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摘要:目前，机械行业加工机床类设备如冲床、剪钣机等在实际生产过程中，经常出现因工人问题和实际生产过程中的其他各种因素干扰而导致机床长时间空运转的状况，从而造成机械凭空磨损，噪音污染，最严重的是造成大量电能浪费。鉴于此，目前行业普遍的做法是是在电气控制系统电路中加装时间继电器以达到节电的目的。时间继电器的加装涉及到其型号、功能以及如何实现线路有效控制以达到在保证设备安全运行的同时又能起到明显的节能效果的目的。本文笔者结合多年的机床操作系统控制经历提出了改进时间继电器中控制线路的相关措施，希望为实现机床节点提供一些思路。
关键词：机床；时间继电器；线路改进；节电
机械行业加工机床类设备如冲床、剪板机、折弯机、液压机等，其工作运行程序一般是先开启主机如主轴、飞轮或注油泵等，然后再进入加工行业操作。其操作指令通常用于双手操作按钮或脚踏开关操作以送出指令，此类机床和此种操作方式在实际生产过程中往往出现空转时间过长的问题，从而造成机械凭空磨损，噪音污染，最严重的是由于机床功率大，长时间空转往往造成大量的电能被浪费。正是由于一套完整的机床往往涉及到的功率大，在实际中设法节约这些空机运行时的电能，可以想见节电效果将是非常客观的了。循此思路，在机床空转系统中加装时间继电器来节电应是最佳的方式，也是当前许多企业普遍的做法。本文笔者结合多年的机床操作系统控制经历提出了加装时间继电器中控制线路的相关措施，希望为实现机床节电提供一些思路。
一、时间继电器工作原理及种类
所谓的时间继电器就是继电器输入信号后，经过一定时间的延时才有输出信号的继电器。时间继电器属于低压电器范畴，是自动化控制系统中常用的一种机床电器。时间继电器发展至今，已经升级了使用通用的CMOS集成电路及专用延时集成芯片组成的多延时功能、多设定方式、多时基选择、多工作模式的时间继电器。
时间继电器的工作原理是当线圈通电时，衔铁及托板被铁心吸引而瞬时下移，使瞬时动作触点接通或断开。但是，活塞杆和杠杆不能同时跟着衔铁一起下落，因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜，当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时，橡皮膜随之向下凹，上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降。经过一定时间，活塞杆下降到一定位置，便通过杠杆推动延时触点动作，使动断触点断开，动合触点闭合。从线圈通电到延时触点完成动作，这段时间就是继电器的延时时间。目前市场上主要流行的是空气阻尼型时间继电器。随着电子技术的快速发展，将来会有更多的新式的时间继电器出现。
二、机床控制线路中时间继电器技术的应用
（一）改进车床控制线路
当前我国普通车床工作状态是：将操作手柄停摆至上和下位置时，电动机会拖动工作主轴正反转，于是车削工作程序开始运行；而当操作手柄停摆至中间位置时，脱离电机的工作主轴就会而停止旋转，此时工作主轴停止运转但电机却在照常运行也即电机空载运行。在实际工作中，许多工人师傅的习惯是在平时停车后只将手柄打至中间位置，而不是停止电机运行，这种意识下电机空载运行就成了司空见惯的现象了，后果就是机械凭空磨损，且浪费了大量电能。对此，为解决这一问题，普遍做法是在负责起动的控制线路上加装了一个时间继电器，同时对线路作出科学改进，如下图：
上面线路图中，我们可以发现，下面K是位置按钮，当操作手柄居于中间位置时即K就闭合，相反处于向上或向下位置时 K就打开。起动前手柄处于中间位置，起动时按下按钮ST，充当时间继电器的KT线圈虽然通电，但常闭触头在延时开启后还是闭合的，这种处理使得KM线圈在通电后，此时辅助触头实现闭合，而一旦主触头闭合，电机就会空载起动。
