项目8 MGB1420型磨床电气调试

MGB1420型磨床电气调试项目88.1磨床概述1．磨床的结构与用途•磨床是用磨具或磨料加工工件表面的精密机床。磨床的种类很多，主要有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床、刀具刃具磨床和专门化磨床等。卧式万能磨床的结构如图所示，其主要由床身、工作台、砂轮箱、滑座和立柱等部分组成。•MGB1420型磨床是高精度半自动万能磨床，主要用于工件表面的精加工，如内圆柱面、外圆柱面、圆锥面、平面、渐开线齿廓面、螺旋面及各种成形表面的磨削加工，还可以刃磨各种刀具，工艺范围十分广泛。2．磨床的运动及控制要求•主运动：主运动是砂轮的旋转运动。磨削加工一般不要求调速，因要求砂轮转速高，所以通常采用三相笼型异步电动机拖动。•进给运动：进给运动包括工件的旋转运动、工件的纵向往复运动、砂轮的横向移动和垂直移动。•a、工件的旋转运动：工件的旋转运动是内、外圆磨削时，工件相对砂轮的旋转运动。为满足不同加工精度对转速的要求，工件电动机一般用直流电动机拖动，采用晶闸管直流调速系统进行无级调速。•b、工件的纵向运动：工件的纵向运动是工件相对砂轮的轴向往复运动。由于磨床的进给运动要求有较宽的调速范围，所以磨床的进给运动采用液压拖动，并通过控制环节，实现自动循环往复运动。•c、砂轮的横向移动：砂轮的横向移动是横向进给运动，由液压系统驱动。•d、砂轮的垂直移动：砂轮的垂直移动是砂轮切入工件的运动，其磨削量由人工给定。8.2MGB1420型磨床控制电路8.2.1主电路•（1）液压泵电动机M1由接触器KM1控制，冷却泵电动机M2用转换开关QS2控制。熔断器FU1作短路保护，热继电器FR1和FR2作过载保护。•（2）内、外磨砂轮电动机由接触器KM2和插头XS1控制。熔断器FU2作短路保护，热继电器FR3作过载保护。为了防止内、外磨砂轮电动机同时启动，采用插座互锁。为了提高内磨电动机的转速，采用变频机组供电，M5为变频机组原动机，G为变频发电机，它可以把50HZ的工频电源提高到150HZ，供内磨电动机M4或M6使用。•（3）工件无级变速直流电动机M由转换开关SA1（SA1有试、停、开3档）控制，用晶闸管直流调速电源对其供电。8.2.1主电路8.2.2控制电路1．液压、冷却泵电动机（M1、M2）控制•接通电源开关QS1，由控制变压器TC提供220V控制电源，通过开关SA2和接触器KM1，实现对液压泵电动机M1和冷却泵电动机M2的控制。2．内、外磨砂轮电动机（M4/M6、M3）控制•接通电源开关QS1和开关SA3，通过接触器KM2对内、外磨砂轮电动机控制。3．工件电动机（M）的控制•由晶闸管直流装置FD提供电动机M所需要的直流电源。220V交流电源由U7、N两点引入，M的启动、点动及停止由转换开关SA1控制中间继电器KA1、KA2来实现，•（1）SA1在“试”档时，KA1线圈通电，KA1常开触点闭合，从电位器RP6引出给定信号电压；同时KA1常闭触点断开，切断制动电路，M处于低速点动状态。8.2.2控制电路•（2）SA1在“开”档时，KA2线圈通电，KA2常开触点闭合，从电位器RP1引出给定信号电压；同时KA2常闭触点断开，切断制动电路，直流电动机M处于工作状态，可实现无级调速（SP为油压继电器）。•（3）SA1在“停”档时，切断KA1、KA2线圈回路，其常闭触点闭合，能耗制动电阻R2接入M电枢回路，M被制动停车。4．自动循环磨削控制•通过微动开关SQ1、SQ2，行程开关SQ3，转换开关SA4，时间继电器KT和电磁阀YT与油路、机械方面的配合，实现磨削自动循环工作。