《机床电路》教案

课题机床电气控制电路的故障分析方法一、教学目的与要求1、掌握机床电气控制电路的故障分析方法二、教学过程（一）如何阅读机床电气原理图掌握了阅读原理图的方法和技巧，对于分析电气电路，排除机床电路故障是十分有意义的。机床电气原理图一般由主电路、控制电路、照明电路、指示电路等几部分组成。阅读方法如下：1、主电路的分析：阅读主电路时，关键是先了解主电路中有哪些用电设备，主要所起的作用，由哪些电器来控制，采取哪些保护措施。2、控制电路的分析：阅读控制电路时，根据主电路中接触器的主触点编号，很快找到相应的线圈以及控制电路。依次分析出电路的控制功能。从简单到复杂，从局部到整体，最后综合起来分析，就可以全面读懂控制电路。3、照明电路的分析：阅读照明电路时，查看变压器的变比、灯泡的额定电压。4、指示电路的分析：阅读指示电路时，了解这部分的内容，很重要的一点是：当电路正常工作时，为机床正常工作状态的指示；当机床出现故障时，是机床故障信息反馈的依据。（二）机床电气控制电路故障的一般分析方法1、修理前的调查研究A、问询问机床操作人员，故障发生前后的情况如何，有利于根据电气设备的工作原理来判断发生故障的部位，分析出故障的原因。B、看观察熔断器内的熔体是否熔断；其它电气元件有烧毁、发热、断线、导线连接螺钉是否松动；触点是否氧化、积尘等。要特别注意高电压、大电流的地方，活动机会多的部位，容易受潮的接插件等。C、听电动机、变压器、接触器等，正常运行的声音和发生故障时的声音是有区别的，听声音是否正常，可以帮助寻找故障的范围、部位。D、摸电动机、电磁线圈、变压器等发生故障时，温度会显著上升，可切断电源后用手去触摸判断元件是否正常。注：不论电路通电还是断电，要特别注意不能用手直接去触摸金属触点！必需借助仪表来测量。2、从机床电气原理图进行分析首先熟悉机床的电气控制电路，结合故障现象，对电路工作原理进行分析，便可以迅速判断出故障发生的可能范围。3、检查方法根据故障现象分析，先弄清属于主电路的故障还是控制电路的故障，属于电动机的故障还是控制设备的故障。当故障确认以后，应该进一步检查电动机或控制设备。必要时可采用替代法，即用好的电动机或用电设备来替代。属于控制电路的，应该先进行一般的外观检查，检查控制电路的相关电气元件。如接触器、继电器、熔断器等有无硬裂、烧痕、接线脱落、熔体是否熔断等，同时用万用表检查线圈有无断线、烧毁，触点是否熔焊。外观检查找不到故障时，将电动机从电路中卸下，对控制电路逐步检查，可以进行通电吸合试验，观察机床电气各电器元件是否按要求顺序动作，发现哪部分动作有问题，就在那部分找故障点，逐步缩小故障范围，直到全部故障排除为止，决不能留下隐患。有些电器元件的动作是由机械配合或靠液压推动的，应会同机修人员进行检查处理。4、无电原理图时的检查方法首先，查清不动作的电动机工作电路。在不通电的情况下，以该电动机的接线盒为起点开始查找，顺着电源线找到相应的控制接触器，然后，以此接触器为核心，一路从主触点开始，继续查到三相电源，查清主电路；一路从接触器线圈的两个接线端子开始向外延伸，经过什么电器，弄清控制电路的来龙去脉。必要的时候，边查找边画出草图。若需拆卸时，要记录拆卸的顺序、电器结构等，再采取排除故障的措施。5、在检修机床电气故障时应注意以下问题：①检修前应将机床清理干净。②将机床电源断开。③电动机不能转动，要从电动机有无通电，控制电动机的接触器是否吸合入手，决不能立即拆修电动机。通电检查时，一定要先排除短路故障，在确认无短路故障后方可通电，否则，会造成更大的事故。④当需要更换熔断器的熔体时，必须选择与原熔体型号相同，不得随意扩大，以免造成意外的事故或留下更大的后患。因为熔体的熔断，说明电路存在较大的冲击电流，如短路、严重过载、电压波动很大等。⑤热继电器的动作、烧毁，也要求先查明过载原因，不然的话，故障还是会复发。并且修复后一定要按技术要求重新整定保护值，并要进行可靠性试验，以避免发生失控。