摇臂钻床的电气控制.pdf

摇臂钻床的电气控制摇臂钻床的电气控制教 师 姓 名学时第期电工实训室培 训 班 性 质教学科目田淑珍10 学时维修电 工 取 证电控授课日期培 训 班授课地点项目名称课型综合摇臂钻床的电气控制摇臂钻床的电气控制1 掌握摇臂钻床的主要结构及运动形式知识目标2 掌握摇臂钻床电气线路分析3 掌握摇臂钻床电气线路安装步骤、摇臂钻床常见的电气故障的排除能力目标德育目标教学重点1掌握机床检修常用的方法和步骤2掌握带电检修机床的方法培养学生安全操作，规范操作，文明生产的行为摇臂钻床电气线路分析、线路的制作及摇臂钻床常见的电气故障的排除1 学生安全操作，规范操作，文明生产的行为习惯的养成教学难点2 摇臂钻床电气线路安装步骤、摇臂钻床常见的电气故障的排除3 电检修机床的方法教学安排教学方式教学手段教学要求1、理论教学 2 学时2、实践教学 6 学时3、学生总结汇报 2 学时讲授：探究体验式、启发式、实践活动等方式多媒体：Microsoft PowerPoint、实习训练1学生在教学实践过程中要穿统一工作服2实践过程中要严格执行操作规程，不得擅自通电试车3操作结束后清理现场4任务训练结束后，写总结报告，分组作成多媒体的形式进行经验体会交流教教学学过过程程通过介引导学生思考：摇臂钻床的用途、结构、怎样加工零件如何进行绍，激发学组织教学电气控制课前活动生对新知识的渴望，从2、学生讨论：摇臂钻床的各种运动需要几台电动机拖动如何控而自然地切制入新课教学导入新课揭示课题新授内容引言：钻床用来钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等。钻床按结构可以教学设计分为立式钻床、台式钻床、摇臂钻床、卧式钻床和专用钻床等。摇臂钻床应用广泛，操作方便，灵活，常用的有Z35、Z3040 型摇臂钻床。学生首先明确电桥的测量范围和电桥测量的意义。使学生明确本次课的教学目的和要求。在学习理论的过程中为实践训练作好准备摇臂钻床电气控制摇臂钻床电气控制【教师活动】【教师活动】介绍本任务的知识结构介绍本任务的知识结构摇臂钻床的主要结构及运动形式电气线路分析电气线路安装步骤摇臂钻床常见的电气故障的排除检修技能训练重点讲解摇臂钻床的运动形式和电机拖动的特点提出问题一、一、摇臂钻床的主要结构和运动形式摇臂钻床的主要结构和运动形式【电脑板书】【电脑板书】丝杠内外立柱主轴箱导轨摇臂主轴工作台底座学生熟悉摇臂钻床的主要结构如图所示。在底座上的一端固定着内立柱，内立柱的外面套着外立柱，外立柱可以绕内立柱回转。摇臂的一端为套筒，它套在外立柱上，通过丝杠的正反转可使摇臂沿外立柱作升降移动，摇臂与外立柱之间不能作相对转动，摇臂只能和外立柱一起绕内立柱回转。摇臂升降运动必须严格按照摇臂自动松开，再进行升降，到位后摇臂自动夹紧在外立柱上的顺序进行。Z35 摇臂钻床的摇臂松开和夹紧依靠机械机构自动进行，Z3040 摇臂钻床的摇臂松开与夹紧依靠液压推动松紧机构自动进行。摇臂连同外立柱绕内立柱的回转运动必须先将外立柱松开，然后用手推动摇臂进行。主轴箱由主传动电动机、主轴和主轴传动机构、进给和变速机构以及机床操作机构等组成。可以通过操作手轮使主轴箱在摇臂上沿导轨作水平移动。主轴箱沿摇臂的水平运动必须先将主轴箱松开，然后再进行移动。工件不大时，将其压紧在工作台上加工；工件较大时，可以直接装在底座上加工。进行加工时，外立柱夹紧在内立柱上，主轴箱夹紧在摇臂上。