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1、机床维修案例分析,伺服电机突然不动案例,p108,故障现象 运行中，图形回转台交流伺服电机突然不起动,修前准备,技术准备,备好常用维修工具：信号发生器、示波器、万用电表等,画出相关的系统框图与电机动作有关的,查阅WY203 自动换箱数控组合机床的技术资料与维修手册。,获得信息,图形回转台为半闭环交流伺服控制系统。,PLC程序控制位置调节器,速度设定为模拟量,位置反馈为数字量,修前调查,故障报警显示无 故障现象运行中，突然交流电机不起动 外观检查与环境：电源正常。环境无干扰源 、外观正常。 观察检查法：外观检查，电机与线缆表观正常无异味。滑动面润滑正常、电缆外观良好。 机床处于正常阶段。正常维修
2、。,与交流电机动作有关的系统框图,修前准备,据理析象,再次进入后请击鼠标,无报警指示,正常维修先不查,排他法,据 理 析 象,故障特征：突发性、无报警。 判出故障类型：硬件故障 故障大定位：速度环。,不是位置环故障（如果是位置环故障，PLC可以报警）。 PLC报警不包括速度环的故障。所以，不能利用调用PLC状态参数信息表。 大定位：速度环。,罗列成 因,驱动电缆断线。 过载保护装置的误动作。 机械负荷太大制动未释放、传动故障或卡死 速度调节器故障：功率驱动中大功率管击穿 电机故障永磁体脱落或退磁。,想一想：为什么不把其它的可能成因也列出来？,确定步骤,查驱动电缆断线外观检查法 查过载保护装置
3、查制动与传动阻尼 查速度环 查电机,排他法,电机故障？,外观检查无异常。故先不查,故障发生后处于制动状态。因为正常维修的机床，先不查,过载保护装置？,无报警指示，因为维修记录表明机床正常维护状态，先不查。,制动与传动阻尼？,一般故障应该可硬件报警。无报警。 外观检查无异常。先不查！,驱动电缆？,系统框图再分析,速度环中剩余部分是值得怀疑的！,故障点判定与测试 确定速度环中故障部位,采用信号强制输入法,排除故障,更换之，故障排除。,先查速度调节器是否发出速度指令,排他法分析后，剩下五个单元及其连接电缆都可能是故障的发生部位。采用信号追踪法。,断电。先查电缆与接点完好。 断开速度调节器两端 标准2
4、4V模拟速度信号强制输入，测试其输出是否正常？,测试结果无输出 判定故障点为速度调节器,诊断结果,速度调节器的突发故障是回转台电机突然不能起动的原因 更换速度调节器 排除故障,机床本体上电气故障,数控机床中主要为电气故障。其中发生于机床侧的电器器件及其组成电路中的故障是较为多见。,从毕业生反馈的信息可知，掌握这些电器的故障诊断，对提高维修效率是极其重要的。,5 机床本体电气故障分析,重点 主要故障 主要分析方法 遵循基本原则,基础知识 电气图、常用低压电器工作原理、功能、与基本结构。,5.1 机床本体上电气故障,主要诊断方法即硬件故障诊断方法。,（可参考十种故障现象（p117127）,5.2
5、机床电器,低压电器,交流电压1200V、直流电压1500V的在电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。,电磁离合器,电磁阀在液压系统中用来控制液流方向的。它们在控制电路中是执行元件，必须通过接触器或继电器的触头来通断电源。,熔断器,各类开关电器,继电器,接触器,断路器,电动机,电磁抱闸制动,开关电器(主令电器)在控制电路中用作发布命令或控制程序的电器。,控制器 电气传动控制中的开关电器,启动器 主要用作电动机启动、停止、正反转，并作过载保护的开关电器,5.3 低压电器,共同的主要故障特征接触问题,因为它们都具有动断作用，并且都具有动断触头。,共同的故障现象失效 （不按规定进行动作）,分成两大
