项目五---M7130平面磨床控制电路故障排除

项目五M7130平面磨床控制电路故障排除项目五M7130平面磨床控制电路故障排除一、学习目标二、任务分析三、环境设备四、知识链接五、任务实施六、质量评价七、拓展提高八、项目小结复习题一、学习目标掌握M7130平面磨床控制电路的工作原理及控制方式正确分析M7130平面磨床控制电路故障范围学会用短接法查找故障点目录二、任务分析根据故障现象，能准确、实地的分析出M7130平面磨床控制电路的故障范围，并能熟练地运用电阻分段测量法及电压分段测量法查找故障点，正确排除故障，恢复电路正常运行。目录三、环境设备1．M7130平面磨床（实物）或M7130平面磨床模拟电路。2．工具与仪表（1）工具常用电工工具（2）仪表MF30型万用表、5050型兆欧表、T301-A型钳形电流表（3）M7130平面磨床包含的各种低压电器目录四、知识链接一、M7130平面磨床电气控制电路原理分析二、M7130平面磨床电气控制电路故障分析三、短接法目录M7130平面磨床电气控制电路原理分析磨床是用砂轮的端面或周边对工件进行表面加工的精密机床。磨床的种类很多，根据其工作性质可分为平面磨床、内圆磨床、外圆磨床、工具磨床以及一些专用磨床，如齿轮磨床、螺纹磨床、球面磨床、花键磨床等。其中尤以平面磨床应用最为普遍，该磨床操作方便，磨削光洁度和精度都比较高，在磨具加工行业中得到广泛的应用。本节就以M7130平面磨床为例进行分析与讨论。该磨床型号含义：磨床平面工作台工作面宽300mm卧轴矩台式M71301、主要结构及运动形式M7130型平面磨床主要是由立柱、滑座、砂轮架、电磁吸盘、工作台、床身等组成。其外形如图5-1所示。砂轮的旋转是主运动，工作台的左右进给、砂轮架的上下、前后进给均为辅助运动。工作台每完成一次往复运动时，砂轮箱便作一次间断性的横向进给；当加工完整个平面后，砂轮架在立柱导轨上向下移动一次（进刀），将工件加工到所需的尺寸。2345678191011图5—1M7130型平面磨床外形图1—床身2—工作台3—电磁吸盘4—砂轮箱5—砂轮箱横向移动手柄6—滑座7—立柱8—工作台换向撞块9—控制按钮板10—砂轮箱垂直进刀手柄11—工作台往复运动换向手柄2、电力拖动特点及控制要求1）砂轮的旋转运动砂轮电动机M1拖动砂轮旋转。为了使磨床结构简单，提高其加工精度，采用了装入式电动机，砂轮可以直接装在电动机轴上使用。由于砂轮的运动不需要调速，使用三相异步电动机拖动即可。2）砂轮架的横向进给砂轮架上部的燕尾形导轨可沿着滑座上的水平导轨做横向移动。在加工过程中，工作台换向时，砂轮架就横向进给一次。在调整砂轮的前后位置或修正砂轮时，可连续横向进给移动。砂轮架的横向进给运动可由液压传动，也可用手动操作。3）砂轮架的升降运动滑座可沿着立柱导轨作垂直上下移动，以调整砂轮架的高度，这一垂直进给运动是通过操作手轮控制机械传动装置实现的。4）工作台的往复运动因液压传动换向平稳，易于实现无级调速，因此，工作台在纵向作往复运动时，是由液压传动系统完成的。液压泵电动机M3拖动液压泵，工作台在液压泵作用下做纵向往复运动。当换向挡铁碰撞床身上的液压换向开关时，工作台就能自动改变运动的方向。5）冷却液的供给冷却泵电动机M2工作，供给砂轮和工件冷却液，同时冷却液还带走磨下的铁屑。要求砂轮电动机M1与冷却泵电动机M2之间实现顺序控制。6）电磁吸盘的控制在加工工件时，一般将工件吸附在电磁吸盘上进行加工。对于较大工件，也可将电磁吸盘取下，将工件用螺钉和压板直接固定在工作台上进行加工。电磁吸盘要有充磁和退磁控制环节。为了保证安全，电磁吸盘与电动机M1、M2、M3之间有电气联锁装置，即电磁吸盘充磁后，电动机才能启动；电磁吸盘不工作或发生故障时，三台电动机均不能启动。3、电气控制线路分析M7130平面磨床的电路图如图5-2所示。它分为主电路、控制电路、电磁吸盘电路及照明电路四部分。图5-3电磁吸盘结构示意图1-工件2-非磁性材料3-工作台4-芯体5-线圈6-盖板1）主电路分析主电路共有3台电动机。