外立柱的松紧和主轴箱的松紧是依靠液压推动松紧机构进行的。在钻削加工时，主运动为主轴带动钻头的旋转运动；进给运动是主轴的纵向进给；辅助运动有摇臂沿外立柱的升降运动，主轴箱沿摇臂的水平移动，摇臂连同外立柱一起绕内立柱的回转运动。摇臂钻床的结构和主要的运动形式对照电路图讲解教学重点及难点Z35Z35 摇臂钻床的电气控制是如何实现的摇臂钻床的电气控制是如何实现的授课中强调主电教学重点二、二、Z35Z35 电气线路分析电气线路分析路中各接触器的作用及相互之间的【教师活动：放映【教师活动：放映摇臂钻床的电气线路摇臂钻床的电气线路原理图并讲解】原理图并讲解】1 1 主电路分析主电路分析在主电路中，M1 为冷却泵电动机，提供冷却液，由于容量较关系并注重小，由转换开关 SA2 直接控制。M2 为主轴电动机，由接触器 KM1安全生产教控制，热继电器 FR 作过载保护。M3 为摇臂升降电动机，由接触育。器 KM2 和 KM3 控制其正反转的点动运行，不装过载保护。M4 为立柱放松夹紧的电动机，由接触器 KM4 和 KM5 控制其正反转点动运行，不装过载保护。在主电路中，整个机床用FU1 作短路保护，M3、M4 及其控制回路共用 FU2 作短路保护。除了冷却泵以外，其他的电源都通过汇流排 A 引入。分析完控制2 2控制电路分析控制电路分析电路后控制电路的电源是 127V 的交流电，由变压器 TC 将 380V 交流电降为 127V 得到。Z35 摇臂钻床控制电路采用十字开关 SA1 操作，分组讨论十字开关由十字手柄和四个微动开关组成，十字手柄有 5 个位置：可以帮助学“上”、“下”、“左”、“右”、“中”。如下表所示。十字开关每次只生更好地掌能扳到一个方向，接通一个方向的电路。十字开关的操作说明手柄位置实物位置接通微动开关的触点控制电路工作情况握控制电路的动作过程加深知识的理解，为动中都不通控制线路断电手操作作准备。左SA11KA 得电并自锁，零压保护在教学中右SA12KM1 得电，主轴运转应根据学生的工种特点，授课注上SA13KM2 得电，摇臂上升重理论联系生产实际。下SA14KM3 得电，摇臂下降这一点很重要。（1）零压保护合上电源首先将十字开关扳向左边，微动开关 SA11接通，零压继电器 KA 线圈通电吸合并自锁。当机床工作时，再将十字手柄扳向需要的位置。若电源断电，零压继电器KA 释放，其自锁触点断开；当电源恢复时，零压继电器不会自动吸合，控制电路不会自动通电，这样可防止电源中断又恢复时，机床自行启动的危对照讲解险。（2）主轴电动机运转将十字开关扳向右边，微动开关 SA12 接通，接触器 KM1 线圈通电吸合，主轴电动机 M2 启动运转。主轴的正反转由主轴箱上的摩擦离合器手柄操作。摇臂钻床的钻头的旋转和上下移动都由主轴电动机拖动。将十字开关扳到中间位置，SA12 断开，主轴电动机 M2 停止。（3）摇臂的升降将十字手柄扳向上边，微动开关 SA13 闭合，接触器 KM2 因线圈通电而吸合，电动机 M3 正转，带动升降丝杠正转。摇臂松紧机构如下图所示，升降丝杠开始正转时，升降螺母也跟着旋转，所以摇臂不会上升。下面的辅助螺母因不能旋转而向上移动，通过拨叉使传动松紧装置的轴逆时针方向转动，结果松紧装置将摇臂松开。在辅助螺母向上移动时，带动传动条向上移动。当传动条压上升降螺母后，升降螺母就不能再转动了，而只能带动摇臂上升。在辅助螺母上升而转动拨叉时，拨叉又转动开关 SQ2 的轴，使触点 SQ22 闭合，为夹紧作准备。