在起动后，若操作手柄处在向上或向下位置，此时车床开始工作，同时打开K；起动后，若操作手柄长时间处于闲置状态，一旦时间继电器延时时间到达，此时KT触头被开启， KM线圈呈现断电状态。打开接触KM触头，电机就会停转。倘若工作中，工人师傅习惯在停车时把手柄置于中间位置，此时K闭合，KT线圈通电，经延时后打开 KT触头， KM线圈被通电。打开KM主触头，电机就会停转。以上为此线路改进后的工作原理，由此可以看出，此线路改进有效避免了因操作习惯造成的电机长时间空转造成的电能浪费。
（二）延时控制
冲床在整个工作过程中, 大部分时间是处在空载运行状态,此时负载功率小。在额定电压情况下，电机的运行效率与功率因数都比较低，电能损耗大。为防止此類现象的发生，可对原控制回路进行改动，在控制回路中加装时间继电器，以下是线路改进图示：
结合上图分析电路图工作原理：按下上行按钮（SB1）或下行按钮（SB2），控制电机进行正、反方向的运行。当运行到所需要的位置时候，按停止按钮（SB3）电机停止运行，此时挡杠就回归原位且处于停止状态。这时，如果对相反运行的按钮启动，电机就会按照正常的运转方向运转，但当运行至限位开关位置时，瞬时得电的时间继电器的延时闭合常闭触头将切断主控制回路，此时电机进行中止；当延时时间达到，此时的电机也处在了完全停止的状态，时间继电器的延时闭合常闭触点闭合，控制回路恢复正常。
分析来看，该控制电路较大程度地减少了冲床电机空载运行时的电能损耗与起动损耗,，同时当需要投入工作时△形接法的继续起动时间短，且不会对工作造成影响，另外，改进此类线路所花费的费用相对较少，性价比明显。
三、结语
本文从时间继电器工作原理和分类入手，引入了利用时间继电器来进行机床控制线路节电改进的思路，并以线路图的形式重点阐述了线路改进方法，认为车床控制线路改进、线路延时控制等是控制线路实现节电目的的两个方向，此外，冲床控制线路的改进也是值得考虑的重点。不过，必须说明的是，线路的改进是基于机床控制系统实际和改进前后性价比为依据，因此在改进时必须谨慎，切忌单单只考虑节电而忽略加装时间继电器后对系统运行的负面干扰。只有符合系统运行实际的线路改进才是线路改进基本的原则。
参考文献：
[1]钱金川,朱守敏.多时段长延时时间继电器在自动控制领域的应用[J].中国电子商情,2009(07)
[2]胡浩,李晓峰.时间继电器在机床节电控制线路中的应用[J].机床电器,2009(01)
[3]王清波,马超,王敬党.时间继电器在控制回路中的应用[J].制造业自动化,2006(12)
关键词：机床；时间继电器；线路改进；节电
机械行业加工机床类设备如冲床、剪板机、折弯机、液压机等，其工作运行程序一般是先开启主机如主轴、飞轮或注油泵等，然后再进入加工行业操作。其操作指令通常用于双手操作按钮或脚踏开关操作以送出指令，此类机床和此种操作方式在实际生产过程中往往出现空转时间过长的问题，从而造成机械凭空磨损，噪音污染，最严重的是由于机床功率大，长时间空转往往造成大量的电能被浪费。正是由于一套完整的机床往往涉及到的功率大，在实际中设法节约这些空机运行时的电能，可以想见节电效果将是非常客观的了。循此思路，在机床空转系统中加装时间继电器来节电应是最佳的方式，也是当前许多企业普遍的做法。本文笔者结合多年的机床操作系统控制经历提出了加装时间继电器中控制线路的相关措施，希望为实现机床节电提供一些思路。
一、时间继电器工作原理及种类
所谓的时间继电器就是继电器输入信号后，经过一定时间的延时才有输出信号的继电器。时间继电器属于低压电器范畴，是自动化控制系统中常用的一种机床电器。时间继电器发展至今，已经升级了使用通用的CMOS集成电路及专用延时集成芯片组成的多延时功能、多设定方式、多时基选择、多工作模式的时间继电器。
