电气控制与plc应用4

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1、第4章 机床电气系统的检修 第4章 机床电气系统的检修 本章要点CA6140卧式车床电气系统的检修M7120平面磨床电气系统的检修Z3050摇臂钻床电气系统的检修XA6132万能铣床电气系统的检修第4章 机床电气系统的检修 4.1 概述 n4.1.1 机床电气系统的检修规范 n1故障调查n机床发生故障后，首先应向操作者了解故障发生的前后情况，有 利于根据电气设备的工作原理来分析发生故障的原因。一般调查 的内容有： n（1）故障发生在开机前、开机后，还是发生在运行中；是运行 中自行停车，还是发现异常情况后由操作者停下来的？ n（2）发生故障时听到了什么异常声音，看到弧光、火花、冒烟 ，闻到了焦糊

2、味没有？ n（3）发生故障前，是否拨动了什么开关、按下什么按钮？ n（4）发生故障前后，仪表及指示灯发生了什么情况？ n（5）以前是否出现过类似故障，是如何处理的？第4章 机床电气系统的检修 n2断电检查 n机床维修切忌盲目通电，以免扩大故障或造成伤害。通电前，需要在机 床断电的状态下检查以下内容： n（1）检查电源线进口处，观察电线有无碰伤，排除电源接地、短路等故 障； n（2）观察电气箱内熔断器有无烧损痕迹； n（3）观察配线、电气元件有无明显的变形损坏、过热烧焦或变色； n（4）检查行程开关、继电保护装置、热继电器是否动作； n（5）检查可调电阻的滑动触头、电刷支架是否离开原位； n（6

3、）检查断路器、接触器、继电器等电气元件的可动部分，其动作是否 灵活； n（7）用兆欧表检查电动机及控制线路的绝缘电阻，一般应不小于0.5M ； n（8）机床运转和密封部位有无异常的飞溅物、脱落物、溢出物，如油、 烟、介质、金属屑等。第4章 机床电气系统的检修 n3通电检查 n作通电检查前，要尽量使电动机和所传动的机械部分分离，将电 气控制装置上相应转换开关置于零位、行程开关恢复到正常位置 。作通电检查时，一般按先主回路后控制回路，先简单后复杂， 分区域进行，每次通电检查的范围不要太大，范围越小，故障越 明显。 n（1）断开所有开关，取下所有的熔断器，再按顺序，逐一插入 需检查部位的熔断器，然后

4、合上开关，观察有无冒火、冒烟、熔 体熔断等现象。 n（2）听机床运行发出的声音。各种机床运行时均伴有声音和振 动，机床运行正常时，其声音、振动有一定规律和节奏，并保持 持续和稳定，当声音和振动异常时，就是与故障相关联的信号。 n（5）闻机床运行发出的气味。辨别有无异味，机床运动部件发 生剧烈摩擦，电气绝缘烧损，会产生油、烟气、绝缘材料的焦糊 味，正常工作的机床只有润滑油和冷却液的气味。 n（6）机床电动机、变压器、接触器和继电器的线圈发生短路故 障时，温度会显著上升，远远超过正常的温升，可在切断电源后 ，用手去触摸检查。第4章 机床电气系统的检修 n4电路分析n（1）根据调查的结果，分析是机械

5、系统故障、液压系 统故障、电气系统故障或者是综合故障；n（2）参考机床的电气原理图及有关技术说明书进行电 路分析，大致估计有可能产生故障的部位，是主电路 还是控制电路、是交流电路还是直流电路等；n（3）对复杂的机床电气线路，要掌握机床的性能，工 艺要求，可将复杂电路划分成若干单元，再分析判断 ；第4章 机床电气系统的检修 n5机床维修及修复后的注意事项 n（1）在找出故障点和修复故障时，应注意不能把找出的故障点作为寻找故障的终点，还必须 进一步分析，查明产生故障的根本原因。 n（2）找出故障点后，一定要针对不同故障情况和部位采取正确的修复方法，不要轻易采用更 换电气元件和导线等方法，更不允许轻

6、易改动线路或更换规格不同的电气元件，以防止产生 人为故障。 n（3）在故障修理工作中，一般情况下应尽量做到复原。但是有时为了尽快恢复机床的正常运 行，根据实际情况也允许采取一些适当的应急措施，但绝不可凑合行事，而且一旦机床空闲 必须复原。 n（4）电气故障修复完毕，需要通电试运行时，应和操作者配合，避免出现新的故障。 n（5）每次排除故障后，应及时总结经验，并做好维修记录。记录的内容可包括：机床的型号 、名称、编号；故障发生的日期、故障现象、部位、故障原因；损坏的电器、修复措施及修 复后的运行情况等。记录作为档案以备日后维修时参考，并通过对历次故障的分析，采取相 应的有效措施，防止类似事故的再

