Z3050摇臂钻床电气控制线路分析.doc

电气设备故障分析与排除——高级电工实训报告

湖州职业技术学院

自动化0801
徐瑞敏

电气设备故障分析与排除
电气设备故障分析的方法
一、控制线路分析方法：
1. 分析主电路
2. 分析控制电路
3. 分析辅助电路
4. 分析连锁与保护环节
5. 总体检查

二、控制线路检修方法：
1、调查研究法
2、试验法
3、逻辑分析法
4、测量法

总之，电动机控制线路的故障不是千篇一律的，就是同一种故障现象，发生的部分也并不是一定相同，所以采用故障检修的一般步骤 和方法时，不要生搬硬套，而因按不同的故障情况灵活处理，力求迅速准确地找出故障点。
在实际检修工作中，应做到每次排除故障后，及时总结经验，并估摸好检修记录，作为要按以备日后维修时参考，并要通过对历次的故障的分析和检修，此啊去积极的措施，防止再次发生类似的故障。

Z3050摇臂钻床电气控制线路分析

电气控制线路分析
（一） 控制电路分析
1．开车前的准备工作
为了保证操作安全，本机床具有“开门断电”功能。所以开车前应将立柱下部及摇臂后部的电门盖关好，方能接通电源。合上QF3及总电源开关QF1，则电源指示灯HL1亮，表示机床的电气线路已进入带电状态。
2．主轴电动机M1的控制
按启动按钮SB3，则接触器KM1吸合并自锁，使主电动机M1启动运行，同时指示灯HL2显亮。按停止按钮SB2，则接触器KM1释放，使主电动机M1停止旋转，同时指示灯HL2熄灭。
3．摇臂升降控制
（1）摇臂上升 按上升按钮SB4，则时间继电器KT1通电吸合，它的瞬时闭合的动合触头（17区）闭合，接触器KM4线圈通电，液压油泵电动机M3启动正向旋转，供给压力油。压力油经分配阀体进入摇臂的“松开油腔”，推动活塞移动，活塞推动菱形块，将摇臂松开。同时，活塞杆通过弹簧片使位置开关SQ2，使其动断触点断开，动合触点闭合。前者切断了接触器KM4的线圈电路，KM4的主触头断开，液压油泵电机停止工作。后者使交流接触器KM2的线圈通电，主触头接通M2的电源，摇臂升降电动机启动正向旋转，带动摇臂上升，如果此时摇臂尚未松开，则位置开关SQ2常开触头不闭合，接触器KM2就不能吸合，摇臂就不能上升。
当摇臂上升到所需位置时，松开按钮SB4则接触器KM2和时间继电器KT1同时断电释放，M2停止工作，随之摇臂停止上升。
由于时间继电器KT1断电释放，经1~3秒时间的延时后，其延时闭合的常闭触点（17区）闭合，使接触器KM5吸合，液压泵电机M3反向旋转，随之泵内压力油经分配阀进入摇臂的“夹紧油腔”，摇臂夹紧。在摇臂夹紧的同时，活塞杆通过弹簧片使位置开关SQ3的动断触点断开，KM5断电释放，最终停止M3工作，完成了摇臂的松开→上升→夹紧的整套动作。
（2）摇臂下降 按下降按钮SB5，则时间继电器KT1通电吸合，其常开触头闭合，接通KM4线圈电源，液压油泵电机M3启动正向旋转，供给压力油。与前面叙述的过程相似，先使摇臂松开，接着压动位置开关SQ2。其常闭触头断开，使KM4断电释放，液压油泵电机停止工作；其常开触头闭合，使KM3线圈通电，摇臂升降电机M2反向运转，带动摇臂下降。