时间继电器的工作原理是当线圈通电时，衔铁及托板被铁心吸引而瞬时下移，使瞬时动作触点接通或断开。但是，活塞杆和杠杆不能同时跟着衔铁一起下落，因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜，当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时，橡皮膜随之向下凹，上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降。经过一定时间，活塞杆下降到一定位置，便通过杠杆推动延时触点动作，使动断触点断开，动合触点闭合。从线圈通电到延时触点完成动作，这段时间就是继电器的延时时间。目前市场上主要流行的是空气阻尼型时间继电器。随着电子技术的快速发展，将来会有更多的新式的时间继电器出现。
二、机床控制线路中时间继电器技术的应用
（一）改进车床控制线路
当前我国普通车床工作状态是：将操作手柄停摆至上和下位置时，电动机会拖动工作主轴正反转，于是车削工作程序开始运行；而当操作手柄停摆至中间位置时，脱离电机的工作主轴就会而停止旋转，此时工作主轴停止运转但电机却在照常运行也即电机空载运行。在实际工作中，许多工人师傅的习惯是在平时停车后只将手柄打至中间位置，而不是停止电机运行，这种意识下电机空载运行就成了司空见惯的现象了，后果就是机械凭空磨损，且浪费了大量电能。对此，为解决这一问题，普遍做法是在负责起动的控制线路上加装了一个时间继电器，同时对线路作出科学改进，如下图：
上面线路图中，我们可以发现，下面K是位置按钮，当操作手柄居于中间位置时即K就闭合，相反处于向上或向下位置时 K就打开。起动前手柄处于中间位置，起动时按下按钮ST，充当时间继电器的KT线圈虽然通电，但常闭触头在延时开启后还是闭合的，这种处理使得KM线圈在通电后，此时辅助触头实现闭合，而一旦主触头闭合，电机就会空载起动。
在起动后，若操作手柄处在向上或向下位置，此时车床开始工作，同时打开K；起动后，若操作手柄长时间处于闲置状态，一旦时间继电器延时时间到达，此时KT触头被开启， KM线圈呈现断电状态。打开接触KM触头，电机就会停转。倘若工作中，工人师傅习惯在停车时把手柄置于中间位置，此时K闭合，KT线圈通电，经延时后打开 KT触头， KM线圈被通电。打开KM主触头，电机就会停转。以上为此线路改进后的工作原理，由此可以看出，此线路改进有效避免了因操作习惯造成的电机长时间空转造成的电能浪费。
（二）延时控制
冲床在整个工作过程中, 大部分时间是处在空载运行状态,此时负载功率小。在额定电压情况下，电机的运行效率与功率因数都比较低，电能损耗大。为防止此類现象的发生，可对原控制回路进行改动，在控制回路中加装时间继电器，以下是线路改进图示：
结合上图分析电路图工作原理：按下上行按钮（SB1）或下行按钮（SB2），控制电机进行正、反方向的运行。当运行到所需要的位置时候，按停止按钮（SB3）电机停止运行，此时挡杠就回归原位且处于停止状态。这时，如果对相反运行的按钮启动，电机就会按照正常的运转方向运转，但当运行至限位开关位置时，瞬时得电的时间继电器的延时闭合常闭触头将切断主控制回路，此时电机进行中止；当延时时间达到，此时的电机也处在了完全停止的状态，时间继电器的延时闭合常闭触点闭合，控制回路恢复正常。
分析来看，该控制电路较大程度地减少了冲床电机空载运行时的电能损耗与起动损耗,，同时当需要投入工作时△形接法的继续起动时间短，且不会对工作造成影响，另外，改进此类线路所花费的费用相对较少，性价比明显。
三、结语
本文从时间继电器工作原理和分类入手，引入了利用时间继电器来进行机床控制线路节电改进的思路，并以线路图的形式重点阐述了线路改进方法，认为车床控制线路改进、线路延时控制等是控制线路实现节电目的的两个方向，此外，冲床控制线路的改进也是值得考虑的重点。不过，必须说明的是，线路的改进是基于机床控制系统实际和改进前后性价比为依据，因此在改进时必须谨慎，切忌单单只考虑节电而忽略加装时间继电器后对系统运行的负面干扰。只有符合系统运行实际的线路改进才是线路改进基本的原则。
参考文献：
[1]钱金川,朱守敏.多时段长延时时间继电器在自动控制领域的应用[J].中国电子商情,2009(07)
[2]胡浩,李晓峰.时间继电器在机床节电控制线路中的应用[J].机床电器,2009(01)
[3]王清波,马超,王敬党.时间继电器在控制回路中的应用[J].制造业自动化,2006(12)