7、次发生或对电气设备本身的设计提出改进意见等。 n（6）修理后的电气装置必须满足其质量标准要求，电气装置的检修质量标准包括： n外观整洁，无破损和炭化现象。 n所有的触头均应完整、光洁、接触良好。 n压力弹簧和反作用力弹簧应具有足够的弹力。 n操纵、复位机构都必须灵活可靠。 n各种衔铁运动灵活，无卡阻现象。 n接触器的灭弧罩完整、清洁，安装牢固。 n继电器的整定数值符合电路使用要求。 n指示装置能正常发出信号。第4章 机床电气系统的检修 n4.1.2 机床电气系统的保养n机床在运行中难免会发生各种故障，轻者是机 床工作停止，影响生产，重者造成安全事故。 出现故障及时排除固然重要，加强日常检修维

8、护，消除隐患，防止故障发生才是重中之重。 机床电气系统的保养周期及内容如表4-1所示 。(见教材） 第4章 机床电气系统的检修 4.2 CA6140卧式车床电气系统的检修 n车床是一种应用极为广泛的金属切削机床。车 床按照主轴的位置分为卧式车床和立式车床两 种：卧式车床的主轴与导轨相平行，能够车削 外圆、内圆、端面、螺纹以及倒角、切断和割 槽等，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔 等加工；立式车床的主轴垂直布置，并有一个 直径很大的圆工作台，主要用于加工径向尺寸 大、轴向尺寸相对较小的大型和重型零件，如 各种机架、机壳、盘和轮类。这里以CA6140 卧式车床为例介绍。 第4章 机床电气系统的检

9、修 n4.2.1 认识CA6140卧式车床第4章 机床电气系统的检修 n1CA6140卧式车床的运动形式 n（1）主运动。主运动是指工件的旋转运动（主轴通过卡盘或顶 尖带动工件进行旋转）。主轴的旋转是由主轴电动机经传动机构 拖动的。车削加工时，根据加工工件的材料性质、车刀材料及几 何形状、工件直径、加工方式及冷却条件的不同，要求主轴在一 定的范围内变速。另外，为了加工螺纹等工件，还要求主轴能够 正反转。 n（2）进给运动。进给运动是指刀架带动刀具的横向或纵向的直 线运动。刀架的进给运动也是由主轴电动机拖动的，其运动方式 有手动和自动两种。在进行螺纹加工时，工件的旋转速度与刀架 的进给速度之间应

10、有严格的比例关系，因此，车床刀架的横向或 纵向的两个方向进给运动是由主轴箱输出轴经交换齿轮箱、进给 箱、光杠传入溜板箱而获得的。 n（3）辅助运动。辅助运动是指车床上除切削运动以外的其他一 切必需的运动，如刀架的快速移动、尾座的纵向移动、工件的夹 紧与放松等。 第4章 机床电气系统的检修 n2CA6140车床的电气控制 n（1）主轴旋转要能调速。主轴电动机一般选用三相笼型异步电 动机，为满足调速要求，采用机械变速。 n（2）为车削螺纹，主轴要求正、反转。CA6140车床主轴的正、 反转靠摩擦离合器来实现，主轴电动机单向旋转。 n（3）CA6140车床的主轴电动机采用直接起动，停车时为自由停 车

11、。 n（4）车削加工时，刀具与工件温度较高，需进行冷却。为此， 设有一台冷却泵电动机，输出冷却液，冷却泵与主轴电动机有着 顺序运行关系，即冷却泵电动机应在主轴电动机起动后方可选择 起动；当主轴电动机停止时，冷却泵电动机便立即停止。 n（5）为实现刀架溜板箱的快速移动，由单独的刀架快速移动电 动机拖动，采用点动控制。 n（6）控制电路应具有安全可靠的保护环节和必要的照明及信号 指示。第4章 机床电气系统的检修 n4.2.2 CA6140卧式车床电路的识读 nCA6140卧式车床电路可分为电源、主电路、控制电路和照明电 路等4个单元， 第4章 机床电气系统的检修 n1主轴电动机M1的控制 n（1）

