;

2-常闭辅助触头;

3-常开辅助触头;

4-衔铁;5-吸引线圈;

6-铁芯。图1-6交流接触器外形和结构示意图。

1)电磁系统。交流接触器的电磁机构由线圈、动铁心(衔铁)和静铁心组成,其作用是利用电磁线圈的通电或断电,产生电磁吸力,使衔铁和铁心吸合或释放,从而带动动触头与静触头闭合或分断,实现接通或断开电路的目的。

2)触头系统。触点是接触器的执行部分,根据用途的不同,触头可以分为动合触点和动断触头;按功能不同可分为主触点和辅助触点;按照结构型式,可分为桥式和指式触头。

3)灭弧装置。接触器的触头在分断电路时,触头间隙中由电子流产生弧状的火花,称为电弧。电弧会烧伤触头,并使电路的切断时间延长,严重时甚至会引起短路、触电或其他事故。

10a以上的接触器都有灭弧装置,一般采用半封式纵缝陶土灭弧罩,并配有强磁吹弧回路。

4)其他部件。包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构及外壳等。

交流接触器工作原理、各部件的电气符号如图-8所示。

图1-7交流接触器工作原理图。

图1-8接触器电气符号。

a)线圈;(b)主触头;(c)辅助触头。

2.交流接触器的型号和参数。

常用的交流接触器有cj0、cj10及cj20等系列,有国外引进的b系列、3tb系列。另外,还有cjk1系列真空接触器及cjw1-200a/n型晶闸管接触器。

1)额定电压和额定电流。额定电压指主触点额定工作电压,应等于负载的额定电压。额定电流指接触器触点在额定工作条件下的电流值。

2)额定工作制。长期工作制、间断长期工作制、反复短时工作制、短时工作制。

3)通断能力。可分为最大接通电流和最大分断电流。最大接通电流是指触点闭合时不会造成触点熔焊时的最大电流值;最大分断电流是指触点断开时能可靠灭弧的最大电流。

一般通断能力是额定电流的5~10倍。

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