劉立華

摘 要 如何防止車(chē)床刀具與卡盤(pán)相撞是我們關(guān)注的重要問(wèn)題，筆者應(yīng)用能耗制動(dòng)的工作原理，提出以下設(shè)計(jì)方案，以此來(lái)改造車(chē)床中的電氣系統(tǒng)，并科學(xué)、合理地選擇電器元件，避免出現(xiàn)撞車(chē)事故。

關(guān)鍵詞 車(chē)床；刀具；卡盤(pán)；相撞；設(shè)計(jì)方法

前言

一般情況下，車(chē)床在螺紋車(chē)削以及自動(dòng)走刀的時(shí)候，假若工作人員稍一疏忽或者是沒(méi)有熟練的操作技術(shù)，車(chē)床刀具與卡盤(pán)就容易相互撞擊。不僅會(huì)損壞設(shè)備，還將會(huì)危害工作人員的人身安全，是一種嚴(yán)重的安全隱患。針對(duì)此問(wèn)題，筆者認(rèn)為應(yīng)該設(shè)計(jì)改造方案來(lái)進(jìn)行解決，防止兩者相撞。鑒于此，本文就以“防止車(chē)床刀具與卡盤(pán)相撞的設(shè)計(jì)方法”為主題進(jìn)行探析，并提出以下見(jiàn)解，供以參考。

1 工作原理以及設(shè)計(jì)方案

筆者采用能耗制動(dòng)的工作原理來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)將交流電源成功切斷之后，迅速在定子繞組的兩相之中通入直流電，這樣做的主要目的是為了產(chǎn)生直流磁場(chǎng)。在該直流磁場(chǎng)之中，轉(zhuǎn)子能夠通過(guò)旋轉(zhuǎn)的方式來(lái)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。直流磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子電流共同產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩阻礙，促使轉(zhuǎn)子不能夠繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，制動(dòng)作用隨之產(chǎn)生，促使電動(dòng)機(jī)在一定時(shí)間內(nèi)停止運(yùn)行。一般情況下，當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行之后，為了保障電動(dòng)機(jī)繞組的安全，必須設(shè)計(jì)通入直流電的時(shí)間，普遍設(shè)定為小于三秒。筆者結(jié)合延時(shí)線路不相同的設(shè)計(jì)來(lái)提出以下兩種方案，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)床刀具與卡盤(pán)不相撞的目的。

第一，電路應(yīng)用時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)延時(shí)目的。YD132M-8/4型號(hào)的主軸電動(dòng)機(jī)，車(chē)床床身安裝行程開(kāi)關(guān)，即SQ3，與此同時(shí)，還安裝了橡膠墊圈在車(chē)床床身上，以此來(lái)達(dá)到彈性緩沖的目的。一旦車(chē)床的刀具逐漸接近卡盤(pán)，并與車(chē)床卡盤(pán)周?chē)男谐涕_(kāi)關(guān)，即SQ3相撞，控制電路之中SQ3串的常閉觸頭將會(huì)斷開(kāi)，將原控制電路成功切斷，并斷開(kāi)主電路中的交流電。同時(shí)，觸發(fā)電路與控制電路之中SQ3串的常開(kāi)觸頭將會(huì)閉合，從一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，主電路之中KM4的常開(kāi)觸頭也會(huì)閉合，促使KM4線圈有電。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，觸發(fā)電路穩(wěn)定、正常運(yùn)行，將會(huì)向晶閘管發(fā)送相應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)，進(jìn)而促使晶閘管能夠成功導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)中任意兩相繞組中輸入直流電，并成功衍生直流磁場(chǎng)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目的。通常情況下，當(dāng)能耗制動(dòng)的時(shí)間到達(dá)時(shí)間繼電器設(shè)定時(shí)間之后，時(shí)間繼電器的通電延時(shí)斷開(kāi)觸頭KT將會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，成功將觸發(fā)電路切斷，以此來(lái)成功切斷直流電。這里需要注意的是，直流電的通電時(shí)間是由時(shí)間繼電器進(jìn)行設(shè)定的。

