普通机床电气故障的诊断.doc

1、普通机床电气故障的诊断 黄健 武汉船舶职业技术学院工业中心 摘 要： 造成机械设备故障的原因很多, 如机械故障、电气故障及液压系统故障等。当一台设备出现故障时, 维修人员一时很难判断故障点, 从而影响工作任务完成。快速、正确判断设备故障是每个机床维修人员所必须要掌握的技能。关键词： 普通机床; 电气故障; 作者简介：黄健, 男, 主要从事电子电气方面的教学和科研工作。收稿日期：2017-07-11Diagnosis of Electrical Faults of Common Machine ToolsHUANG Jian Wuhan Institute of Shipbuilding Tec

2、hnology; Abstract： There are many reasons for mechanical equipment failure, such as mechanical failure, electrical fault and hydraulic system fault.When a device fails, it is difficult for the maintenance personnel to determine the fault point, thus affecting the completion of the work task.Quick an

3、d correct judgment of equipment failure is the skill that every machine tool maintenance personnel must master.Keyword： common machine tools; fault diagnosis; Received： 2017-07-11目前普通机床在中小企业零件加工中还在使用。例如 CW6140 车床、X52K 铣床、T68 镗床、M7120 磨床等, 它的电气控制部分由开关、接触器、继电器、位置开关、按钮等电器元件组成。当机床设备不能正常启动、停止及自动循环工作时, 我们

4、首先通过故障现象及使用仪表来判断故障是由机械零件引起还是电器元件引起的。因为在机床维修过程中, 更换电器元件比拆装机械零件更方便和节约时间。所以当电工维修人员在完全排除不是由电器元件引起的故障时, 再通知机械维修人员修理。因此, 掌握普通机床基本结构和电气控制线路工作原理, 采取“问、听、看、摸”及用仪表测量等多种手段, 能快速查找故障原因并分清责任。现在以 X52K 型立式升降台铣床和珩磨机为例, 它们包含了机械传动和液压传动, 分析它们工作过程及常见故障和排除方法。1 X52K 型立式升降台铣床铣床主要是用于加工零件的平面、斜面、键槽等型面的机床。主要结构由床身、主轴、工作台、底座等几部分

5、组成, 它包含了铣刀切削旋转运动和工作台不同方向的移动。1.1 电气控制线路分析(1) 主电路分析由图 1 可知, 主电路由断路器 (QF1、QF2) , 电动机 (主轴电机 M1、进给电机M2 及冷却泵电机 M3) , 热继电器 (FR1、FR2) , 接触器 (KM1、KM2、KM3、KM4、KM5) , 电磁铁 YA 及控制变压器和整流器组成。图 1 X52K 型立式升降台铣床主电路 下载原图主轴电机 M1 正反转由开关 SA5 控制, 停车时由全波整流能耗制动, 主轴通过机械调速可获得 18 种速度。进给电动机 M2 正反转由接触器 KM4、KM5 控制。通过手柄位置不同推动传动、换向

6、齿轮可实现工作台不同方向移动。同时通过电磁铁 YA 能实现不同方向快速移动。冷却泵电机 M3 在切削时将冷却液对准工件进行冷却和冲洗。(2) 控制电路分析1) 如图 2 所示, 主轴电动机 M1 起动按 SB1 或 SB2, 接触器 KM2 线圈得电, KM2常开主触头闭合, 主轴电动机 M1 起动。KM2 常闭触头断开, 防止 KM1 线圈得电。同时 KM2 常开辅助触头一个闭合自锁, 另一个为工作台提前准备电源。停止时, 按 SB3 或 SB4, KM2 线圈失电, KM2 常闭触头闭合, KM1 线圈得电, KM1 常开主触头、常开辅助触头闭合, 将全波整流直流电送到电动机 M1 的定子

7、绕组, 进行能耗制动。在主轴变速时, 压合行程开关 SQ7-1, KM2 短时获电, 使主轴电机冲动冲动一下, 便于齿轮啮合。图 2 X52K 型立式升降台铣床电气控制线路 下载原图2) 工作台进给电动机 M3 的控制。圆工作台转换开关的说明如图 3 所示, 由于在零件加工过程中, 工作台要经常改变方向, 所以用两个接触器 KM4、KM5 来控制进给电机实现正、反转。正转, 工作台能向右、向前或向下方向移动;反传, 工作台能向左、向后或向上方向移动。图 3 圆工作台转换开关的说明 下载原图工作台在主轴未起动的情况下, 可实现快速移动, 它是由进给电机和电磁铁 YA共同完成, 其运动方向由操纵手

8、柄推动齿轮传动机构执行。X52K 型铣床工作台纵向和横向及升降转换是由操作手柄位置不同, 压合不同位置开关, 从而使 KM4 或 KM5 线圈分别得电, 实现进给电机正、反转。操作手柄在压合位置开关时, 同时也带动传动齿轮实现工作台向右、向左或向前、向后, 向上、向下移动。手柄在中间位置时, 工作台停止移动。它们的关系如图 4 所示进给电机除了电气上互锁外, 各个位置开关也互锁, KM4 和 KM5 线圈不会同时得电, 保证设备安全运行。工作台进给运动用手柄操作, 不易误操作, 但是手柄和电气设备的力联动机构机构复杂, 易发生故障。图 4 工作台纵向和横向及升降行程开关的说明 下载原图3) 冷