M1为砂轮电动机，由接触器KM1控制，用热继电器FR1进行过载保护；M2为冷却泵电动机，由于床身和冷却液箱是分装的，所以冷却泵电动机通过接插器X1和砂轮电动机M1的电源线相连，并在主电路实现顺序控制；M3为液压泵电动机，由接触器KM2控制，热继电器FR2进行过载保护。3台电动机的短路保护均由熔断器FU1实现。2）控制电路分析控制电路采用交流380伏电压供电，由熔断器FU2作短路保护，转换开关QS2与欠电流继电器KA的常开触头并联，只有QS2或KA的常开触头闭合，3台电动机才有条件启动，KA的线圈串联在电磁吸盘YH工作回路中，只有当电磁吸盘得电工作时，KA线圈才获电吸合，KA常开触头闭合。此时按下启动按钮SB1（或SB3）使接触器KM1（或KM2）线圈获电吸合，砂轮电动机M1或液压泵电动机M3才能运转。这样实现了工件只有在被电磁吸盘YH吸住的情况下，砂轮和工作台才能进行磨削加工，保证了安全。砂轮电动机M1和液压泵电动机M3均采用了接触器自锁正转控制线路。它们的启动按钮分别是SB1、SB3，停止按钮分别是SB2、SB4。3）电磁吸盘电路分析（1）电磁吸盘的结构与工作原理电磁吸盘是用来固定加工工件的一种夹具。它的结构与工作原理如图5-3所示。它的外壳由钢制箱体和盖板组成。在它的中部凸起的芯体4上绕有线圈5，盖板6则用非磁性材料隔离成若干钢条。在线圈5中通入直流电流，芯体4和隔离的钢条将被磁化，当工件1被放在电磁吸盘上时，也将被磁化而产生与磁盘相异的磁极而被牢牢吸住。电磁吸盘与机械夹具比较，具有不损坏工件，夹紧迅速，能同时吸持若干小工件，以及加工中工件发热可自由伸缩，加工精度高等优点。不足之处是夹紧力不如机械夹紧，调节不便，需用直流电源供电，不能吸牢非磁性材料等。图5—2M7130平面磨床电路图（2）电磁吸盘控制电路电磁吸盘回路包括整流电路、控制电路和保护电路三部分。整流电路由整流变压器T1和桥式整流器VC组成，输出110V直流电压。QS2是电磁吸盘的转换开关（又叫退磁开关），有“吸合”“放松”和“退磁”三个位置，当QS2扳到“吸合”位置时，触头（205—208）和（206—209）闭合，VC整流后的直流电压输入电磁吸盘YH，工件被牢牢吸住。同时欠电流继电器KA线圈获电吸合，KA常开触头闭合，接通砂轮电动机M1和液压泵电动机M3的控制电路。磨削加工完毕，先将QS2扳到“放松”位置，YH的直流电源被切断，由于工件仍具有剩磁而不能被取下，因此必须进行退磁。再将QS2扳到“退磁”位置，触头（205—207）和（206—208）闭合，此时反向电流通过退磁电阻R2对电磁吸盘YH退磁。退磁结束后，将QS2扳到“放松”位置，即可将工件取下。若工件对退磁要求严格或不易退磁时，可将附件交流退磁器的插头插入插座XS，使工件在交变磁场的作用下退磁。若将工件夹在工作台上，而不需要电磁吸盘时，应将YH的X2插头拔下，同时将QS2扳到“退磁”位置，QS2的常开触头（3-4）闭合，接通电动机的控制电路。若将工件夹在工作台上，不需要电磁吸盘时，应将YH的X2插头拔下，同时将QS2扳到“退磁”位置，QS2的常开触头（3-4）闭合，接通电动机的控制电路。（3）电磁吸盘保护环节电磁吸盘具有欠电流保护、过电压保护及短路保护等。为了防止电磁吸盘电压不足或加工过程中出现断电，造成工件脱出而发生事故，故在电磁吸盘电路中串入欠电流继电器KA。由于电磁吸盘本身是一个大电感，在它脱离电源的一瞬间，它的两端会产生较大的自感电动势，使线圈和其他电器由于过电压而损坏，故用放电电阻R3来吸收线圈释放的磁场能量。电容器C与电阻R1的串联是为了防止电磁吸盘回路交流侧的过电压。熔断器FU4为电磁吸盘提供短路保护。图5-4M7130型平面磨床电器位置图4.照明电路分析照明变压器T2为照明灯EL提供了36V的安全电压。由开关SA控制照明灯EL，熔断器FU3作短路保护。M7130型平面磨床的接线图和电器位置图分别如图5-4和图5-5所示。