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第6章 典型机床的电气控制线路分析 u 6.1 电气控制线路的阅图方法 u 6.2 C616型卧式车床电气控制系统 u 6.3 Z3040型摇臂钻床电气控制系统 u 6.4 X62W型万能铣床电气控制系统 u 6.5 M7130型卧轴矩台平面磨床的电气控制 1 1 本章内容提要重点：（1）学习分析机床电气控制线路的方法；（2）电气控制原理图的阅读方法；（3）几种典型机床的电气控制线路分析；难点：（1）卧式车床电气控制系统的结构及工作原理；（2）摇臂钻床电气控制系统的结构及工作原理；（3）万能铣床电气控制系统的联锁与保护；（4）平面磨床的电气控制的常见故障及分析方法。2 26.1 电气控制线路的阅图方法一、技术资料的阅读 在学习分析机床电气控制时，应从以下几方面入手：1.设备说明书（1）设备的构造，主要技术指标，机械、液压和气动部分的工作原理。（2）电气传动方式，电动机和执行电器的数目、型号规格、安装位置、用图及控制要求。（3）设备的使用方法，各操作手柄、开关、旋钮和指示装置的布置以及作用。（4）同机械和液压部分直接关联的电器（行程开关、电磁阀、电磁离合器和压力继电器等）的位置、工作状态以及作用。3 32.电气控制原理图 这是控制线路分析的中心内容。原理图主要由主电路、控制电路和辅助电路等部分组成。在分析电气原理图时，必须与阅读其他技术资料结合起来。例如，各种电动机和电磁阀等的控制方式、位置及作用，各种与机械有关的位置开关和主令电器的状态等，只有通过阅读说明书才能加以了解。3.电气设备总装接线图 阅读分析总装接线图，可以了解系统的组成分布状况，各部分的连接方式，主要电气部件的布置和安装要求，导线和穿线管的型号规格。这是安装设备不可缺少的资料。4 44.电气元件布置图与接线图 这是制造、安装、调试和维护电气设备必须具备的技术资料。在调试和检修中可通过布置图和接线图方便地找到各种电气元件和测试点，进行必要的调试、检修和维修保养。5 5二、电气控制原理图的阅读方法 电气原理图主要分主电路、控制电路和辅助电路等部分。主电路由电动机及相应的控制电路组成，一般放在控制线路图左边或上方；控制电路由控制电器组成，一般在控制线路图右边或下方。阅读方法：先阅读主电路，然后再阅读控制电路及辅助电路等。1.阅读主电路 首先了解主电路有哪些用电设备，例如电动机，电炉以及其他电气，这些电气设备在主电路中的用途、工作特点。例如各个电动机之间有无顺序工作或联锁要求，电动机的起动方式（直接起动、还是降压起动），有无正正转、反转、调速、制动，它们将用什么电气来完成，有无保护电器等。掌握主电路的这些特点之后，再去阅读控制电路。6 6 2.阅读控制电路 首先要了解各个电器的用途和相互联系，对于哪些与工艺程序和机械设备有关的联锁触头，应事先弄清楚其作用和动作条件，然后根据控制电路，自上而下逐条电路地分析其动作过程。当一个电器动作时，应注意其触头控制了哪些线路或为哪些线路准备了工作条件。3.阅读辅助电路 辅助电路包括电源显示、工作状态显示、照明和故障报警等部分，它们大多由控制电路中的元件来控制，所以在分析时，还要回过头来对照控制电路进行分析。7 7 4.分析联锁与保护环节 机床对于安全性和可靠性有很高的要求，实现这些要求，除了合理地选择拖动和控制方案以外，在控制线路中还设置了一系列电气保护和必要的电气联锁。经过“化整为零”，逐步分析了每一个局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后，还必须用“集零为整”的方法，检查整个控制线路，看是否有遗漏。特别要从整体角度去进一步检查和理解各控制环节之间的联系，理解电路中每个元件所起的作用。8 86.2 C616型卧式车床电气控制系统 车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，主要用来车削外圆、端面、内圆、螺纹和定型表面，也可用钻头、绞刀、镗刀等刀具进行钻孔、镗孔、倒角、割槽及切断等工作加工。一、结构及工作原理 1.结构 C616型卧式车床的主要结构如图6-1所示。它主要由床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、溜板与刀架、尾座、光杠、丝杠等部分组成。9 91010 车床的主运动是主轴的旋转运动，由主轴电动机通过皮带传到主轴箱带动旋转；刀架是由溜板箱带着直线移动的，称为进给运动。