这时 KM2 的常闭触点断开，接触器 KM3 线圈不会通电。轴承升降螺母摇臂拨叉传动条齿轮传动SQ2采取以点带面，分组互助的教学方法。传动松紧装置的轴辅助螺母丝杠摇臂放松夹紧机构示意图当摇臂上升到所需的位置时，将十字开关扳回到中间位置，这时接触器 KM2 因线圈断电而释放，其常闭触点 KM2（1011）闭合，因触点 SQ22 已闭合，接触器 KM3 线圈通电而吸合，电动机 M3 反转使辅助螺母向下移动，一方面带动传动条下移而与升降螺母脱离接触，升降螺母又随丝杠空转，摇臂停止上升；另一方面辅助螺母下移时，通过拨叉又使传动松紧装置的轴顺时针方向转动，结果松紧装置将摇臂夹紧；同时，拨叉通过齿轮转动开关 SQ2 的轴，使摇臂夹紧时触点 SQ22 断开，接触器 KM3 释放，电动机 M3 停止。将十字开关扳到下边，微动开关触点 SA14 闭合，接触器 KM3实际操作实际操作因线圈通电而吸合，电动机 M3 反转，带动升降丝杠反转。开始时，升降螺母也跟着旋转，所以摇臂不会下降。下面的辅助螺母教学难点教学难点向下移动，通过拨叉使传动松紧装置的轴顺时针方向转动，结果松紧装置也是先将摇臂松开。在辅助螺母向下移动时，带动传动讲解要点讲解要点条向下移动。当传动条压住上升螺母后，升降螺母也不转了，带及注意事及注意事动摇臂下降。辅助螺母下降而转动拨叉时，拨叉又转动组合开关项项SQ2 的轴，使触点 SQ21 闭合，为夹紧作准备。这时 KM3 的常闭触点 KM3（78）是断开的。当摇臂下降到所需要的位置时，将十字开关扳回到中间位置，这时 SA14 断开，接触器 KM3 因线圈断电而释放，其常闭触点闭合，又因触点 SQ21 已闭合，接触器 KM2 因线圈通电而吸合，电动机 M3 正转使辅助螺母向上移动，带动传动条上移而与升降螺母脱离接触，升降螺母又随丝杠空转，摇臂停止下降；辅助螺母必须在上移时，通过拨叉使传动松紧装置的轴逆时针方向转动，结果松指导老师的紧装置将摇臂夹紧；同时，拨叉通过齿轮转动组合开关 SQ2 的轴，监护下通电使摇臂夹紧时触点 SQ21 断开，接触器 KM2 释放，电动机 M3 停试车。止。限位开关 SQ1 是用来限制摇臂升降的极限位置。当摇臂上升到极限位置时，SQ11 断开，接触器 KM2 因线圈断电而释放，电动机 M3 停转，摇臂停止上升。当摇臂下降到极限位置，触点 SQ12以提出问以提出问断开，接触器 KM3 因线圈断电而释放，电动机 M3 停转，摇臂停题的形式题的形式止下降。总结在实总结在实践过程中践过程中（4）立柱和主轴箱的松开与夹紧立柱的松开与夹紧是靠电动机 M4 的正反转通过液压装置来出现的问出现的问完成的。当需要立柱松开时，可按下按钮 SB1，接触器 KM4 因线圈通电而吸合，电动机 M4 正转，通过齿轮离合器，M4 带动齿轮题，并引题，并引式油泵旋转，从一定的方向送出高压油，经一定的油路系统和传导学生分导学生分动机构将外立柱松开。松开后可放开按钮 SB1，电动机停转，即可析原因析原因学生强化学生强化用手推动摇臂连同外立柱绕内立柱转动。当转动到所需位置时，可按下 SB2，接触器 KM5 因线圈通电而吸合，电动机 M4 反转，通过齿轮式离合器，M4 带动齿轮式离合器反向旋转，从另一方送出高压油，在液压推动下将立柱夹紧。夹紧后可放开按钮 SB2，接触器 KM5 因线圈断电而释放，电动机 M4 停转。Z35 摇臂钻床的主轴箱在摇臂上的松开与夹紧和立柱的松开与夹紧由同一台电动机 M4 和同一液压机构进行。