第七章：常用机床的电气控制

电机与电气控制技术常用机床的电气控制学习目标:掌握分析常用机床的电气控制电路的方法通过常用机床控制电路的分析，加深对典型控制环节的理解、掌握及其应用了解机床等电气设备上机械、电气、液压之间的配合关系运用电气控制的典型环节进行电气控制系统的设计、了解电气控制系统的安装、调试、故障检修等第七章常用机床的电气控制电机与电气控制技术常用机床的电气控制C650－2卧式车床电气控制电路M7130型平面磨床电气控制电路Z3050摇臂钻床电气控制电路X62W型万能铣床电气控制电路T68型卧式镗床电气控制电路第七章常用机床的电气控制电机与电气控制技术常用机床的电气控制卧式车床是机械加工中广泛使用的一种机床，可以用来加工各种回转表面、螺纹和端面。卧式车床通常由一台主电动机拖动，经由机械传动链，实现切削主运动和刀具进给运动的输出，其运动速度由变速齿轮箱通过手柄操作进行切换。刀具的快速移动、冷却泵和液压泵等，常采用单独电动机驱动。第一节：C650－2卧式车床电气控制电路C6502中心高为500mm卧式车床第二次设计型号含义电机与电气控制技术常用机床的电气控制一、车床结构及运动形式结构图加工示意图电机与电气控制技术常用机床的电气控制车床运动形式主运动进给运动辅助运动主轴通过卡盘带动工件的旋转运动溜板带动刀架的纵向和横向直线运动，其中纵向运动是指相对操作者向左或向右的运动，横向运动是指相对于操作者向前或向后的运动包括刀架的快速移动、工件的夹紧与松开等电机与电气控制技术常用机床的电气控制二、电力拖动及控制要求1．正常加工时一般不需反转，但加工螺纹时需反转退刀，且工件旋转速度与刀具的进给速度要保持严格的比例关系，为此主轴的转动和溜板箱的移动由同一台电动机拖动。主电动机M1（功率为20kW），采用直接起动的方式，可正反两个方向旋转，为加工调整方便，还具有点动功能。由于加工的工件比较大，加工时其转动惯量也比较大，需停车时不易立即停止转动，必须有停车制动的功能，C650-2车床的正反向停车采用速度继电器控制的电源反接制动。2．电动机M2拖动冷却泵。车削加工时，刀具与工件的温度较高，需设一冷却泵电动机，实现刀具与工件的冷却。冷却泵电动机M2单向旋转，采用直接起动、停止方式，且与主电动机有必要的联锁保护。3．快速移动电动机M3。为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间，利用M3带动刀架和溜板箱快速移动。电动机可根据使用需要，随时手动控制起停。4．采用电流表检测电动机负载情况。5．车削加工时，因被加工的工件材料、性质、形状、大小及工艺要求不同，且刀具种类也不同，所以要求切削速度也不同，这就要求主轴有较大的调速范围。车床大多采用机械方法调速，变换主轴箱外的手柄位置，可以改变主轴的转速。电机与电气控制技术常用机床的电气控制三、车床电气控制系统分析电机与电气控制技术常用机床的电气控制（一）主电路分析电动机M1电路接线分为三部分，第一部分由正转控制交流接触器KM1和反转控制交流接触器KM2的两组主触点构成电动机的正反转接线；第二部分为一电流表A经电流互感器TA接在主电动机M1的动力回路上，以监视电动机绕组工作时的电流变化，为防止电流表被起动电流冲击损坏，利用一时间继电器的延时动断触点，在起动的短时间内将电流表暂时短接；第三部分为一串联电阻限流控制部分，交流接触器KM3的主触点控制限流电阻R的接入和切除，在进行点动调整时，为防止连续的起动电流造成电动机过载，串入限流电阻R，保证电路设备正常工作。速度继电器KV的速度检测部分与电动机的主轴同轴相联，在停车制动过程中，当主电动机转速接近零时，其动合触点可将控制电路中反接制动相应电路切断，完成停车制动。电机与电气控制技术常用机床的电气控制（二）控制电路分析松开SB2→KM1断电，电动机断开电源，停车。按下SB2→KM1线圈通电主触点闭合，电动机经限流电阻接通电源，在低速下起动1．