进给运动也是由主轴电动机经过主轴箱输出轴、挂轮箱、传给进给箱，再通过光杠将运动传入溜板箱，溜板箱带动刀架作纵、横两个方向的进给运动。1111 2.工作原理 图6-2所示是C616型车床的电气原理图。该电路由3部分组成：从电源到3台电动机的电路称为主电路，这部分电路中通过的电流大；由接触器、继电器等组成的电路称为控制电路，采用380 V电源供电；第3部分是照明及指示电路，由变压器Tr的次级供电，其中指示灯HL的电压为6.3 V，照明灯EL的电压为36 V安全电压。该车床共有3台电动机，其中M1为主电动机，功率4 kW，通过接触器KM1和KM2的控制可实现正、反转，并设有过载保护、短路保护和零压保护；M2为润滑电动机，由接触器KM3控制；M3为冷却电动机，功率为0.125 kW，它除了受KM3控制外，还可视实际需要由转换开关QS2进行控制。12121313 下面简述图6-2所示电路的工作原理。（1）起动准备 合上电源开关QS1，接通电源，变压器Tr副边有电，指示灯HL亮。合上SA3，照明灯EL点亮照明。由于SA1-1为常闭触点，故（U-1-3-5-19-W）的电路接通，中间继电器KA得电吸合，它的常开触点（5-19）接通，为开车做好了准备。（2）润滑泵、冷却泵起动 在起动主电动机之前，先合上SA2，接触器KM3吸合。一方面，KM3的主触点闭合，使润滑泵电动机M2起动运转；另一方面，KM3的常开辅助触点（3-11）接通，为KM1、KM2吸合准备了电路。这就保证了先起动润滑泵，使车床润滑良好后才能起动主电动机。在润滑泵电动机M2起动后，可合上转换开关QS2，使冷却泵电动机M3起动运转。1414（3）主电动机起动 SA1为鼓形转换开关，它有一对常闭触点SA1-1，两对常开触点SA1-2及SA1-3。当起动手柄置于“零位”时，SA1-1闭合，两对常开触点均断开；当起动手柄置于“正转”位置时，SA1-2闭合，SA1-1、SA1-3断开；当起动手柄置于“反转”位置时，SA1-3闭合，SA1-1、SA1-2断开。这种转换开关可代替按钮进行操作，有的C616型车床是用按钮进行操作的，其作用与转换开关相同。主电动机工作如下：当起动手柄置于“正转”位置时，SA1-2接通，电流经（U-1-3-11-9-7-5-19-W）形成回路，接触器KM1得电吸合，其主触点闭合，使主电动机M1起动正转。同时，KM1的常闭辅助触点（13-15）断开，将反转接触器KM2联锁。若需主电动机反转，只要将起动手柄置于“反转”位置，SA1-3接通，SA1-2断开，接触器KM1释放，正转停止，并解除了对KM2的联锁，接触器KM2吸合使M1反转。主电动机M1需要停止时，只要将SA1置于“零位”，SA1-2及SA1-3均断开，主电动机的正转或反转均停止，并为下次起动做好准备。1515二、常见故障及零压保护 1.常见故障 （1）电动机不能起动 发生这类故障，首先应重点检查M1主电路熔断器及控制电路熔断器是否完好，其次检查热继电器是否动作。这类故障的检查与排除较为简单，但更为重要的是应查明引起短路与过热的原因并加以排除。此外，还可检查KM1线圈接线端是否松动，三对主触点解除是否良好。再者，检查控制电路，如各按钮接点接触是否良好，各连接导线有无虚接或断线等，直至将故障排除。1616（2）主电动机断相运行 这是由于电源断相或接触器主触点接触不良等原因所造成。（3）正反转方向都不能起动 这是由于KM1或KA线圈接触不好或线圈有问题。（4）主电动机起动后，将SA1置于“零位”，电动机不停这是由于接触器3对主触点发生熔焊造成，应立即切断电源开关，更换接触器。（5）局部照明灯不亮 检查照明变压器副边绕组有无36 V电压及照明电路的开关与线路。17172.零压保护 零压保护又称为失压保护，它是电动机在正常工作过程中，因外界原因断电时，电动机停止运转；而恢复供电以后，确保电路不会自行接通，电动机不会自行起动运转的一种保护措施。常用的带有自锁环节的按钮-接触器控制电路就具有零压保护功能。C616型车床的零压保护是通过中间继电器KA实现的。当起动手柄不在“零位”，即电动机M1在正转或反转工作状态而断电时，中间继电器KA断电释放，其常开触点（5-19）断开。恢复供电后，由于手柄不在“零位”，SA1-1断开，KA不会吸合，它的常开触点（5-19）不会自行接通，电动机M1不会自行起动，起到了零压保护的作用。18186.3 Z3040型摇臂钻床电气控制系统 钻床是一种用途较广的万能机床，可以用来钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹及修刮端面等多种形式的加工。