3照明电路分析照明电路的电压是 36V 安全电压，由变压器 TC 提供。照明灯一端接地，保证安全。照明灯由开关 SA3 控制，由熔断器 FU3 作短路保护。三、三、Z35Z35 摇臂钻床电气线路安装训练摇臂钻床电气线路安装训练【教师活动：讲解接线要求给予一定的指导。【教师活动：讲解接线要求给予一定的指导。】1 1摇臂钻床的主要的电气设备摇臂钻床的主要的电气设备表 1 列出了摇臂钻床的主要的电气设备。2 2Z35Z35 摇臂钻床的安装步骤摇臂钻床的安装步骤【电脑详细板书】【电脑详细板书】（1）分析和熟悉控制电路图。（2）按元件明细表配齐电气设备和电气元件，并检测所有元件。（3）按编号原则在原理图上给各电气元件接线端编号。（4）给各电气元件按原理图的符号作好标记，并给各电气元件接线端作编号标记。（5）根据电动机的容量、线路的走向和电气元件的尺寸，正确选配导线规格、导线通道类型和导线数量，选配接线板的节数、提出问题让学生分析故障的原因及消除措施，学生可以积极地思考并总结经验技能训练技能训练控制板的尺寸及管夹。强调安全强调安全及注意事及注意事项项（6）并根据原理图的编号给各连接线端作好标记。（7）在内立柱的电源引入盘内安装电源总开关，熔断器 FU1和冷却液泵电动机的组合开关 SA2。（8）在摇臂盒中的开关板上安装接触器 KM1KM5，熔断器FU2，零压继电器 KA，热继电器 FR，变压器 TC 和一定节数的编好号的接线板。（9）安装接线，并根据机械要求安装 SQ11、SQ12 和 SQ21、SQ22，检查电路接线。（10）接通电源，分别观察4 台电动机的转向是否符合要求。（11）安装传动装置，并清理场地。（12）检查线路接线无错误后通电试车，并仔细调整行程开关的位置，使之完全符合工作要求。四、四、Z35Z35 摇臂钻床常见的电气故障的排除摇臂钻床常见的电气故障的排除（1）主轴电动机不能启动主轴电动机不能启动故障原因可能为：检查熔断器 FU1，若熔断器 FU1 的熔丝熔断，应更换熔丝；检查十字开关的触头是否良好，如微动开关 SA12损坏或接触不良，应更换或修复；如果十字开关良好，则应检查零压继电器是否损坏，接线有无松脱；如果接触器 KM1 会动作，电动机仍不启动，应检查接触器主触头的接线是否松脱，接触是否良好，电源电压是否过低。（2）主轴电动机不能停转这类故障一般是由于接触器的主触头熔焊在一起造成的，更换熔焊的主触头即可排除故障。（3）摇臂升降松开夹紧线路故障这是维修电工考证的排故题目，要求学生能够掌握检查故障的方法分析故 障摇臂升降和松紧是由电气和机械结构配合实现放松上升原因的思路（下降）夹紧的半自动工作顺序的控制。维修时除检查电气部要清楚分外，还要检查机械部分是否正常。若摇臂升降后不能完全夹紧，主要是由于 SQ21 或 SQ22 过早分断致使摇臂未夹紧就停止了夹紧动作，应将SQ2 的动触点SQ21 和 SQ22 调到适当的位置，故障便可消除。若摇臂升降后不能按需要停止，这是因为检修时误将触点SQ21 和 SQ22 的接线互换了。如将十字开关扳到下降位置为例，KM3 线圈通电吸合，电动机 M3 反转，摇臂先松开后下降，摇臂松开后 SQ21 闭合，若将触点 SQ21 和 SQ22 的接线互换了，将造成 SA14 和限位开关 SQ12 不起作用，这样即使将十字开关扳到中间位置或限位开关 SQ12 断开也不能切断接触器 KM3 线圈的电源，下降不能停止，结果将导致机床运动部件和已夹好的工件相撞，发生此类故障因立即切断总电源开关。