主电动机M1的点动调整控制电机与电气控制技术常用机床的电气控制KM3主触点动作使电阻被短接KM3动合辅助触点闭合使KA通电（二）控制电路分析按下起动按钮SB3→KM3和KT线圈通电KA动合辅助触点闭合（5－7）使接触器KM1通电，电动机在全压下起动。（1）正转KM1辅助动合触点（5－11）闭合、KA的动合触点闭合（3－11、5－7）使KM1自锁。2．主电动机M1的正、反转控制电机与电气控制技术常用机床的电气控制（二）控制电路分析KM1辅助动合触点（5－11）闭合、KA的动合触点闭合（3－11、5－7）使KM1自锁。起动按钮为SB4，控制过程与正转类似。（2）反转2．主电动机M1的正、反转控制电机与电气控制技术常用机床的电气控制（二）控制电路分析设主电动机原为正转运行，停车时按下停止按钮SB1接触器KM3断电→KM3主触点断开，限流电阻R串入主回路KA动断触点（3－27）闭合，由于此时电动机转速较高，KV-2为闭合状态，故KM2通电，实现对电动机的电源反接制动当电动机转速接近零时，KV-2动合触点断开，KM2断电，电动机断开电源，制动结束。3．主电动机M1的反接制动控制电机与电气控制技术常用机床的电气控制（二）控制电路分析转动刀架快速移动手柄→压动限位开关SQ→接触器KM5通电，KM5主触点闭合，M3接通电源起动。4．刀架的快速移动与冷却泵控制电机与电气控制技术常用机床的电气控制（二）控制电路分析监视主回路负载情况防止起动、停止、点动对电流表的冲击电路还设置了工作照明灯。照明灯的电压为安全电压36V5．其他辅助环节电机与电气控制技术常用机床的电气控制四、C650-2型卧式车床常见电气故障的诊断与检修1．主轴电动机不能起动（1）M1主电路熔断器FIJ1和控制电路熔断器FU3熔体熔断，应更换。（2）热继电器FRl已动作过，动断触点未复位。要判断故障所在位置，还要查明引起热继电器动作的原因，并排除。可能有的原因：长期过载；继电器的整定电流太小；热继电器选择不当。按原因排除故障后，将热继电器复位即可。1．主轴电动机不能起动（3）控制电路接触器线圈松动或烧坏，接触器的主触点及辅助触点接触不良，应修复或更换接触器。（4）起动按钮或停止按钮内的触点接触不良，应修复或更换按钮。（5）各连接导线虚接或断线。（6）主轴电动机损坏，应修复或更换。电机与电气控制技术常用机床的电气控制四、C650-2型卧式车床常见电气故障的诊断与检修2．主轴电动机断相运行按下起动按钮，电动机发出嗡嗡声不能正常起动，这是电动机断相造成的，此时应立即切断电源，否则易烧坏电动机。可能的原因是：（1）电源断相。（2）熔断器有一相熔体熔断，应更换。（3）接触器有一对主触点没接触好，应修复。电机与电气控制技术常用机床的电气控制四、C650-2型卧式车床常见电气故障的诊断与检修3．主轴电动机起动后不能自锁故障原因是控制电路中自锁触点接触不良或自锁电路接线松开，修复即可。4．按下停止按钮主轴电动机不停止（1）接触器主触点熔焊，应修复或更换接触器。（2）停止按钮动断触点被卡住，不能断开，应更换停止按钮。电机与电气控制技术常用机床的电气控制四、C650-2型卧式车床常见电气故障的诊断与检修5．冷却泵电动机不能起动（1）按钮SB6触点不能闭合，应更换。（2）熔断器FU2熔体熔断，应更换。（3）热继电器FR2已动作过，未复位。（4）接触器KM4线圈或触点已损坏，应修复或更换。（5）冷却泵电动机已损坏，应修复或更换。6．快速移动电动机不能起动（1）行程开关SQ已损坏，应修复或更换。（2）接触器KM5线圈或触点已损坏，应修复或更换。（3）快速移动电动机已损坏，应修复或更换。电机与电气控制技术常用机床的电气控制磨床是用磨具和磨料（如砂轮、砂带、油石、研磨剂等）对工件的表面进行磨削加工的一种机床，它可以加工各种表面，如平面、内外圆柱面、圆锥面和螺旋面等。通过磨削加工，使工件的形状及表面的精度、光洁度达到预期的要求；同时，它还可以进行切断加工。