6、类： 不动作或误动作 （不闭合、不释放）,伴随性的故障现象：噪声,共同的分析方法：独立单元分析法、内外因分析法、原理分析法。,影响寿命的因素：环境条件 电压条件 安装与工作条件 操作方法/操作频率 维护保养不当,接触问题,触点污垢、氧化,熔焊,联接不良,不能到位接触,定位机构移位、松动、损坏、弹性失效、磨损、润滑不良、阻尼过大（生锈或污染）等,机械结构失灵,卡死 延时或无法复位 常开型变成常闭型、常闭型变成常开型, 造成接触不良,久未使用/长期失修,表面拉/烧毛或有凸起金属颗粒,触点不能断开,负载短路/大电流造成而且又失修。,5.3.1 熔断器的常见故障与成因,. 电动机启动瞬间熔体即熔断 成
7、因：负载侧短路或对地短路； 熔体安装时受损伤； 熔体规格太小。 . 熔丝未断但电路不通 成因：一般是熔体两端或接线端接触不良,过载保护,单相断路器保护中，必须在前面先装有熔断器 以克服断路器可能的不动作，保证使用安全。,熔断器的熔断现象,例如：开关电源的熔断器 保险管发黑且有亮斑严重短路必定对应有高压滤波电容击穿或整流管击穿故障。 保险管不黑是慢慢地熔断，一般不易检查，可能是半桥中的一个开关管不良或击穿。,当过载电流不太大，熔断时间增长，会使金属蒸汽增多。 当瞬间过载电流极大时，熔断点必呈光亮的烧结点。 据此可判断过流电流的大小。,5.3.2 开关故障,刀开关,负载开关,组合开关转换开关,按钮
8、,位置开关 行程开关限位开关,静插座易烧损或氧化，造成接触不良。,需要定期维修,外壳应该可靠接地,久用失修的机床中易发故障,移位、机构失灵/损坏,开关故障现象与可能成因,例1 ：故障现象： 按下停止按钮，再按起动按钮，被控电器不动作故障。 可能成因分析 停止按钮复位弹簧损坏、 按钮接触不良、 被控电器故障。,例2：故障现象：撞车。 硬件成因 挡块碰撞位置开关后触头不动作安装位置不对，离挡块太远； 触头接触不良 联线松脱。,开关失效成因 接触不良、连接不良 机构不良、损坏或安装欠妥、移位或松动 接地、绝缘不良会造成漏电与短路,总结,5.3.3空气断路器的常见故障成因,低压断路器的工作原理,空气断
9、路器的常见故障成因总结,内因部件： 触点熔焊，以及氧化问题 弹簧断裂、生锈卡住或失效 线圈损坏 热元件的老化/弹性失效/尚未冷却复原 传动机构锈死或润滑不良阻力过大锁键和搭钩因长期使用而磨损。 铁心工作面有油污或短路环断裂。 电流脱扣器瞬时整定值太小。,外因：电源电压的欠压/无压/干扰/过流/过载/短路/漏电等。,5.3.4 继电器,任何一种继电器，都具有某种能反应一定的外界输入物理量的感应/知机构与进行通断的执行机构,从功能分类：控制继电器中间继电器、时间继电器、速度继电器 保护性继电器热继电器、欠压继电器、过流继电器,继电器的失效现象 触点断开时腐蚀或粘结现象， 触点闭合时传动压降超过规定
10、水平，均为失效日常维护很重要。,所以，必须熟悉常用继电器的工作原理、激励（输入）信号、引线方式、通断动作时间范围的设定、对环境条件与使用频率的要求等。,电磁继电器,显然失控现象发生后，对相关继电器检查应该包括电网、相应的控制电器的励磁线圈、触点、弹簧以及机械机构的失效。,电压继电器,电流继电器,线圈与电压源并联 ，输入量为电压信号,线圈与电压源串联 输入量为电流信号,欠压/失压保护 ；制动和反转控制。,过载及短路保护；直流电动机磁场控制或失磁/弱磁保护。,如果发生在电网瞬间下降后恢复时电动机自行运转失控成因：继电器“自锁”（有reset）或按钮与联动的接触器熔焊状态。,如果磁场太弱时， 起动电
11、流会很大会发生过流而无报警。 正在运行的直流电机转速迅速升高飞车,中间继电器与速度继电器,中间继电器（符号“KA”） 实质上是一种电磁式电压继电器,速度继电器符号“KS（P）” 按照被控电动机转速大小来对控制电路通断的电器。 其转轴与电动机同轴联接。 与接触器配合使用作用：主要对电动机反接制动。 常见故障：反接制动时， 不能制动内胶木摆杆断裂、动合触头（氧化）接触不良、弹 性动触头断裂或失去弹性。 不正常弹性动触片调整不当。可调整螺钉向上，弹性减小。,常见故障与接触器类似,过电流继电器,过电流继电器符号“KOC” 用于重载或频繁起动场合对主电路或电动机（直流电机或绕线转子的异步电动机）过载和短
