㈠主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式
右圖是Z3040B搖臂鉆床的外形圖。它主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱、工作臺(tái)等組成。內(nèi)立柱固定在底座上，在它外面套著空心的外立柱，外立柱可繞著內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)一周，搖臂一端的套筒部分與外立柱滑動(dòng)配合，借助于絲桿，搖臂可沿著外立柱上下移動(dòng)，但兩者不能作相對(duì)移動(dòng)，所以搖臂將與外立柱一起相對(duì)內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)。主軸箱是一個(gè)復(fù)合的部件，它具有主軸及主軸旋轉(zhuǎn)部件和主軸進(jìn)給的全部變速和操縱機(jī)構(gòu)。主軸箱可沿著搖臂上的水平導(dǎo)軌作徑向移動(dòng)。當(dāng)進(jìn)行加工時(shí)，可利用特殊的夾緊機(jī)構(gòu)將外立柱緊固在內(nèi)立柱上，搖臂緊固在外立柱上，主軸箱緊固在搖臂導(dǎo)軌上，然后進(jìn)行鉆削加工。
主運(yùn)動(dòng)：主軸的旋轉(zhuǎn)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：主軸的軸向進(jìn)給。搖臂鉆床除主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外，還有外立柱、搖臂和主軸箱的輔助運(yùn)動(dòng)，它們都有夾緊裝置和固定位置。搖臂的升降及夾緊放松由一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱的徑向移動(dòng)采用手動(dòng)，立柱的夾緊松開由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)齒輪泵來供給夾緊裝置所用的壓力油來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)通過電氣聯(lián)鎖來實(shí)現(xiàn)主軸箱的夾緊與放松。
搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)和搖臂升降不允許同時(shí)進(jìn)行，以保證安全生產(chǎn)。
㈡電力拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求
1.由于搖臂鉆床的運(yùn)動(dòng)部件較多，為簡化傳動(dòng)裝置，使用多電機(jī)拖動(dòng)，主電動(dòng)機(jī)承擔(dān)主鉆削及進(jìn)給任務(wù)，搖臂升降及其夾緊放松、立柱夾緊放松和冷卻泵各用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。
2.為了適應(yīng)多種加工方式的要求，主軸及進(jìn)給應(yīng)在較大范圍內(nèi)調(diào)速。但這些調(diào)速都是機(jī)械調(diào)速，用手柄操作變速箱調(diào)速，對(duì)電動(dòng)機(jī)無任何調(diào)速要求。從結(jié)構(gòu)上看，主軸變速機(jī)構(gòu)與進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)應(yīng)該放在一個(gè)變速箱內(nèi)，而且兩種運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)是合理的。
3.加工螺紋時(shí)要求主軸能正反轉(zhuǎn)。搖臂鉆床的正反轉(zhuǎn)一般用機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)只需單方向旋轉(zhuǎn)。
㈢電氣控制線路分析
KH－Z3040B搖臂鉆床的電氣控制線路見附圖。
1.主電路分析
本機(jī)床的電源開關(guān)采用接觸器KM。這是由于本機(jī)床的主軸旋轉(zhuǎn)和搖臂升降不用按鈕操作，而采用了不自動(dòng)復(fù)位的開關(guān)操作。用按鈕和接觸器來代替一般的電源開關(guān)，就可以具有零壓保護(hù)和一定的欠電壓保護(hù)作用。