8.2.2控制电路8.2.3晶闸管直流调速系统8.2.3晶闸管直流调速系统1．主电路•主电路采用单相桥式半控整流电路，V31、V32和V25、V26采用阻容保护。V31和V32由脉冲变压器TA输出的控制信号触发，最高输出电压为190V左右。直流电动机M的励磁，由220V交流电源经二极管V21~V24整流供给190V左右的直流电压。2．控制电路•（1）基本控制环节基本控制环节主要是单结晶体管触发电路。•单结晶体管触发电路，由晶体管V33、V35、V37，单结晶体管V34，电容器C3和脉冲变压器TA等组成。V37为一级放大，V35可视为一个可变电阻，V34为移相触发器，V33为功率放大路。调速给定信号由电位器RP1上取得，经V37、V35由V34产生触发脉冲，再经V33放大后由脉冲变压器TA输出，以触发晶闸管V31和V32。8.2.3晶闸管直流调速系统（2）辅助控制环节辅助控制环节由以下控制环节组成。•a、电流截止负反馈环节：由运算放大器AJ、V38、V39、V29和RP2等组成，当负载电流大于额定电流的1.4倍时，V39饱和导通，输出截止。•b、电流正反馈环节：由V19、R26组成。•c、电压徽分负反馈环节：由C16、R37、R27和RP5等组成，以改善电动机运转过程的动态特性。调节RP5阻值大小，可以调节反馈量的大小，以稳定电动机的转速。•d、电压负反馈环节：由R29、R36和R38等组成。•e、积分校正环节：由C2、C5、C10和R11等组成。•f、同步信号输入环节：由控制变压器TC1的二次绕组②经整流二级管V6、V12和晶体管V36等组成。V36的基极加有通过R19、V13来的正向直流电压和由变压器TC1的二次线圈经V6、V12整流后的反向直流电压。在控制电路交流电源电压过零的瞬间反向电压为0时，V36瞬时导通旁路电容C3，以消除残余脉冲电压。8.2.3晶闸管直流调速系统（3）控制电路电源控制电路电源主要是运算放大器和触发电路等的工作电源。•a、运算放大器AJ电源：由控制变压器TC1的二次绕组③，经整流二级管V14~V17整流、稳压、滤波后供给-15V电压。•b、单结晶体管触发电路电源：由控制变压器TC1的二次绕组①，经整流二级管V1~V4整流、V27稳压，再经V5、C1滤波供给+20V电压。•c、给定信号电压和电流截止负反馈等电路电源：由V9经R20，V30稳压后取得+15V电压，以供给定信号电压和电流截止负反馈等电路使用。8.3MGB1420型磨床的电气调试8.3.1工前准备1．检查绝缘•（1）检查主回路•（2）检查控制回路2．检查熔丝•检查熔断器的型号、规格是否正确，用万用表检查熔断器的熔丝是否良好。3．检查电源•首先接通试车电源，用万用表检查三相电压是否正常。然后拔去控制回路的熔断器，接通机床电源开关，观察有无异常现象；测量控制变压器输出电压是否正常。如检查一切正常，可开始机床电气的调试8.3.2机床电气的调试1．液压泵电动机控制的调试•接通试车电源，合上机床电源总开关QS1，接通照明灯开关QS5，照明灯EL点亮。•合上转换开关SA2，接触器KM1线圈通电，液压泵电动机M1启动，驱动液压泵供出压力油，通过液压系统及自动循环控制环节拖动工作台做自动循环往返运动；接通开关QS2，冷却泵电动机M2启动供出冷却液，表明液压泵电动机及工作台自动循环控制环节控制正常。否则，应分别检查电气控制回路、液压控制系统及行程开关的动作情况。8.3.2机床电气的调试2．外磨电动机控制的调试•将外磨电动机M3的插头XS1插上，接通转换开关SA3，接触器KM2线圈通电，外磨电动机M3启动，拖动外磨砂轮旋转。