12、路保护。,过电流现象的成因： 1. 不正确的起动操作方法不当；频繁短时正反转起动或制动 2. 过大负载转矩由于机械阻力过大。 3. 另外，交流电动机定子绕组串联的限流电阻损坏而不起作用。,过电流的特点： 1 过电流 短路电流 2 过电流动作时的强度值=起动电流的1.2倍 3 过电流报警几率高于短路报警。,热继电器,热继电器（符号“FR”）一般用作交流电动机的过载保护。 当电动机操作频率过高或起动时间过长， 热继电器会烧毁会误动作，必须与接触器或断路器同时使用。,常见故障分析：（常见主要故障为1与2） 1. 电动机严重过载而热继电器不动作动作机构卡死、导板脱出、额定值选得太大、整 定电流调节太大
13、、热元件烧毁或脱焊热继电器损坏。也可能是控制电路不通。 2. 误动作电动机起动时间过长、整定电流调节太小、电动机操作频率过高、受强烈的冲击振动、环境温度过高、维修后的联接导线过细，导热性差，热继电器可能提前动作。联接导线过粗，可能滞后动作。 3. 热元件烧毁/性能故障负载侧短路或过流、电动机操作频率过高或起动时间过长。 4. 控制电路不通动断开关接触不良（例：触头表面污垢）或弹性失效、手动复位的热继电器在动作后未复位、自动复位的热继电器中调节螺钉未调试到自动复位的位置上。,时间继电器,常见故障不动作与输入不满足、无法输出以及独立单元根本不传递信息等有关 误动作与输入与输出无关，独立单元内部“阻
14、抗”过大与过小。 （这里是延时特性的失控过长或过短。） 1. 延时触头不动作电源电压低于线圈额定电压（输入电压问题） 电磁铁线圈断线（内部线路问题） 棘爪无弹性不能刹住棘轮 游丝断裂（传动机构问题）；如是电动机时间继电器 也可能是同步电动机线圈断线（负载输出回路开路） 触头接触不良或熔焊。 2. 延时时间缩短或没有延时作用（相当于RC太小） 若是空气阻尼式的，一般是气室漏气 若是电磁式的，一般为非磁性垫片磨损。 3. 延时时间变长（相当于RC太大） 若是空气阻尼式的，气室内有灰尘使气道堵塞 若是电动式的，是传动机构润滑不良。,时间继电器符号“KT”是按时间控制的继电器。 有刻度可调整延时时间的
15、时间继电器。 无刻度不可调整延时值的时间继电器。 必须分清：不同继电器要求在接通或分断离合器电磁铁线圈电源时才可调节延时,5.3.5 接触器,频繁通断工作 主要控制对象是电动机。,接触器主要常见故障： 不闭合 不释放 噪声,交流接触器：线圈易烧毁、断电后由于剩磁而不释放、辅助触头不可靠 电磁铁的分磁环易断裂。,直流接触器：触头电磨损,接触器主触头熔焊：回路电压过低、触头弹簧压力过小、铁心表面有凸起的金属颗粒、负载侧短路、使用频率过高或,5.4 执行电器,包括： 电动机 电磁抱闸制动 电磁离合器 电磁阀等,5.4.1 电磁抱闸制动,电磁抱闸制动 按下SB2后，接触器KM1线圈先得电闭合，电磁抱闸
16、YB得电，衔铁被铁心吸合，通过弹簧杠杆使闸瓦松开闸轮，然后接触器KM2线圈得电，电动机M得电起动。,电磁抱闸制动动作流程图,按下SB2,接触器KM1线圈闭合,电磁抱闸线圈YB得电,KM1触点闭合,铁心磁化、吸合衔铁,闸瓦松开闸轮,接触器KM2线圈得电,电动机得电起动,磁力克服： 弹力 机械摩擦力 与磁阻力,间隙过大、或铁心极面太脏,KM2触点闭合,用来分析各环节的可能故障而导致制动的失效或误动作,主令电器 故障？,延时设定,接触器故障,线圈？,闸瓦脱落？,5.4.2 电磁阀,可见 由阀体（阀芯）滑动良好与否、 电磁铁的励磁线圈工作电压正常与否、 衔铁与铁心间距是否有额定的气隙、 弹簧的弹性是否正常等