当摇臂下降到所需位置时，松开按钮SB5，则接触器KM3和时间继电器KT1同时断电释放，M2停止工作，摇臂停止下降。
由于时间继电器KT1断电释放，经1~3秒时间的延时后，其延时闭合的常闭触头闭合，KM5线圈获电，液压泵电机M3反向旋转，随之摇臂夹紧。在摇臂夹紧同时，使位置开关SQ3断开，KM5断电释放，最终停止M3工作，完成了摇臂的松开→下降→夹紧的整套动作。
组合开关SQ1a和SQ1b用来限制摇臂的升降过程。当摇臂上升到极限位置时，SQ1a动作，接触器KM2断电释放，M2停止运行，摇臂停止上升；当摇臂下降到极限位置时，SQ1b动作，接触器KM3断电释放，M2停止运行，摇臂停止下降。
摇臂的自动夹紧由位置开关SQ3控制。如果液压夹紧系统出现故障，不能自动夹紧摇臂，或者由于SQ3调整不当，在摇臂夹紧后不能使SQ3的常闭触头断开，都会使液压泵电机因长期过载运行而损坏。为此，电路中设有热继电器FR2，其整定值应根据液压电动机M3的额定电流进行调整。
摇臂升降电动机的正反转控制继电器不允许同时得电动作，以防止电源短路。为避免因操作失误等原因而造成短路事故，在摇臂上升和下降的控制线路中采用了接触器的辅助触头互锁和复合按钮互锁两种保证安全的方法，确保电路安全工作。
4．立柱和主轴箱的夹紧与松开控制
立柱和主轴箱的松开（或夹紧）既可以同时进行，也可以单独进行，由转换开关SA1和复合按钮SB6（或SB7）进行控制。SA1有三个位置。扳到中间位置时，立柱和主轴箱的松开（或夹紧）同时进行；扳到左边位置时，立柱夹紧（或放松）；扳到右边位置时，主轴箱夹紧（或放松）。复合按钮SB6是松开控制按钮，SB7是夹紧控制按钮。
（1）立柱和主轴箱同时松、夹 将转换开关SA1扳到中间位置，然后按松开按钮SB6，时间继电器KT2、KT3同时得电。KT2的延时断开的常开触头闭合，电磁铁YA1、YA2得电吸合，而KT3的延时闭合的常开触点经1~3秒后才闭合。随后，KM4闭合，液压泵电动机M3正转，供出的压力油进入立柱和主轴箱松开油腔，使立柱和主轴箱同时松开。
（2）立柱和主轴箱单独松、夹 如希望单独控制主轴箱，可将转换开关SA1扳到右侧位置，按下松开按钮SB6（或夹紧按钮SB7），此时时间继电器KT2和KT3的线圈同时得电，电磁铁YA2单独通电吸合，即可实现主轴箱的单独松开（或夹紧）。
松开复合按钮SB6（或SB7），时间继电器KT2和KT3的线圈断电释放，KT3的通电延时闭合的常开触头瞬时断开，接触器KM4（或KM5）的线圈断电释放，液压泵电动机停转。经过1~3秒的延时，电磁铁YA2的线圈断电释放，主轴箱松开（或夹紧）的操作结束。
同理，把转换开关扳到左侧，则可使立柱单独松开或夹紧。
因为立柱和主轴箱的松开与夹紧是短时间的调整工作，所以采用点动方式。