12、操作主轴电动机M1。将机床的操作手柄置于合理的位置， 然后合上电源开关QS，电源指示灯HL点亮。CA6140卧式车床的 起动按钮和停止按钮各有两套，分别在挂轮保护罩的前侧面和床 鞍上，SB1是急停按钮，按下后不能自动复位，需手动顺时针旋 转才能复位；SB2主轴电动机M1的起动按钮。另外，在床鞍上还 有SB3和SB4两个按钮，其中SB3是主轴电动机M1的异地控制起 动按钮，SB4是主轴电动机M1异地控制停止按钮。为了观察主轴 电动机M1和电气控制箱内部电气元件的动作情况，可以按表4-3 逐项操作，并做好记录。 n（2）主轴电动机M1的控制过程。机床正常工作时（不打开带罩 ），行程开关SQ1处于压

13、合状态，其动合触头SQ1（7区）闭合 。 n起动：按下SB2或SB3（7区、8区）KM线圈得电吸合并自锁 KM主触头吸合主轴电动机M1得电运转。 n停止：按下SB4或SB1（7区）KM线圈失电（7区）KM主 触头断开（3区）主轴电动机M1失电停转。第4章 机床电气系统的检修 n2冷却泵电动机M2的控制n（1）操作冷却泵电动机M2。冷却泵电动机需要在主 轴电动机起动后才能运行，因此在起动主轴电动机M1 后，按表4-4操作，观察冷却泵及其电气元件的工作情 况，并做好记录n（2）冷却泵电动机M2的控制过程。由于主轴电动机 M1和冷却泵电动机M2在控制电路中采用了顺序控制 ，所以只有在主轴电动机起动后

14、，按下SB5（8区）， 冷却泵电动机才能得电运转；当按下SB6（8区）或主 轴电动机停止（8区KM辅助动合触头复位）后冷却泵 电动机失电停转。第4章 机床电气系统的检修 n3刀架快速移动电动机M3的控制 n（1）操作刀架快速移动电动机M3。刀架快速移动电 动机M3的操作按钮SB7安装在刀架快速移动手柄的顶 端，先将进给操作手柄处于安全合理的位置，确保刀 架快速移动时不能撞上车床上的其他部件后，按表4-5 操作，观察刀架和电气控制箱内部电气元件的动作情 况，并记录观察结果。 n（2）刀架快速移动电动机M3的控制过程。刀架快速 移动电动机控制电路是由装在快速移动操作手柄顶端 的按钮SB7（9区）与

15、KA2线圈（9区）组成的点动控 制电路构成。按下SB7（9区），刀架快速移动，松开 SB7（9区），刀架停止移动。刀架的移动方向由进给 操作手柄配合机械装置实现。第4章 机床电气系统的检修 4.3 M7120平面磨床电气系统的检修 n4.3.1 电气元件与仪表 n1JT4系列电压继电器n反映输入量为电压的继电器称为电压继电器。使用时电压继电器 的线圈并联在被测量的电路中，根据线圈两端电压的大小而接通 或断开电路，因此这种继电器线圈的导线细、匝数多、阻抗大。 机床上常用的是JT4系列电压继电器，用于交流50Hz或60Hz的自 动控制电路中，其外观如图4-3所示。 第4章 机床电气系统的检修 n（

16、1）分类。根据实际应用的要求，电压继电器分为过电压继电 器、欠电压继电器和零电压继电器。过电压继电器是当电压大于 其整定值时动作的电压继电器，主要用于对电路或设备作过电压 保护，常用的过电压继电器为JT4-A系列，其动作电压可在105 120额定电压范围内调整；欠电压继电器是当电压降至某一 规定范围时动作的电压继电器，常用的欠电压继电器为JT4-P系 列，其动作电压可在4070额定电压范围内整定；零电压继 电器是欠电压继电器的一种特殊形式，当继电器的端电压降至一 定范围内或接近消失时才动作的电压继电器，其动作电压可在10 35额定电压范围内调整。 n（2）结构。电压继电器主要由线圈、圆柱形静铁芯、衔铁、触 头系统和反作用弹簧等组成。 n（3）安装与使用。 第4章 机床电气系统的检修 n2电磁吸盘n电磁吸盘是一种固定加工工件的夹具。电磁吸盘与机械夹紧装置 相比，优点是操作快捷，不损伤工件并能同时吸牢多个小工件， 而且在加工过程中发热的工件可以任其自由伸缩，