3．内磨电动机控制的调试•将内磨电动机M4或M6的插头XS2或XS3插上，再将内磨原动机M5的插头插在XS1上，接通转换开关SA3，接触器KM2线圈通电，内磨原动机M5启动并拖动变频发电机G运转，合上开关QS3或QS4，内磨电动机M4或M6拖动内磨砂轮旋转。8.3.2机床电气的调试2．外磨电动机控制的调试•将外磨电动机M3的插头XS1插上，接通转换开关SA3，接触器KM2线圈通电，外磨电动机M3启动，拖动外磨砂轮旋转。3．内磨电动机控制的调试•将内磨电动机M4或M6的插头XS2或XS3插上，再将内磨原动机M5的插头插在XS1上，接通转换开关SA3，接触器KM2线圈通电，内磨原动机M5启动并拖动变频发电机G运转，合上开关QS3或QS4，内磨电动机M4或M6拖动内磨砂轮旋转。8.3.3工件电动机无级调速的调试1．调试前的准备•按照图8-3，检查线路接线是否正确，电路插件插接是否牢靠，通电测量控制电路所有交、直流电源电压是否符合规定值，并熟悉主要测试元件的位置。2．试车调试•将SA1开关转到“试”的位置，中间继电器KA1接通电位器RP6，调节RP6使转速达到200~300r/min，将RP6封住。3．电动机空载通电调试•将SA1开关转到“开”的位置，中间继电器KA2接通，其常闭触点切断能耗制动电路；其常开触点接通电动机电枢回路，并把调速电位器RP1接入电路。慢慢转动RP1旋钮，使给定电压信号逐渐上升，电动机转速平滑上升，应无振动和噪声等异常情况。否则，反复调节RP5（调节电压徽分负反馈量的大小），直至最佳状态为止。8.3.3工件电动机无级调速的调试4．电流截止负反馈电路的调整•工件电动机的功率为0.55kW，额定电流为3A，将截止电流调至3×1.4=4.2A左右。将电动机转速调到700~800r/min的范围内，加大电动机的负载，使电流值达到额定电流的1.4倍，调节电位器RP2（调节电流截止负反馈量的大小）到电动机停止转动为止。5．电动机转速稳定的调整•由V19、R26组成电流正反馈环节，R29、R36、R38组成电压负反馈电路。调节RP5可调节电压徽分负反馈强度，以改善电动机运转时的动态特性；调节RP3可调节电压正反馈强度。以上都可以起到稳定电动机转速的作用。8.3.3工件电动机无级调速的调试6．触发电路参数的调整•单结晶体管触发电路调试中，可能出现的问题及调整方法如下。•（1）不论怎样调节输入的控制信号，电容器C3上都不出现锯齿波。原因可能是将单结晶体管的b1和b2极接反了，应检查处理。•（2）当输入的控制信号增大时，C3上的锯齿波由逐渐增多而突然消失，晶闸管由导通突然变为关断。原因可能是单结晶体管的质量不好或已损坏，应予以更换。•（3）触发电路中电阻、电容与单结晶体管参数配合不当。若放电电阻R24太小，使放电太快，造成触发脉冲太窄，晶闸管就不容易触发导通，但R24太大也容易引起晶闸管误触发。充电电阻R（由R7和V35决定）的大小，是根据晶闸管移相范围的要求及充电电容器C3的大小决定的，R阻值太小，会使单结晶体管导通后就不再关断，使锯齿波由原来很多突然变成一个，然后就消失了。电容器C3的选择范围一般是0.1~1μF，但对大容量晶闸管，如晶闸管是50A或100A的，C3应选0.47μF。8.4技能训练1．工作任务•MGB1420型万能磨床电气调试。2．工作要求•（1）查询了解MGB1420型万能磨床常见故障及检修方法。•（2）能正确理解和调试MGB1420型万能磨床的控制电路（图8-2、图8-3）。•（3）创新训练：以MGB1420型万能磨床控制电路为训练背景，老师设置故障（2~3处），学生自行检查、诊断并处理。