钻床按用途和结构分为立式钻床、台式钻床、多轴钻床、深孔钻床、卧式钻床及其他专用钻床等。在各类钻床中，摇臂钻床操作方便、灵活，使用范围广，具有典型性。下面以Z3040型摇臂钻床为例，分析其电气控制。1919一、结构及运行情况 图6-3所示为Z3034型摇臂钻床的结构示意图，主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等部分组成。内立柱固定在底座的一端，在它外面套着外立柱，外立柱可绕内立柱回转360o。摇臂的一端为套筒，它套装在外立柱上，并借助丝杆的正反转，可沿着外立柱作上下移动。由于丝杆与外立柱连成一体，而升降螺母固定在摇臂上，所以摇臂不能绕外立柱转动，只能与外立柱一起绕内立柱回转。2020 主轴箱是一个复合部件，它由主传电动机、主轴和主轴传动机构、进给和变速机构、机床的操作机构等部分组成。主轴安装在摇臂的水平导轨上，可以通过手轮操作，使其在水平导轨上沿摇臂移动。当进行加工时，由特殊的夹紧装置将主轴箱紧固在摇臂导轨上，外立柱紧固在内立柱上，摇臂紧固在外立柱上，然后进行钻削加工。钻削加工时，钻头一面旋转进行切削，同时进行纵向进给。摇臂钻床的主运动为主轴的旋转运动；进给运动为主轴的纵向进给。辅助运动有：摇臂沿外立柱垂直移动，主轴箱沿摇臂长度方向的移动，摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。21212222二、Z3040型摇臂钻床的液压系统 Z3034型摇臂钻床具有两套液压系统，一套是操纵机构液压系统，另一套是夹紧机构液压系统。前者装在主轴箱内，用以实现主轴正反转、停车制动、空挡、预选及变速；后者安装在摇臂背后的电器盒下部，用以夹紧松开主轴箱、摇臂及立柱。1.操纵机构液压系统 该系统压力油由主轴电动机拖动齿轮泵送出，由主轴变速、正反转及空挡操作手柄来改变两个操纵阀的相互位置，其中上为“空挡”，下为“变速”，里为“反转”，外为“正转”，中间位置为“停车”。主轴转速及主轴进给量各由一个旋钮预选，然后操作手柄。2323 起动主轴时，首先按下主轴电动机起动按钮，主轴电动机旋转，拖动齿轮泵，送出压力油，然后操纵手柄，扳至所需转向的位置。于是两个操纵阀相互位置改变，使一股压力油将制动摩擦离合器松开，为主轴旋转创造条件；另一股压力油压紧正转（反转）摩擦离合器，接通主轴电动机到主轴的传动链，驱动主轴正转或反转。在主轴正转或反转过程中，也可旋转变速按钮，改变主轴转速或主轴进给量。主轴停车时，将操纵手柄扳回中间位置，这时主轴电动机仍拖动齿轮泵旋转，但此时整个液压系统为低压油，无法松开制动摩擦离合器，而在制动弹簧作用下将制动离合器压紧，使制动油上的齿轮不能转动，主轴实现停车。所以，主轴停车时主轴电动机仍在旋转，只是不能将动力传到主轴。2424 主轴变速与进给变速时，将操纵柄扳至“变速位置”，于是改变两个操纵阀的相互位置，使齿轮泵送出压力油进入主轴预选阀和主轴进给预选阀，然后进入各变速液压缸。各变速液压缸为差动液压缸，具体哪个液压缸上腔进压力油或回油，决定所选定的主轴转速和给进两的大小，与此同时，另一条油路系统扒动拨叉缓慢移动，逐渐压紧主轴正转摩擦离合器，接通主轴电动机到主轴的传动链，使主轴缓慢转动，称为缓速。缓速的目的在于使滑移齿轮能比较顺利地进入啮合位置，避免出现齿顶齿的现象，当变速完成，松开操作手柄，此时将在弹簧作用下由“变速”位置自动复位到主轴“停车”位置，这时便可操纵轴正转或反转，主轴将在新的转速或进给量下工作。主轴空挡时，将操作手柄扳向“空挡”位置，这时由于两个操纵阀相互位置改变，压力油使主轴传动系统中滑移齿轮处于中间位置，这时可用于轻便地转动主轴。2525 2.夹紧机构液压系统 主轴箱、立柱和摇臂的夹紧与松开，是由液压泵电动机拖动液压泵送出压力油，推动活塞菱形块来实现的，其中主轴箱和立柱的夹紧与放松由一个油路控制，摇臂的夹紧与松开，因与摇臂升降构成自动循环，所以由另一个油路单独控制，这两个油路均由电磁阀操纵。欲夹紧或松开主轴箱及立柱时，首先起动液压电动机，拖动液压泵，送出压力油，在电磁阀操纵下，使压力油经二通阀流入夹紧或松开油腔，推动活塞和菱形块实现夹紧或松开。由于液压泵电动机是点动控制，所以主轴箱和立柱的夹紧与松开是点动的。2626三、Z3040型摇臂钻床的电气控制系统分析 开车之前，线将自动开关QF2QF5接通，再将电源总开关QF1扳到“接通”位置，引入三相交流电源。