第二节M7130型平面磨床电气控制电路电机与电气控制技术常用机床的电气控制根据用途和采用的工艺方法分类平面磨床外圆磨床内圆磨床工具磨床各种专用磨床（如螺纹磨床、齿轮磨床、球面磨床、导轨磨床等）使用最广卧轴平面磨床立轴平面磨床矩台平面磨床圆台平面磨床电机与电气控制技术常用机床的电气控制M7130工作台工作面宽度为300mm卧轴矩台式平面磨床型号含义电机与电气控制技术常用机床的电气控制一、平面磨床的主要结构和运动形式电机与电气控制技术常用机床的电气控制平面磨床运动形式主运动进给运动辅助运动工作台（带动电磁吸盘和工件）作纵向往复运动；砂轮箱沿滑座上的燕尾槽作横向进给运动砂轮箱和滑座一起沿立柱上的导轨作垂直进给运动电机与电气控制技术常用机床的电气控制二、平面磨床的电力拖动形式和控制要求（1）砂轮由一台笼型异步电动机拖动，因为砂轮的转速一般不需要调节，所以对砂轮电动机没有电气调速的要求，也不需要反转，可直接起动。（2）平面磨床的纵向和横向进给运动一般采用液压传动，所以需要由一台液压泵电动机驱动液压泵，对液压泵电动机也没有电气调速、反转和降压起动的要求。（3）同车床一样，也需要一台冷却泵电动机提供冷却液，冷却泵电动机与砂轮电动机也具有联锁关系，即要求砂轮电动机起动后才能开动冷却泵电动机。（4）平面磨床往往采用电磁吸盘来吸持工件。电磁吸盘要有退磁电路，同时，为防止在磨削加工时因电磁吸盘吸力不足而造成工件飞出，还要求有弱磁保护环节。（5）具有各种常规的电气保护环节（如短路保护和电动机的过载保护）；具有安全的局部照明装置。电机与电气控制技术常用机床的电气控制三、M7130型平面磨床电气控制电路分析（一）主电路分析全电路的短路保护过载保护M2容量较小且受M1起动和停止的控制电机与电气控制技术常用机床的电气控制三、M7130型平面磨床电气控制电路分析（二）控制电路380V电源短路保护电机与电气控制技术常用机床的电气控制三、M7130型平面磨床电气控制电路分析220/127V（三）电磁吸盘电路电磁吸盘电路110VSA2拨至吸合位置，线圈YH通电，电磁吸盘对工件产生吸力电机与电气控制技术常用机床的电气控制电磁吸盘结构与原理示意图交流去磁器结构原理图电磁吸盘电机与电气控制技术常用机床的电气控制三、M7130型平面磨床电气控制电路分析（四）电气保护环节1．电磁吸盘的弱磁保护只在退磁档接通电机与电气控制技术常用机床的电气控制三、M7130型平面磨床电气控制电路分析（四）电气保护环节2．电磁吸盘线圈的过电压保护线圈放电回路3．整流器的过电压保护阻容吸收电路电机与电气控制技术常用机床的电气控制三、M7130型平面磨床电气控制电路分析（五）照明电路380/36V电机与电气控制技术常用机床的电气控制四、M7130型平面磨床常见电气故障的诊断与检修1．电磁吸盘没有吸力或吸力不足如果电磁吸盘没有吸力，首先应检查电源，从整流变压器T1的一次侧到二次侧，再检查到整流器VC输出的直流电压是否正常；检查熔断器FU1、FU2、FU4；检查SA2的触点、插头插座X3是否接触良好；检查欠电流继电器KA的线圈有无断路；一直检查到电磁吸盘线圈YH两端有无110V直流电压。如果电压正常，电磁吸盘仍无吸力，则需要检查YH有无断线。如果是电磁吸盘的吸力不足，则多半是工作电压低于额定值，如桥式整流电路的某一桥臂出现故障，使全波整流变成半波整流，VC输出的直流电压下降了一半；也可能是YH线圈局部短路，使空载时VC输出电压正常，而接上YH后电压低于正常值110V。电机与电气控制技术常用机床的电气控制四、M7130型平面磨床常见电气故障的诊断与检修2．电磁吸盘退磁效果差应检查退磁回路有无断开或元件损坏。如果退磁的电压过高也会影响退磁效果，应调节R2使退磁电压一般为5～10V。此外，还应考虑是否有退磁操作不当的原因，如退磁时间过长。3．控制电路接点（6－8）的电气故障平面磨床电路较容易产生的故障还有控制电路中由SA2和KA的动合触点并联的部分。如果SA2和KA的触点接触不良，使接点（6－8）间不能接通，则会造成M1和M2无法正常起动，平时应特别注意检查。电机与