主電動(dòng)機(jī)M2和冷卻泵電機(jī)M1都只需單方向旋轉(zhuǎn)，所以用接觸器KM1和KM6分別控制。立柱夾緊松開電動(dòng)機(jī)M3和搖臂升降電動(dòng)機(jī)M4都需要正反轉(zhuǎn)，所以各用兩只接觸器控制。KM2和KM3控制立柱的夾緊和松開；KM4和KM5控制搖臂的升降。KH－Z3040B型搖臂鉆床的四臺(tái)電動(dòng)機(jī)只用了兩套熔斷器作短路保護(hù)。只有主軸電動(dòng)機(jī)具有過載保護(hù)。因立柱夾緊松開電動(dòng)機(jī)M3和搖臂升降電動(dòng)機(jī)M4都是短時(shí)工作，故不需要用熱繼電器來作過載保護(hù)。冷卻泵電機(jī)M1因容量很小，也沒有應(yīng)用保護(hù)器件。
在安裝實(shí)際的機(jī)床電氣設(shè)備時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意三相交流電源的相序。如果三相電源的相序接錯(cuò)了，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向就要與規(guī)定的方向不符，在開動(dòng)機(jī)床時(shí)容易發(fā)生事故。KH－Z3040B型搖臂鉆床三相電源的相序可以用立柱的夾緊機(jī)構(gòu)來檢查。KH-Z3040B型搖臂鉆床立柱的夾緊和放松動(dòng)作有指示標(biāo)牌指示。接通機(jī)床電源，使接觸器KM動(dòng)作，將電源引入機(jī)床。然后按壓立柱夾緊或放松按鈕SB1和SB2。如果夾緊和松開動(dòng)作與標(biāo)牌的指示相符合，就表示三相電源的相序是正確的。如果夾緊與松開動(dòng)作與標(biāo)牌的指示相反，三相電源的相序一定是接錯(cuò)了。這時(shí)就應(yīng)當(dāng)關(guān)斷總電源，把三相電源線中的任意兩根電線對(duì)調(diào)位置接好，就可以保證相序正確。
2.控制電路分析
(1)電源接觸器和冷卻泵的控制 按下按鈕SB3，電源接觸器KM吸合并自鎖，把機(jī)床的三相電源接通。按SB4，KM斷電釋放，機(jī)床電源即被斷開。KM吸合后，轉(zhuǎn)動(dòng)SA6，使其接通，KM6則通電吸合，冷卻泵電機(jī)即旋轉(zhuǎn)。
(2)主軸電動(dòng)機(jī)和搖臂升降電動(dòng)機(jī)控制 采用十字開關(guān)操作，控制線路中的SA1α、SA1b和SA1c是十字開關(guān)的三個(gè)觸頭。十字開頭的手柄有五個(gè)位置。當(dāng)手柄處在中間位置，所有的觸頭都不通，手柄向右，觸頭SA1α閉合，接通主軸電動(dòng)機(jī)接觸器KM1；手柄向上，觸頭SA1b閉合，接通搖臂上升接觸器KM4；手柄向下，觸頭SA1c閉合，接通搖臂下降接觸器KM5。手柄向左的位置，未加利用。十字開關(guān)的使用使操作形象化，不容易誤操作。十字開關(guān)操作時(shí)，一次只能占有一個(gè)位置，KM1、KM4、KM5三個(gè)接觸器就不會(huì)同時(shí)通電，這就有利于防止主軸電動(dòng)機(jī)和搖臂升降電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)運(yùn)行，也減少了接觸器KM4與KM5的主觸頭同時(shí)閉合而造成短路事故的機(jī)會(huì)。但是單靠十字開關(guān)還不能完全防止KM1、KM4和KM5三個(gè)接觸器的主觸頭同時(shí)閉合的事故。因?yàn)榻佑|器的主觸頭由于通電發(fā)熱和火花的影響，有時(shí)會(huì)焊住而不能釋放。特別是在運(yùn)作很頻繁的情況下，更容易發(fā)生這種事故。這樣，就可能在開關(guān)手柄改變位置的時(shí)候，一個(gè)接觸器未釋放，而另一個(gè)接觸器又吸合，從而發(fā)生事故。所以，在控制線路上，KM1、KM4、KM5三個(gè)接觸器之間都有動(dòng)斷觸頭進(jìn)行聯(lián)鎖，使線路的動(dòng)作更為安全可靠。
(3)搖臂升降和夾緊工作的自動(dòng)循環(huán) 搖臂鉆床正常工作時(shí)，搖臂應(yīng)夾緊在立柱上。因此，在搖臂上升或下降之時(shí)，必須先松開夾緊裝置。當(dāng)搖臂上升或下降到指定位置時(shí)，夾緊裝置又須將搖臂夾緊。本機(jī)床搖臂的松開，升（或降）、夾緊這個(gè)過程能夠自動(dòng)完成。將十字開關(guān)扳到上升位置（即向上），觸頭SA1b閉合，接觸器KM4吸合，搖臂升降電動(dòng)機(jī)起動(dòng)正轉(zhuǎn)。這時(shí)候，搖臂還不會(huì)移動(dòng)，電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，先使一個(gè)輔助螺母在絲桿上旋轉(zhuǎn)上升，輔助螺母帶動(dòng)夾緊裝置使之松開。