电气线路常见故障分析

摇臂钻床电气控制的特殊环节是摇臂升降。Z3050系列摇臂钻床的工作过程是由电气与机械、液压系统紧密结合实现的。因此，在维修中不仅要注意电气部分能否正常工作，也要注意它与机械和液压部分的协调关系，下面仅分析摇臂钻床升降中的电气故障。
1、摇臂不能升降
由摇臂升降过程可知，升降电动机M2旋转，带动摇臂升降，其前提是摇臂完全松开，活塞杆压位置开关SQ2。如果SQ2不动作，常见故障是SQ2安装位置移动。这样，摇臂虽已放松，但活塞杆压不上SQ 2，摇臂就不能升降，有时，液压系统发生故障，使摇臂放松不够，也会压不上SQ2，使摇臂不能移动，由此可见，SQ2的位置非常重要，应配合机械、液压调整好后紧固。
电动机M3电源相序接反时，按上升按钮SB4（或下降按钮SB5），M3反转，使摇臂夹紧，SQ2应不动作，摇臂也就不能升降。所以，在机床大修或新安装后，要检查电源相序。
2、摇臂升降后，摇臂夹不紧
由摇臂夹紧的动作过程可知，夹紧动作的结束是由位置开关SQ3来完成的，如果SQ3动作过早，将导致M3尚未充分夹紧就停转。常见的故障原因是SQ3安装位置不合适、固定螺丝松动造成SQ3移位，使SQ3在摇臂夹紧动作未完成时就被压上，切断了KM5回路，使M3停转。
排除故障时，首先判断是液压系统的故障（如活塞杆阀芯卡死或油路堵塞造成的夹紧力不够），还是电气系统故障。对电气方面的故障，应重新调整SQ3的动作距离，固定好螺钉即可。
3、立柱、主轴箱不能夹紧或松开
立柱、主轴箱不能夹紧或松开的可能原因是油路堵塞、接触器KM4或KM5不能吸合所致。出现故障时，应检查按钮SB6、SB7接线情况是否良好，若接触器KM4或KM5能吸合，M3能运转，可排除电气方面的故障，则应请液压、机械修理人员检修油路，以确定是否是油路故障。
4、摇臂上升或下降限位保护开关失灵
组合开关SQ1的失灵分两种情况：一是组合开关SQ1损坏，SQ1触头不能因开关动作而闭合或接触不良使线路断开，由此使摇臂不能上升或下降；二是组合开关SQ1不能动作，触头熔焊，使线路始终处于接通状态，当摇臂上升或下降到极限位置后，摇臂升降电动机M2发生堵转，这时应立即松开SB4或SB5。根据上述情况进行分析，找出故障原因，更换或修理失灵的组合开关SQ1即可。
5、按下SQ6立柱、主轴箱能夹紧，但释放后就松开
由于立柱、主轴箱的夹紧和松开机构都采用机械菱形块结构，所以这种故障多为机械原因造成的。可能是菱形块和承压块的角度方向搞错，或者距离不合适，也可能因夹紧力调得太大或夹紧液压系统压力不够导致菱形块立不起来，可找机械修理工检修。

YL-ZT型T68摇臂钻床电路故障点原理图

X62W型卧式万能铣床电气控制线路分析

X62铣床面板

控制电路

（一）主轴电动机M1的控制

1、主轴起停控制
主轴（M1）的起，停在两地操作，一处在升降台上，一处在床身上。
非变速状态，SQ7不受压，根据P5用的铣刀，由SA5选择转向，合上QS：
①起动

按SB1（SB2）

路径：按SB1：1—3—4—13—15—16—17—25—27—31—32—33—34— —40—41—42—24—10—11—12—2

②主轴停止

按SB3（SB4）：

路径：SB3：

③主轴变速冲动
主轴变速可在主轴不动时进行，亦可在轴工作时进行，利用变速手柄与限位开关SQ7 的联动机构进行控制。
n迅速下降,保证变速过程顺利进行

SQ7-1+
SQ7 受压 KM2+ M1反接制动
SQ7-2- KM3-

路径：1—3—4—13—14—21—22—23—24—10—11—12—2

（二）进给电动机M2 的电气控制

1、工作台的控制
1）工作台左、右进给运动的控制。
（1）右进给运动控制：
→ 合上纵向进给机械离合器
手柄板向右→ SQ1-1+
→ 压下SQ1 SQ1-2- → KM4+ → M2正转→工作台右移

路径：44→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SA1-1→SQ1-1→KM4线圈→KM2常闭触点→62（44→49→50→51→52→54→55→56→57→58→59→60→61→62）→46→45→8→9→10→11→12→2
（2）停止右进给：纵向操作手柄板回中间位置，SQ1不受压，工作台行止移动。
（3）左进给运动控制：
→ 合上纵向进给机械离合器
手柄板向左→ SQ2-1+
→ 压下 SQ2-2- →KM5+ →M2反转→工作台左移