电源指示灯HL1点亮，表示机床电气线路已处于带电状态。按下总起动按钮SB2，中间继电器KA1线圈得电并自锁，为主轴电动机及其他电动机的起动做好准备。1.主轴旋转的控制 主轴的旋转运动由主轴电动机M1拖动，M1由主轴起动按钮SB4、停止按钮SB3、接触器KM1实现单方向起动、停止控制。指示灯HL4为主轴电动机旋转指示。具体过程如下：2727 起动时，按起动按钮SB4KM1得电并自锁主触点闭合M1转动。停车时，按停止按钮SB3KM1断电释放M1断电，由液压系统控制使主轴制动停车。必须指出，主轴的正、反转运动是液压系统和正、反转摩擦离合器配合共同实现的。28282929 2.摇臂升降的控制 摇臂的上升、下降分别由按钮SB5、SB6点动控制。以下以摇臂上升为例介绍：按上升按钮SB5，时间继电器KT1得电吸合，KT1的常开触点（33-35）闭合，接触器KM4得电吸合，液压泵电动机M3起动供给压力油。压力油经分配阀体进入摇臂松开油腔，推动活塞使摇臂松开。与此同时，活塞杆通过弹簧片压动限位开关SQ2，其常闭触点SQ2-2断开，接触器KM4线圈断电释放，液压泵电动机M3停止运转。而SQ2的常开触点SQ2-1闭合，接触器KM2的线圈通电，其主触点接通摇臂升降电动机M2的电源，M2起动正向旋转，带动摇臂上升。3030 如果摇臂没有松开，SQ2的常开触点SQ2-1就不能闭合，KM2就不能通电，不能旋转，保证了只有在摇臂可靠松开后才能使摇臂上升。当摇臂上升到所需位置时，松开按钮SB5，接触器KM2和时间继电器KT1的线圈同时断电，摇臂升降电动机M2断电停止，摇臂停止上升。延时13s后，KT1延时闭合的常闭触点（4749）闭合，接触器KM5的线圈经（1-3-5-7-47-51-6-2）线路通电吸合，液压泵电动机M3反向起动旋转，压力油经分配阀进入摇臂的夹紧油腔，反方向推动活塞，使摇臂夹紧。同时，活塞杆通过弹簧片使限位开关SQ3的常闭触点（7-47）断开，接触器KM5断电释放，液压泵电动机M3停止旋转，完成了摇臂的松开-上升-夹紧动作。3131 摇臂的下降过程与上升过程相同，它们的夹紧和放松电路完整一样。所不同的是按下降按钮SB6时为接触器KM3线圈通电，摇臂升降电动机M2反转，带动摇臂下降。时间继电器KT1的作用是控制KM5的吸合时间，使M2停止运转后，再夹紧摇臂。KT1的延时时间应视摇臂在M2断电至停转前的惯性大小调整，应保证摇臂停止上升（或下降）后才进行夹紧，一般调整在13s。行程开关SQ1担负摇臂上升或下降的极限位置保护。SQ1有两对常闭触点，触点SQ1-1（15-17）是摇臂上升时的极限位置保护，触点SQ1-2（27-17）是摇臂下降时的极限位置保护。行程开关SQ3的常闭触点（7-47）在摇臂可靠夹紧后断开。如果液压夹紧机构出现故障，或SQ3调整不当，将使液压泵电动机M3过载。为此，采用热继电器FR2进行过载保护。3232 3.立柱和主轴箱的松开、夹紧控制 立柱和主轴箱的松开及夹紧控制可单独进行，也可同时进行，由转换开关SA2和复位按钮SB7（或SB8）进行控制。SA2有3个位置：中间位（零位）时，立柱和主轴箱的松开或夹紧同时进行；左边位为立柱的夹紧或放松；右边位为主轴箱的夹紧或放松。复合按钮SB7、SB8分别为松开、夹紧控制按钮。3333 以主轴箱的松开和夹紧为例：先将SA2扳到右侧，触点（57-59）接通，（57-63）断开。当要主轴箱松开时，按松开按钮SB7，时间继电器KT2、KT3的线圈同时得电，KT2是断电延时型时间继电器，它的断电延时断开的常开触点（7-57）在通电瞬间闭合，电磁铁YA1通电吸合。经13s延时后，KT3的延时闭合常开触点（7-41）闭合，接触器KM4线圈经（1-3-5-7-41-43-37-39-6-2）线路通电，液压泵电动机M3正转，压力油经分配阀进入主轴箱油缸，推动活塞使主轴箱放松。活塞杆使行程开关SQ4复位，触点SQ4-1闭合，SQ4-2断开，指示灯HL2亮，表示主轴箱已松开。主轴箱夹紧的控制线路及工作原理与松开时相似，只要把松开按钮SB7换成夹紧按钮SB8，接触器KM4换成KM5，M3由正向转动变成反向转动，指示灯HL2换成HL3即可。3434 当把转换开关SA2扳到左侧时，触点（57-63）接通，（57-59）断开。按松开按钮SB7或夹紧按钮SB8时，电磁铁YA2通电，此时，立柱松开或夹紧；SA2在中间位时，触点（57-59）、（57-63）均接通。按SB7或SB8，电磁铁YA1、YA2均通电，主轴箱和立柱同时进行松开或夹紧。其他动作过程与主轴箱松开和夹紧时完全相同，不在赘述。