第二，電路應(yīng)用555電路實(shí)現(xiàn)延時(shí)目的。一旦車(chē)床的刀具逐漸接近卡盤(pán)，并與車(chē)床卡盤(pán)周?chē)男谐涕_(kāi)關(guān)，即SQ3相撞，控制電路之中SQ3串的常閉觸頭將會(huì)斷開(kāi)，將原控制電路成功切斷，并斷開(kāi)主電路中的交流電。同時(shí)，串在555延時(shí)電路的電路與控制電路之中SQ3串的常開(kāi)觸頭將會(huì)閉合，從一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，主電路之中KM4的常開(kāi)觸頭也會(huì)閉合，促使KM4線圈有電。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，為555延時(shí)電路提供了直流電源，并且是十二伏的直流電源。據(jù)悉，KM5直流繼電器線圈之所以有電，是因?yàn)?55電路中的3腳輸出高電平，正因如此，串在觸發(fā)電路之中的KM5常開(kāi)觸頭將會(huì)成功閉合，促使觸發(fā)電路正常工作，進(jìn)而向晶閘管發(fā)送相應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)，進(jìn)而促使晶閘管能夠成功導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)中任意兩相繞組中輸入直流電，并成功衍生直流磁場(chǎng)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)電動(dòng)機(jī)的目的。這里需要注意的是，直流電的通電時(shí)間是由555電路進(jìn)行設(shè)定的，具體設(shè)定方式是選擇555延時(shí)電路之中的電容以及電阻。

2 如何選用電器元件

這里所指的電器元件選用，其實(shí)就是指選擇整流電路/二極管、晶閘管、時(shí)間繼電器型號(hào)、觸發(fā)電路/延時(shí)電路的有關(guān)電器元件等等。主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

第一，選擇整理二極管/電路。一般情況下，單相半波整流/全波整流所應(yīng)用的元件較少，相比之下，單相橋式整流所應(yīng)用的元件就更多一些。但是，單相橋式整流輸出整流電壓比較大，工作可靠性、安全性更高。正因如此，在選擇電器元件的時(shí)候，單相橋式整流的選擇頻率比較高，應(yīng)用也比較廣泛。在選擇整流二極管型號(hào)的時(shí)候，應(yīng)該采用相應(yīng)的計(jì)算公式以及輔助工具，進(jìn)而得出準(zhǔn)確的答案。首先，應(yīng)該借助萬(wàn)用表來(lái)測(cè)量電動(dòng)機(jī)兩相內(nèi)阻R數(shù)值，隨后將車(chē)床掛空擋，以此來(lái)獲得空載電流I的數(shù)值，并結(jié)合“I=KI”計(jì)算公式來(lái)獲得所需直流制動(dòng)電流的數(shù)值，公式中的K是系數(shù)，數(shù)值在3.5～4期間。隨后，再結(jié)合公式來(lái)獲取直流電壓數(shù)值。帶入數(shù)值進(jìn)行計(jì)算之后可知，本文所設(shè)計(jì)方案應(yīng)該選用ZP30的整流二極管型號(hào)。

第二，選擇晶閘管。單相橋式整流兩邊與可用電壓供給的電壓數(shù)值分別為交流180V與交流220V，所以應(yīng)該科學(xué)、合理地選用晶閘管來(lái)降低電壓，進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。一般情況下，晶閘管在成功導(dǎo)通的一段時(shí)間內(nèi)，其額定電流會(huì)被瞬時(shí)電流超過(guò)。因此，本文所涉及方案應(yīng)該選用KP50的晶閘管型號(hào)。

第三，選擇觸發(fā)電路/延時(shí)電路的有關(guān)電器元件。顯而易見(jiàn)，型號(hào)為KP50的晶閘管最大觸發(fā)電壓、最大觸發(fā)電流分別為5V、50mA。由此可知，觸發(fā)電路所應(yīng)用的整流二極管電流將會(huì)比10mA更小，則應(yīng)該選擇型號(hào)為2CW52的穩(wěn)壓管、功率為10W220V/15V的變壓器以及型號(hào)為BT53的單結(jié)晶體管等等[4]。此外，應(yīng)選擇吸和電壓比10v更小的直流繼電器。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，車(chē)床刀具與卡盤(pán)相撞存在安全隱患，不僅會(huì)影響設(shè)備的使用壽命，還將影響工作人員的身心安全。為了保障車(chē)床電動(dòng)機(jī)正常、穩(wěn)定運(yùn)行，我們應(yīng)該針對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行研究思考，探尋防止車(chē)床刀具與卡盤(pán)的方法，可以結(jié)合能耗制動(dòng)的工作原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 昌躍明.一種防止車(chē)床刀具與卡盤(pán)相撞的設(shè)計(jì)方法[J].機(jī)電工程，2006，（5）：20-21.

[2] 楊濤，王小椿.搖籃式五軸機(jī)床雙擺角轉(zhuǎn)臺(tái)平衡機(jī)構(gòu)的研究[J].裝備制造技術(shù)，2009，（7）：1-2.

[3] 吳盛林，劉春芳.超低速高精度轉(zhuǎn)臺(tái)中摩擦力矩的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償[J].南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，（4）：393-396.

[4] 王嶸.數(shù)控機(jī)床誤差建模技術(shù)及補(bǔ)償控制系統(tǒng)研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2002.