图5-5M7130平面磨床接线图知识链接M7130平面磨床电气控制电路故障分析1.全无故障试车时若出现照明灯不亮，电磁吸盘无吸力，机床三台电动机在转换开关QS2扳到吸合、退磁两位置，都不能启动即整个机床电气线路试车均无任何反应。整个机床电器线路电源均取自0号、1号线，其故障范围在U11～U22～1，V11～V12～0。该故障的测量用电压法、电阻双分阶测量法都能快速找到故障点，多为熔断器FU1或熔断器FU2熔断，更换熔丝即可。若熔丝熔断是因短路故障造成的要先排除短路点再更换熔丝。2.机床三台电动机都不能启动试车时发现照明灯、电磁吸盘工作正常，电动机M1、M2不能启动，进一步观察接触器KM1、KM2线圈是否得电。若不得电，则说明故障在控制线路，故障范围在1～FR1～2～FR2～3～KA，并联转换开关QS2—4以及0号线。因公共线路有并联，还可进一步试车观察，将转换开关QS2扳到“吸合”位置试一次，再将转换开关QS2扳到“退磁”位置试一次，若第一次试车接触器KM1、KM2线圈不得电，第二次试车接触器KM1、KM2线圈得电则故障在电流继电器KA常开触头，反之故障在转换开关3～QS2～4之间触头。若两次试车接触器KM1、KM2线圈都不得电，则故障在其它公共线路热继电器FR1、FR2上。若接触器KM1、KM2线圈得电，则故障在电动机M1、M2主电路的公共部分FU1～W相。3.砂轮电动机的热继电器FR1经常脱扣砂轮电动机M1除因砂轮进刀量过大，电动机超负荷运行，造成电动机堵转，使电流上升，导致热继电器脱扣外，还与砂轮电动机M1本身有关。砂轮电动机M1为装入式电动机，它的前轴承是轴瓦，易磨损。磨损后易发生堵转现象，导致热继电器脱扣。若遇第一种情况，告知操作人员注意进刀量。若遇第二种情况，应修理或更换轴瓦。4.冷却泵电动机烧坏冷却泵电动机没有专门的过载保护装置，虽然砂轮电动机与冷却泵电动机共用一个热继电器FR1，但两台电动机容量相差太大。当冷却泵电动机因被杂物卡住或切削液浓度过高或切削液进入电机内部造成匝间短路电流上升时，电流的增加不足以使热继电器FR1脱扣，故造成冷却泵电动机烧坏。更换冷却泵电动机后，建议改善冷却泵电动机的工作环境，或加装热继电器，从根本上避免烧坏电动机事故。5.电磁吸盘无吸力电磁吸盘由整流变压器TI提供145伏交流电源，由整流器VC提供140伏直流电源，由电磁吸盘产生吸力，出现电磁吸盘无吸力故障时，首先测量变压器TI输出交流电压是否正常，若无电压，通常是由于熔断器FU1、FU2断路或变压器T1绕组断路造成，若测变压器T1输出交流电压正常，再测量整流器VC输出直流电压是否正常，若无电压多是因熔断器FU4断路或整流器断路造成。若整流器VC输出电压正常则依次检查电磁吸盘YH的线圈、接插器X2、欠电流继电器KA线圈有无断路情况。采用适当的测量方法即可找到故障点。应注意熔断器FU4的熔断通常是因整流器VC短路造成，因此该故障要合并检查，一起排除。6.电磁吸盘吸力不足导致电磁吸盘吸力不足的原因是电磁吸盘损坏或整流器VC输出直流电压不正常。整流器VC输出的直流电压，空载时为130~140伏，负载时不应低于110伏，若整流器输出电压达不到上述要求，多是因为整流元件短路或断路造成的。应检查整流器VC的交流侧电压及直流侧电压，若交流侧电压不正常，通常是电源电压过低或整流变压器匝间短路造成；若交流侧电压正常，直流输出电压不正常，则表明整流器发生短路或断路故障。整流器VC为桥式全波整流电路，当一桥臂的整流二极管发生断路时，输出电压为半波电压，是额定电压的一半。整流器元件损坏的原因通常是过流、过压造成。过电流是在电磁吸盘绕组出现匝间短路时，电流增加。过压是当放电电阻损坏或接线断路时，由于电磁吸盘线圈电感很大，在断开瞬间产生过电压将整流元件击穿。由以上分析可看出，电磁吸盘某元件发生故障时，往往会引起连锁反应，如放电电阻R3断路时，会造成整流器元件击穿，击穿后如造成短路，还会使FU4熔