摇臂升降电动机正反转重复不停，致使摇臂升降后夹紧放松的动作反复不止。故障的原因是 SQ2 的两个触点 SQ21 和 SQ22之间的距离调得太近。如当上升到位后，将十字开关扳回零位，接触器 KM2 已释放，触点SQ22 已闭合，KM3 吸合，电动机反转将摇臂夹紧，夹紧后 SQ22 断开，KM3 释放，但由于电动机和传动机械的惯性，使得机械部分继续转动一小段距离，由于SQ21离得太近而被接通，接触器 KM2 又吸合，电动机 M3 又正转，经过很短的距离，SQ21断开，KM2 释放，但由于电动机和传动机械的惯性，使得机械部分再转动一小段距离，由于 SQ22 离得太近而被接通，接触器 KM3 又吸合，电动机又反转，如此循环，致使摇臂升降后夹紧放松的动作反复不止。所以在检修时，在调整好机械部分后，应对行程开关进行仔细地调整。（4）立柱夹紧与松开电路的故障若立柱松紧电动机不能启动，则故障的原因可能为：FU2 熔丝熔断；按钮 SB1 或 SB2 接触不良；接触器 KM4、KM5 的常闭触头或主触头接触不良。若立柱松紧电动机工作后不能停止，这是由于 KM4、KM5 的主触头熔焊造成的，应立即切断总电源，更换主触点，防止电动机过载而烧毁。五、检修技能训练检修技能训练【教师活动：作好监护工作、成绩评定，记录在表中。】1 1训练目的训练目的（1）进一步掌握Z35 型摇臂钻床的工作原理，电力拖动的特点。（2）熟练掌握机床控制线路安装的方法和调试过程中故障排除的方法。2 2训练内容训练内容（1）在模拟板上安装Z35 的控制电路，并按操作过程进行模拟操作。（2）在调试的过程中，能根据故障的现象，按电气原理图分析故障的原因。（3）在试车成功的模拟板上设置摇臂上升后不能夹紧的故障。3 3训练步骤及要求训练步骤及要求（1）按电气元件明细表配齐电气设备和元件，并逐个校验。根据实训条件部分元件可以代用。（2）按编号原则在原理图上给各电气元件接线端编号。（3）给各电气元件按原理图的符号作好标记，并给各电气元件接线端作编号标记。（4）根据电动机的容量、线路的走向和电气元件的尺寸，正确选配导线规格、导线通道类型和导线数量，选配接线板的节数、控制板的尺寸及管夹。（5）并根据原理图的编号给各连接线端作好标记。（6）在控制板上安装电气元件并布线。布线时应选择合理的走向。（7）安装控制板外的所有控制元件，进行控制板外布线。（8）检查电路的接线是否正确及检测线路的绝缘。（9）接通电源，按机床的控制过程进行模拟操作。（10）在调试的过程中，根据故障的现象，按电气原理图分析故障的原因。（11）试车成功后，在模拟板上设置摇臂上升后不能夹紧的故障。4 4注意事项注意事项（1）在安装机床电气设备时，应当注意三相交流电源的相序。如果三相电源的相序接错了，电动机的旋转方向就要与规定的方向不符，在开动机床时容易发生事故，Z35 型摇臂钻床三相电源的相序可以用立柱和主轴箱的夹紧机构来检查。可先按下松开按钮SB5，若立柱和主轴箱都松开，表示电源的相序正确，否则将电源线路中任意两根导线对调位置。电源的相序正确后，再调整升降M2 的接线。（2）不要漏接接地线。小结小结通过本次任务的完成我们应掌握摇臂钻床的主要结构及运动形式、电气线路分析、电气线路安装步骤、摇臂钻床常见的电气故障的排除，熟练掌握摇臂钻床的检修技能训练，养成安全操作，规范操作，文明生产的行为习惯作业作业（2 学时）课后反思课后反思编定日期：教 师签 字：教研组长签字：审定日期：教务主任签字：课后加以总结后再填写。