由于立柱和主轴箱的松开与夹紧是短时间的调整过程，故采用点动控制方式。3535四、常见故障分析 1.摇臂不能上升 由摇臂上升的电气动作过程可知，摇臂移动的前提是摇臂完全松开，此时活塞杆通过弹簧片压下限位开关SQ2，摇臂升降电动机M2起动旋转，拖动摇臂上升。常见故障为SQ2安装位置不当或位置发生移动。这样，摇臂虽已松开，但活塞杆仍压不上SQ2，致使摇臂不能移动。有时也会出现因液压系统发生故障，使摇臂没有完全松开，活塞杆压不上SQ2，为此，应配合机械、液压系统调整好SQ2位置并安装牢固。有时，机床大修或安装完毕后，有可能是M3相序接反，按下SB5时，使摇臂夹紧，更压不下SQ2，因此，必须检查电动机正反转是否正确。3636 2.摇臂移动后夹不紧 摇臂移动到位后，松开SB5或SB6按钮后，摇臂自动夹紧，而夹紧动作的结束是由行程开关SQ3来控制的。若摇臂夹不紧，说明摇臂控制电路能动作，只是夹紧力不够，这是由于SQ3动作过早，使液压泵电动机M3在摇臂还未充分夹紧时就停止旋转，这往往是由于SQ3安装位置不当，过早地被活塞杆压上动作所致。3.液压系统的故障 有时电气控制系统工作正常，而电磁阀芯卡住或油路堵塞，造成液压控制系统失灵，也会造成摇臂无法移动。所以，在维修工作中应正确判断是电气控制系统还是液压系统的故障，然而这两者之间又相互联系，为此应相互配合共同排除故障。37376.4 X62W型万能铣床电气控制系统 在金属切削机床中，铣床在数量上占第二位，仅次于车床。铣床可用来加工各种形式的表面：平面、成形面、各种形式的沟槽等，装上分度头后还可以铣切直齿齿轮和螺旋面，如果装上圆工作台还可以铣切凸轮和弧形槽。铣床的种类很多，有卧铣、立铣、龙门铣、仿形铣及各种专用铣床等。现以应用广泛的X62W卧式万能铣床为例进行分析。3838一、结构及运行情况 X62W卧式万能铣床具有主轴转速高、调速范围宽、操作方便和加工范围广等特点，其结构如图6-5所示。3939 该机床主要由底座、床身、悬梁、刀杆支架、工作台、溜板箱和升降台等部分组成。床身内装有主轴的传动机构和变速操纵机构。主轴带动铣刀的旋转运动称为主运动，它同工作台的进给运动之间无速度比例协调的要求，故主轴的拖动由一台主电动机承担。为完成顺铣和逆铣，要求在电气上实现正反装。为减少负载波动对铣刀转速的影响，主轴上装有飞轮，使得转动惯性很大。因此，为了提高工作效率，要求主电动机有停车制动控制。为保证变速时齿轮易于啮合，减小齿轮端面的冲击，要求变速时有主电动机冲动控制。床身的前侧面装有垂直导轨，升降台可沿导轨上下移动。4040 在升降台上面的水平导轨上，装有可在平行于主轴轴线方向移动（横向移动即前后移动）的溜板，溜板上部有可以转动的回转台。工作台装在回转台的导轨上，可做垂直于轴线方向的移动（纵向移动，即左右移动）。工作台上有固定工件的燕尾槽。这样，固定在工作台上的工件可做上下、前后及左右3个方向的移动。各运动部件在3个方向上的进给运动由同一台电动机拖动（正反转），经进给变速箱获得18种不同转速再经不同传动路线传递给3个进给丝杆来实现。4141 但是，在同一时间内，只允许一个方向上的运动，通过机械和电气方式来联锁。进给变速时，也需要变速冲动控制。还需要各方向的快速移动，由进给电机经快速传动链来获得。此外，溜板可绕垂直轴线左后旋转45o，因此工作台还能在倾斜方向进给，以加工螺旋槽。工作台上还可以安装圆工作台，使用圆工作台可铣削圆弧、凸轮。这时，其他3个方向的移动必须停止，要求通过机械和电气的方法进行联锁。4242二、X62W卧式万能铣床的电气控制系统分析 图6-6所示为X62W卧式万能铣床的电气控制原理图。1.主轴电动机M1的控制 （1）主轴电动机的起动 本铣床采用两地控制方式，起动按钮SB1和停止按钮SB5-1为一组；起动按钮SB2和停止按钮SB6-1为一组。分别安装在工作台和铣床床身上，以方便操作。起动前，先选择好主轴转速，并将主轴换向的转换开关SA3扳到所需转向上。然后，按下起动按钮SB1或SB2，接触器KM1通电吸合并自锁，主电动机M1起动。KM1的辅助常开触点（7-13）闭合，接通控制电路的进给线路电源，保证了只有先起动主轴电动机，才可起动进给电动机，避免损坏工件或刀具。4343 （2）主轴电动机的制动 为了使主轴停车准确，且减少电能损耗，主轴采用电磁离合器制动。该电磁离合器安装在主轴传动链中与电动机轴相连的第一根传动轴上。当按下停车按钮SB5或SB6时，接触器KM1断电释放，电动机M1失电。