9、却泵电动机。当主轴启动后, 冷却泵电动机 M3 由转换开关 SA3 控制。1.2 故障分析1) 所有电动机都不能起动。电源故障;熔断器 FU1、FU2 或 FU3 熔断;控制变压器损坏。2) 主轴电动机 M1 不能起动。主轴转换开关 SA5 接触不良;接触器 KM2 的主触头接触不好;起动按钮 SB1 或 SB2 接触不良;行程开关 SQ7-2、按钮 SB4-2、SB3-2、KM1 的常闭联锁触头或 KM2 的线圈, 只要有一个接触不良或断路, 主轴电动机 M1 就不能起动。3) 主轴电动机 M1 停车时无制动。桥式整流器 VC 有故障;接触器 KM1 主触头接触不良使直流电源不能通入定子绕组

10、;按钮 SB3-1 或 SB4-1、接触器 KM2 的常闭联锁触接触不良头接触器 KM1 的线圈断路都会使主轴电动机 M1 停车时无制动。4) 进给电动机 M2 不能起动或变速时无冲动。KM4 或 KM5 主触头接触不良;热继电器 FR3 动作;行程开关 SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ6 的触点接触不良, 可依次检查各点, 找出故障。5) 工作台不能快速移动或只能单向快速移动。按钮 SB5 或 SB6 接触不良;位置开关没有压合好;接触器 KM3 主触头接触不良或电磁铁 YA 线圈断路, 可依次检查 KM3 主触头和线圈连线。2 M4250A 立式珩磨机M4250A 立式珩磨机主要用于加

11、工大、中型缸体、缸套以及其它精密孔。立式珩磨机主轴旋转和进给采用电磁阀控制油压实现变速;主轴可轻便地实现上下移动, 工作台引出、引进, 并快速夹紧缸体 (包括 V 型缸体) 。2.1 M4250A 立式珩磨机的基本动作1) 旋转运动。由主轴电动机与电磁阀控制油压经齿轮带动磨杆旋转, 磨头就装在磨杆下端。2) 往复运动。往复运动是配合旋转动作不可分开的工作运动。在旋转衍磨杆进行上下往复运动后, 油石条才能实现对产品的磨削。3) 涨缩运动。涨缩运动是指磨头在往复旋转运动的同时, 利用油缸压力, 使磨杆中的扩张杆下推, 推开磨头里面的双锥形扩张头, 从而使油石向四周涨紧, 实现油石对工件摩擦。4)

12、夹紧 (放松) 是在衍磨过程中, 通过压紧板使工件稳固, 以保证产品精度。5) 工作台进、出是方便工件加工、装卸及测量。2.2 M4250A 立式珩磨机工作原理1) 磨头旋转。如图 5 所示, 按 SB2, KM1、KM2 线圈得电, KM1 常开辅助触头闭合, 自锁, 油泵电机、主轴电机工作。按 SB4, KM3 线圈得电, 冷却泵工作。同时 KM3 常开辅助触头闭合自锁和为磨头旋转作准备。按 SB6, KA1 和 KA2 线圈得电, KA1、KA2 常开触头闭合, 常闭触头断开, 此时限位开关 SQ3 闭合, KA5 线圈得电, KA5 常开触头闭合, 一个自锁, 一个接通电磁阀 6YA,

13、 通过液压传动主轴电机带动磨头旋转。停止按 SB5, 磨头循环工作时, KA1、KA2、KA5 及 6YA 工作。2) 工作台进、出磨头停止时, 在按 SB7, KA6 线圈得电, 常开触头闭合, 自锁;常开触头断开, 5YA 得电, 通过液压传动工作台引出。按 SB8-2, 3YA 得电, 引入工作台, 到位后, 断开 SQ5 使 3YA 失电, 工作台位置保持不变。SQ4、SQ5 是工作台位置开关。图 5 M4250A 珩磨机主轴起动、工作台引入 (引出) 、调速控制图 下载原图3) 磨头变速。通过行键开关, 分别使 KA13、KA14、KA15、KA16 线圈得电, 接通 7YA、8YA

14、、9YA 和 10YA 电磁阀。7YA 只在变速时工作。转速与电磁阀关系 (如图 6 所示) 。2.3 M4250A 立式珩磨机常见故障在修理液压设备时, 首先要区分是液压问题还是电路故障。我们可人为驱动电磁阀, 如果正常说明液压系统没问题。如果手动都不能正常工作, 问题就就出现在液压控制系统。图 6 电磁阀与转速工作关系 下载原图1) 磨头不能旋转。首先看主轴电机是否在工作, 再人为驱动相关电磁阀工作是否正常, 如不正常, 检查油路。动作正常, 就检查电路, 看 KA1、KA2 和 KA5 是否正常工作, 触头闭合好不好等。2) 工作台不能进、出。如果液压系统正常, 问题就出现在按钮或限位开关上, 用万用表检查线路是否接通。3) 磨头不能变速。如果速度不能变换, 主要检查 7YA 电磁阀油路及相关电路。如果速度同预选速度不一致, 则检查 8YA、9YA、10YA 电磁阀。3 结语引起机床故障原因很多, 在维修中机械零件更换复杂, 又耗时。因此, 维修人员只有在正确分析的基础上, 尽量缩小检查范围, 先电后机, 从简到繁, 这样才能快速准确查出故障。参考文献1刘光源.实用维修电工手册M.上海:上海科学技术出版社, 1994. 2 方承远.工厂电气控制技术M.北京:机械工业出版社, 2000.