路径：44→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SA1-1→SQ2-1→KM5线圈→KM4常闭触点→82→62→44→49→50→51→52→53→54→55→56→57→58→59→60→61→62→46→69→73→74→79→80→81→62→46→45→8→9→10→11→12→2。
（4）停止左进给：纵向操作手柄板回中间位置，SQ2不受压，工作台停止移动。
2）工作台前后和上下进给运动的控制。
十字开关：上、下、前、后、中间五个位置
①工作台向上运动控制：
→ 合上垂直进给的机械离合器
十字手柄板向上→ SQ4-1+
→ 压下SQ4 SQ4-2- →KM5-+ →M2反转 →工作台向上运动
路径：44→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SA1-1→SQ4-1→KM5线圈→KM4常闭触点→82→62（44→49→63→64→65→66→67→68→54→55→56→69→73→77→78→79→80→81→82→62）→46→45→8→9→10→11→12→2。
②工作台向下运动控制；
→ 合上垂直进给的机械离合器
十字手柄向下→ SQ3-1+
→ 压下SQ3 SQ3-2- → KM4-+ →M2正转→工作台向下运动

路径：44→ SA1-3→ SQ2-2→ SQ1-2→ SA1-1→ SQ3-1→ KM4线圈 → KM 5 常闭触点→ 62。
③工作台向前边运动控制：
→ 合上横向进给的机械离合器
十字手柄板向前→ SQ3-1+
→ 压下SQ3 SQ3-2- → KM4-+→ M2正转→工作台向前运动

④工作台向后运动控制：
→ 合上横向进给的机械离合器
十字手柄板向后→ SQ4-1+
→ 压下SQ4 SQ4-2- → KM5-+ → M2反转→工作台向后运动

工作台六个方向的运动有极限保护。
左、右
工作台各方向运动有联锁: 机械联锁
横向与升降
左、右运动,横向与升降是电气联锁

3）工作台的快速移动
（1） 主轴转动时的快速运动
按下SB5（SB6）→ KM6+→ 电磁铁YB通电→工作台快速进给
路径：44→SA1-3→SB5（SB6）→KM6线圈→86→82→62→46（44→49→63→64→65→71→75→（76-83）→84→85→86→62）→46→8→9→10→11→12→2。
（2） 主轴不工作时的快速运动：
注：49→63→64→65→66→67→68→54→53→52→51→50→49是回路。
SA5扳向“停止”位置，按SB1（SB2）→KM3+（自锁），提供进给运动的电源→操作工作台手柄→进给电动机M2转动→按下SB5（SB6）→KM16+→电磁铁YB通电→工作台快速进给。
4）进给变速时的冲动控制（工作台停止移动进行，所有手柄置中间）。
工作台变速手柄→SQ6
进给变速手柄外拉→对准需要速度，将手柄拉出到极限→压动限位开关SQ6→KM4+→进给电动机M2正转，便于齿轮啮合。
进给变速手柄推回原位，进给变速完成。

YL-ZX型X62W万能铣床电路故障点原理图

电气故障分析与排除总结
这次的电气排障主要是两个机床分析：X62W型卧式万能铣床电
电气控制线路分析，Z3050摇臂钻床电气控制线路分析。这里铣床部分还有两个不同线路的，但是其中的电路以及实现的功能都大致相同。对于这些电路，在以前都见识过了，对于我们这专业的人来说都很熟悉啦。其实排障，就我目前的肤浅而言就是用万用表加对电路的熟悉，以及对器件发生的改变了解。总的而言就是熟悉熟悉再熟悉。分析方法也就那几种;1、调查研究法2、试验法 3、逻辑分析法4、测量法。最主要的分析部分也就在于控制电路上，所以我们要有个清醒的大脑才可有好的思考逻辑，才能较好的排除故障。