与此同时，停止按钮的常开触点SB5-2或SB6-2接通电磁离合器YC1，离合器吸合，将摩擦片压紧，对主轴电动机进行制动。直到主轴停止转动，才可松开停止按钮。主轴制动时间不超过0.5s。4444 （3）主轴变速冲动 主轴变速是通过改变齿轮的传动比进行的。当改变了传动比的齿轮组重新啮合时，因齿之间的位置不能刚好对上，若直接起动，有可能使齿轮打牙。为此，本铣床设置了主轴变速瞬时点动控制线路。变速时，先将变速手柄拉出，再转动蘑菇形变速手轮，调到所需转速上，然后，将变速手柄复位。就在手柄复位的过程中，压动了行程开关SQ1，SQ1的常闭触点（5-7）先断开，常开触点（1-9）后闭合，接触器KM1线圈瞬时通电，主轴电动机作瞬时点动，使齿轮系统抖动一下，达到良好啮合。当手柄复位后，SQ1复位，断开主轴瞬时点动线路。若瞬时点动一次没有实现齿轮良好啮合，可重复上述动作。4545 （4）主轴换刀控制 在主轴上刀或换刀时，为避免人身事故，应将主轴置于制动状态。为此，控制线路中设置了换刀制动开关SA1。只要将SA1拨到“接通”位置，其常开触点SA1-1接通电磁离合器YC1，将电动机轴抱住，主轴处于制动状态。同时，常闭触点SA1-2断开，切断控制回路电源。保证了上刀或换刀时，铣床没有任何动作。当上刀、换刀结束后，应将SA1扳回“断开”位置。46464747 2.进给运动的控制 工作台的进给运动分为工作进给和快速进给。工作进给只有在主轴起动后才可进行，快速进给是点动控制，即使不起动主轴也可进行。工作台的左、右、前、后、上、下6个方向的运动都是通过操纵手柄和机械联动机构带动相应的行程开关使进给电动机M2正转或反转来实现的。行程开关SQ5、SQ6控制工作台的向右和向左运动，SQ3、SQ4控制工作台的向前、向下和向后、向上运动。进给拖动系统用了两个电磁离合器YC2和YC3，都安装在进给传动链中的第4根轴上。当左边的离合器YC2吸合时，连接上工作台的进给传动链；当右边的离合器YC3吸合时，连接上快速移传动链。4848 （1）工作台的纵向（左、右）进给运动 工作台的纵向运动由纵向进给手柄操纵。当手柄扳向右边时，联动机构将电动机的传动链拨向工作台下面的丝杠，使电动机的动力通过该丝杠作用于工作台。同时，压下行程开关SQ5，常开触点SQ5-1闭合，常闭触点SQ5-2断开，接触器KM3线圈通过（13-15-17-19-21-23-25）路径得电吸合，进给电动机M2正转，带动工作台向右运动。当纵向进给手柄扳向左边时，行程开关SQ6受压，SQ6-1闭合，SQ6-2断开，接触器KM4通电吸合，进给电动机反转，带动工作台向左运动。SA2为圆工作台控制开关。这时的SA2处于断开位置，SA2-1、SA2-3接通，SA2-2断开。4949 （2）工作台的垂直（上、下）与横向（前、后）进给运动工作台的垂直与横向运动由垂直与横向进给手柄操纵。该手柄有5个位置：即上、下、前、后、中间。当手柄向上或向下时，机械机构将电动机传动链和升降台上下移动丝杠相连；向前或向后时，机械机构将电动机传动链与溜板下面的丝杠相连；手柄在中间位时，传动链脱开，电动机停转。以工作台向下（或向前）运动为例，将垂直与横向进给手柄扳到向下（或向前）位，手柄通过机械联动机构压下行程开关SQ3，常开触点SQ3-1闭合，常闭触点SQ3-2断开，接触器KM3线圈经（13-27-29-19-21-23-25）路径得电吸合，进给电动机M2正转，带动工作台做向下（或向前）运动。5050 （3）进给变速冲动 在改变工作台进给速度时，为使齿轮易于啮合，也需要使进给电动机瞬时点动一下。其操作顺序是：先将进给变速的蘑菇形手柄拉出，转动变速盘，选择好速度。然后，将手柄继续向外拉到极限位置，随即推回原位，变速结束。就在手柄拉到极限位置的瞬间，行程开关SQ2被压动，SQ2-1先断开，SQ2-2后接通，接触器KM3经（13-27-29-19-17-15-23-25）路径得电，进给电动机瞬时正转。在手柄推回原位时，SQ2复位，进给电动机只瞬动一下。由KM3的通电路径可知，进给变速只有各进给手柄均在零位时才可进行。5151 （4）工作台的快速移动 工作台6各方向的快速移动也是由进给电动机M2拖动的。当工作台工作进给时，按下快移按钮SB3或SB4（两地控制），接触器KM2得电吸合，其常闭触点（105-109）断开电磁离合器YC2，常开触点（105-111）接通电磁离合器YC3。KM2的吸合，使进给传动系统跳过齿轮变速链，电动机直接拖动丝杠套，工作台快速进给，进给方向仍由进给操纵手柄决定。松开SB3或SB4，KM2断电释放，快速进给过程结束，恢复原来的进给传动状态。