写总结报告，并作成 PPT 进行交流、汇报附表附表 1 Z351 Z35摇臂钻床电气元件明细表摇臂钻床电气元件明细表学生姓名：班级：课程名称：小组成员：带队教师：实训日期：表 1 Z35 摇臂钻床电气元件明细表件符号元件名称型号规格数M1M2M3M4KM1KM2KM3KM4KM5冷却泵电动机主轴电动机摇臂升降电动机JCB-22-2JO2-42-4JO2-22-4minr/minr/minr/min20A127V10A127V10A127V10A127V10A127V111111111供给冷却液主轴转动摇臂升降立柱夹紧松开控制主轴电动机摇臂上升摇臂下降立柱松开立柱夹紧作用立柱夹紧松开电动机JO2-21-6交流接触器交流接触器交流接触器交流接触器交流接触器CJ0-20CJ0-10CJ0-10CJ0-10CJ0-10FU1FU2FU3QSSA1SA2SA3KAFRSQ1SQ2SB1SB2TCELA熔断器熔断器熔断器转换开关十字开关冷却泵电动机开关照明开关零压继电器热继电器限位开关行程开关按钮按钮控制变压器照明灯泡汇流排RL1 型RL1 型RL1 型HZ2-25/3HZ2-10/3KZ 型灯架JZ7-44JR2-1HZ4-22 型60/25A15/10A15/2A25A10A带开关127V11.1A3321111111111电源总保险M3、M4 短路保护照明电路短路保护电源总开关控制 M2 和 M3控制冷却泵电动机 M1控制 EL失压保护主电动机 M2 过载保护摇臂升降限位开关摇臂夹紧行程开关立柱松开（M4 正转点动控制）立柱夹紧（M4 反转点动控制）控制、照明电路的低压电源机床局部照明LX5-11Q/1 型LA2 型LA2 型BK-1505A5A380/127、36V136V40W11附表附表 2 2：实训考核及成绩评定：实训考核及成绩评定学生姓名：班级：课程名称：小组成员：带队教师：实训日期：成绩评定项目内容元件检查（10漏检或误检，每个扣 2 分分）1排列不整齐，不合理，每个扣2 分元件安装（202安装不牢固，松动，每个扣5 分分）3损坏电气元件。每个扣20 分1不按电气原理图接线，扣10 分2布线不符合要求，每根扣2 分3接点不符合要求，每个接点扣1 分布线（20 分）4损伤导线的绝缘或线芯，每根扣4 分5漏接接地线，扣 10 分6漏套号码管，每个1 分1时间继电器和热继电器的整定值不对，每个扣5 分2不会模拟操作，不熟悉动作过程，扣50 分通电试车（50分）3模拟操作时，按压行程开关的顺序错误，每次扣 10 分4试车不成功，并且不能根据故障现象分析原因或思路不清楚，扣 2040 分二次试车不成功，将终止操作并扣50 分文明生产工时合计违反安全生产的规定扣1070 分48 小时每超过 5 分钟扣 10 分评分标准得分附图 1电源冷却泵电动机1L1L2L3主轴电动机2摇臂升降电动机3立柱松紧电动机4变压器照明指示5失压保护6主轴电动机旋转7摇臂上升8摇臂下降9立柱松开10立柱夹紧11QSFU11ATCFRSA1-13FU2SA1-2SA1-3SA1-4SB12KAFU356SQ2-1SQ1-1SQ2-2SQ1-29SB21215KM1SA2KM2KM3KM4KM5SA3ELKM37KM2810KM51113KM41416FR4M13M23M33M43KAKM117KM2KM3KM4KM5