當(dāng)夾緊裝置松開的時(shí)候，帶動(dòng)行程開關(guān)SQ2，其觸頭SQ2(6-14)閉合，為接通接觸器KM5作好準(zhǔn)備。搖臂松開后，輔助螺母繼續(xù)上升，帶動(dòng)一個(gè)主螺母沿著絲桿上升，主螺母則推動(dòng)搖臂上升。搖臂升到預(yù)定高度，將十字開關(guān)扳到中間位置，觸頭SA1b斷開，接觸器KM4斷電釋放。電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，搖臂停止上升。由于行程開關(guān)SQ2(6-14)仍舊閉合著，所以在KM4釋放后，接觸器KM5即通電吸合，搖臂升降電動(dòng)機(jī)即反轉(zhuǎn)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)只是通過輔助螺母使夾緊裝置將搖臂夾緊。搖臂并不下降。當(dāng)搖臂完全夾緊時(shí)，行程開關(guān)SQ2(6-14)即斷開，接觸器KM5就斷電釋放，電動(dòng)機(jī)M4停轉(zhuǎn)。
搖臂下降的過程與上述情況相同。
SQ1是組合行程開關(guān)，它的兩對(duì)動(dòng)斷觸點(diǎn)分別作為搖臂升降的極限位置控制，起終端保護(hù)作用。當(dāng)搖臂上升或下降到極限位置時(shí)，由撞塊使SQ1(10-11)或(14-15)斷開，切斷接觸器KM4和KM5的通路，使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，從而起到了保護(hù)作用。
SQ1為自動(dòng)復(fù)位的組合行程開關(guān)，SQ2為不能自動(dòng)復(fù)位的組合行程開關(guān)。
搖臂升降機(jī)構(gòu)除了電氣限位保護(hù)以外，還有機(jī)械極限保護(hù)裝置，在電氣保護(hù)裝置失靈時(shí)，機(jī)械極限保護(hù)裝置可以起保護(hù)作用。
(4)立柱和主軸箱的夾緊控制 本機(jī)床的立柱分內(nèi)外兩層，外立柱可以圍繞內(nèi)立柱作360°的旋轉(zhuǎn)。內(nèi)外立柱之間有夾緊裝置。立柱的夾緊和放松由液壓裝置進(jìn)行，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)齒輪泵。電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，齒輪泵送出壓力油使立柱夾緊，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，齒輪泵送出壓力油使立柱放松。
立柱夾緊電動(dòng)機(jī)用按鈕SB1和SB2及接觸器KM2和KM3控制，其控制為點(diǎn)動(dòng)控制。按下按鈕SB1或SB2，KM2或KM3就通電吸合，使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，將立柱夾緊或放松。松開按鈕，KM2或KM3就斷電釋放，電動(dòng)機(jī)即停止。
立柱的夾緊松開與主軸箱的夾緊松開有電氣上的聯(lián)鎖。立柱松開，主軸箱也松開，立柱夾緊，主軸箱也夾緊（參看書后圖），當(dāng)按SB2接觸器KM3吸合，立柱松開，KM3(6-22)閉合，中間繼電器KA通電吸合并自保。KA的一個(gè)動(dòng)合觸頭接通電磁閥YV，使液壓裝置將主軸箱松開。在立柱放松的整個(gè)時(shí)期內(nèi)，中間繼電器KA和電磁閥YV始終保持工作狀態(tài)。按下按鈕SB1，接觸器KM2通電吸合，立柱被夾緊。KM2的動(dòng)斷輔助觸頭(22-23)斷開，KA斷電釋放，電磁閥YV斷電，液壓裝置將主軸箱夾緊。
在該控制線路里，我們不能用接觸器KM2和KM3來直接控制電磁閥YV。因?yàn)殡姶砰y必須保持通電狀態(tài)，主軸箱才能松開。一旦YV斷電，液壓裝置立即將主軸箱夾緊。KM2和KM3均是點(diǎn)動(dòng)工作方式，當(dāng)按下SB2使立柱松開后放開按鈕，KM3斷電釋放，立柱不會(huì)再夾緊，這樣為了使放開SB2后，YV仍能始終通電就不能用KM3來直接控制YV，而必須用一只中間繼電器KA，在KM3斷電釋放后，KA仍能保持吸合，使電磁閥YV始終通電，從而使主軸箱始終松開。只有當(dāng)按下SB1，使KM2吸合，立柱夾緊，KA才會(huì)釋放，YV才斷電，主軸箱也被夾緊。
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