由于在主轴起动接触器KM1的常开触点（7-13）上并联了KM2的一个常开触点，故在主轴电动机不起动的情况下，也可实现快速进给。52523.圆工作台的控制 当需要加工螺旋槽、弧形槽和弧形面时，可在工作台上加装圆工作台。圆工作台的回转运动也是由进给电动机M2拖动的。使用圆工作台时，先将控制开关SA2扳到“接通”位，这时，SA2-2接通，SA2-1和SA2-3断开。再将工作台的进给操纵手柄全部扳到中间位，按下主轴起动按钮SB1或SB2，主轴电动机M1起动，接触器KM3线圈经（13-15-17-19-29-27-23-25）路径得电吸合，进给电动机M2正转，带动圆工作台做旋转运动。可见，圆工作台只能沿一个方向做回转运动。由于起动电路途经SQ3SQ6 4个行程开关的常闭触点，故扳动工作台任一进给手柄，都会使圆工作台停止工作，保证了工作台进给运动与圆工作台工作不可能同时进行。5353 4、冷却泵电动机的控制与工作照明 由主电路可以看出，只有在主轴电动机起动后，冷却泵电动机M3才有可能起动。另外，M3还受开关QS2的控制。变压器Tr3将380 V交流电变为24 V的安全电压，供给照明灯，用转换开关SA4控制。5454三、控制电路的联锁与保护 X62W万能铣床的运动较多，电气控制电路较复杂，为安全可靠地工作，应具有完善的联锁与保护。1.进给运动与主运动的顺序联锁 进给电气控制电路接在主电动机接触器KM1常开触点（7-13）之后。这就保证了主轴电动机起动后，才可起动进给电动机。而主轴停止时，则进给立即停下。5555 2.工作台6各运动方向间的联锁 铣床工作时，只允许一个方向运动，为此工作台上下、左右、前后6个运动方向间都应有联锁。工作台有纵向操作手柄与横向、垂直操作手柄，这就具有了左与右方向间的联锁和上下、前后4个方向间的联锁。通过两条支路：一条由行程开关SQ5、SQ6的两个常闭触点串联组成（27-29-19）；另一条由行程开关SQ3、SQ4的两个常闭触点串联组成（15-17-19）。构成进给的联锁控制，这就保证了不允许同时操作两个进给手柄，从而实现了工作台6个方向间的联锁。5656 3.长工作台与圆工作台间的联锁 一方面由开关SA2来实现；另一方面控制电路要求SQ3SQ6 4个行程开关均处于闭合状态，圆工作台才可开动，进而保证了这一联锁。4.具有完善的保护环节 该电路具有短路保护、长期过载保护、工作台6个方向的限位保护等。5757四、常见故障分析 1.主轴停车制动效果不明显或无制动 该故障主要原因在于速度继电器KV出现故障。速度继电器的两对常开触点是用胶木摆杆推动动作的，有时胶木摆杆发生断裂，这将使KV失去作用，主轴停车将无电气制动。另外，速度继电器联动装置出现故障，如KV轴伸圆销扭弯、磨损或弹性连接件损坏、螺钉、销钉松动或打滑，都会使速度继电器转子不能正常运转，使触点不能正常动作，使主轴制动不起作用。此外，若速度继电器触点复位弹簧调得过紧，制动过程中过早切断反接制动电路，将使制动效果不明显。5858 2.主轴停车后产生短时反向旋转 由于速度继电器触点复位弹簧调得过紧，使触点复位过迟，以致使得在反接的惯性作用下主轴电动机出现短时反向旋转。3.主轴变速时无瞬时冲动 由于主轴变速冲动开关SQ1在频繁压合下，开关位置改变以致压不上，甚至开关底座被撞碎或SQ1触点接触不良，无法接通KM1，都将造成主轴变速无瞬时冲动。5959 4.工作台不能快速移动 由于快速电磁铁YA发生故障，如线圈烧毁，线圈接线松动，接触不良，YA不起作用等，致使无法获得快速传动链。此外，造成接触器KM2线圈电路断电的各种原因都会导致无快速移动；有时还应考虑电磁铁传动系统的故障。5.工作台控制电路的故障 这一部分电路故障较多，现仅举一例如下：工作台能够左右移动，但无垂直、横向运动。既然能左右运动则说明进给电动机及KM3、KM4都运行正常，操作横向垂直操纵手柄无运动，这可能是由于该手柄压合的行程开关SQ3或SQ4压合不上；也可能是SQ5或SQ6在纵向操纵手柄扳回中间位置后不能复位，致使支路被切断，无法接通进给控制电路。60606.5 M7130型卧轴矩台平面磨床的电气控制 磨床是用砂轮的周边或端面对工件进行磨削加工的精密机床。砂轮的旋转是主运动，工件或砂轮的往复运动为进给运动，而砂轮架的快速移动及工作台的移动为辅助运动。磨床的种类很多，按其工作性质可分为外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床及一些专用磨床等。其中以平面磨床应用最为普遍，本节以M7130型卧轴矩台平面磨床为例进行分析。6161一、结构及运行情况 图6-7所示为M7130型卧轴矩台平面磨床的外形图，主要由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮箱、滑座、立柱等部分组成。在箱体床身中装有液压传动装置，工作台通过活塞杆由油压驱动作往返运动，床身导轨有自动润滑装置进行润滑。工作台表面有T形槽，用以固定电磁吸盘，再用电磁吸盘来吸持加工工件。工作台往返运动的行程长度可通过调节装在工作台正面槽中的撞块的位置改变。换向撞块是通过碰撞工作台往复运动换向手柄来改变油路方向，由液压传动以实现工作台往复运动的。6262 砂轮可在立柱导轨上做垂直运动，以实现砂轮的垂直进给运动，并可由垂直进刀手轮操作。砂轮箱的水平轴向移动可由横向移动手轮操作，也可由液压传动作连续或间断横向移动，连续移动用于调节砂轮位置或整修砂轮，间断移动用于进给。卧轴矩台平面磨床采用砂轮周边磨削，磨削时砂轮和工件接触面积小发热量少，冷却和排屑条件较好，可获得较高的加工精度和较小的表面粗糙度值，且工艺范围广泛，除用砂轮周边磨削水平面外，还可用砂轮端面磨削垂直侧平面，适用于多品种的机械加工车间、修理车间和工具车间等。63636464二、M7130型平面磨床的电气控制 图6-8所示为M7130型平面磨床的电气控制电路图，其电气设备均安装在床身后部的壁龛盒内，按钮安装在车身前部的电气操纵盒上。电气电路图可分为主电路、控制电路、电磁吸盘控制电路及机床照明电路等。1.主电路 主电路由砂轮电动机M1、冷却泵电动机M2与液压电动机M3组成，它们皆为单向旋转。其中M1、M2由接触器KM1控制，再经接插器X1供电给M2，电动机M3由接触器KM2控制。三台电动机共用熔断器FU1做短路保护，M1、M2由热继电器FR1，M3由热继电器FR2做长期过载保护。6565 2.电动机控制电路 由按钮SB1、SB2与接触器KM1构成砂轮电动机M1单向旋转起动-停止控制电路；由按钮SB3、SB4与接触器KM2构成液压泵电动机M3单向旋转起动-停止控制电路。但电动机的起动必须在电磁吸盘YH工作，且欠电流继电器KA通电吸合，触点KA（3-4）闭合，或YH不工作，转换开关SA1置于“去磁”位置，触点SA1（3-4）闭合后方可进行。6666 3.电磁吸盘控制电路 电磁吸盘控制电路由整流装置、控制装置及保护装置等部分组成。（1）整流装置 电磁吸盘的整流装置由整流变压器Tr2与桥式全波整流器VC组成，输出110 V直流电压对电磁吸盘供电。（2）控制装置 电磁吸盘由转换开关SA1控制。SA1有3个位置：充磁、断电与去磁。当开关处于“充电”位置时，触头SA1（14-16）与SA1（15-17）接通；当开关置于“去磁”位置时，触头SA1（14-18）、SA1（16-15）及SA1（4-3）接通；当开关置于“断电”位置时，SA1所有触头都断开。对应SA1各位置，其电路工作情况如下：6767 当SA1置于“退磁”位置时，电磁吸盘通入反方向电流，并在电路中串入可变电阻R2，用以限制并调节反向去磁电流的大小，达到既退磁又不致反向磁化的目的。退磁结束将SA1扳到“断电”位置，便可取下工件。若工件对去磁要求严格，在取下工件后，还要用交流去磁器进行处理。交流去磁是平面磨床的一个附件，使用时将交流去磁器插头插在床身的插座X2上，再将工件放在去磁器上即可去磁。68686969（3）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。欠电流保护：为了防止平面磨床在磨削过程中出现断电事故或吸盘电流减小，致使电磁吸盘失去吸力或吸力减小，造成工件飞出，引起工件损坏或人身事故，故在电磁吸盘线圈中串入欠电流继电器KA，吸盘具有足够吸力时，KA才吸合，触点KA（3-4）闭合，为起动M1、M2进行磨削加工作准备。否则不能开动磨床进行加工；若已在磨削加工中，则KA因电流过小而释放，M1、M2立即停止旋转，避免事故发生。7070 过电压保护：电磁吸盘匝数多，电感大，通电工作时储有大量磁场能量。当线圈断电时，在线圈两端产生高电压，若无放电回路，将使线圈绝缘及其他电器设备损坏。为此，在吸盘线圈两端应设置放电装置，以吸收断开电源后放出的磁场能量。该机床在电磁吸盘两端并联了电阻R3，作为放电电阻。短路保护：在整流变压器Tr2副边绕组或整流装置输出端装有熔断器FU4做短路保护。此外，在整流装置中还设有R、C串联支路并联在Tr2副边绕组，用以吸收交流电路产生过电压和直流电路通断时在Tr2副边绕