⑥用万用表电阻档测量触点、导线通断时，量程置于“×1Ω”档。⑦如果要用兆欧表检测电路的绝缘电阻，应断开被测支路与其它支路联系，避免影响测量结果。⑧在拆卸元件及端子连线时，特别是对不熟悉的机床，一定要仔细观察，理清控制电路，千万不能蛮干。要及时做好记录、标号，避免在安装时发生错误，方便复原。螺丝钉、垫片等放在盒子里，被拆下的线头要作好绝缘包扎，以免造成人为的事故。⑨试车前先检测电路是否存在短路现象。在正常的情况下进行试车，应当注意人身及设备安全。⑩机床故障排除后，一切要恢复到原来样子。（三）机床电气控制电路电阻法检查故障举例根据故障现象判断故障范围，检查故障的方法有电阻法、电压法、短接法等。下面主要介绍电阻法检查故障。电阻法检查故障可以分为通电观察故障现象、检查并排除电路故障、通电试车复查三个过程。1、通电观察故障现象第一步：验电。合上实验台上的电源开关（空气开关），用电笔检查电动机控制线路进线端（端子排）是否有电；检查电动机控制线路电源开关（组合开关代用）上接线桩是否有电；合上电源开关，检查电源开关下接线桩、熔断器上接线桩、熔断器下接线桩是否有电；检查有金属外壳是否漏电；一切正常，可进行下一步通电试验。第二步：通电试验，观察故障现象，确定故障范围。按照故障现象，确定可能产生故障原因，然后切断电源（注意最后一定切断实验台上的电源开关），并在电路图上画出检查故障的最短路径。例1：如下图顺序起动逆序停止控制线路原理图（设电路只一处故障），按下起动按钮SB2时，M1电动机不能起动，故障是在从FU2熔断器-1号线-FR1常闭触头-2号线-FR2常闭触头-3号线-SB1常闭触头-4号线-SB2常开触头-5号线-KM1线圈-9号线的路径中。（图1）顺序起动逆序停止控制线路原理图2）检查并排除电路故障把万用表从空档切换到10或100电阻档，并进行电气调零。调零后，可利用二分法，把万用表的一支表棒（黑表棒或红表棒），搭在所分析最短故障路径的起始一端（或末端）。如上例中按下起动按钮SB2时，M1电动机不能起动，把万用表的一支表棒（黑表棒或红表棒），搭在上图中1号线所接的FU2接线桩，另一支表棒搭在所判断故障路径中间位置电气元件的接线桩上，如4号线所接的SB1接线桩。（两表棒间如有起动按钮，应按下起动按钮）此时，万用表指针应指向零位，表明故障不在两表棒间的电路路径：1号线—FR1常闭触头—2号线—FR2常闭触头—3号线—SB1常闭触头中，而在所分析故障路径的另一半路径中（电阻为无穷“”则故障在此路径中、如两表棒间有线圈，无故障时电阻值应为线圈直流电阻值，约1800~2000）。再用万用表检查另一半电路，上例中把万用表的一支表棒（黑表棒或红表棒）搭在5号线所接的SB2接线桩，另一支表棒搭于9号线所接的FU2接线桩，电阻应为18002000，则路径：SB2常开触头—5号线—KM1线圈—0号线—熔断器FU2无故障，故障应在SB1—SB2的4号线。用万用表测量SB1-SB2的4号线电阻为无穷“”，故障判断正确。然后用短接线连接SB1—SB2的4号线排除故障。以上第二步判断由于只有三段线，也可用万用表一段、一段线检查，直至找到故障点，找到后用短线连接故障点排除故障。（检查的三段线分别是SB1-SB2的4号线、SB2常开触头-KM1线圈-熔断器FU2的9号线一一检查排故）3）通电试车复查，完成故障排除任务试车前先用万用表初步检查控制电路的正确性。上例顺序起动逆序停止控制线路，用万用表的10或100电阻档，搭在控制回路熔断器FU2的9号线与1号线之间，按下起动按钮SB2，电阻应为1800~2000；模拟KM1通电吸合状态（指导教师允许时，手动使KM1、KM2同时通电吸合状态，电阻也为900~1000，则电路功能正常。在按第一步和第二步试电步骤通电试车，试车成功，拆除短路线，整理好工作台，并把万用表打回空挡。完成故障排除任务。注意事项：1）注意检电，必须检查有金属外壳的元器件外壳是否漏电；2）电阻法必须在断电时使用，万用表不能在通电状态测电阻：3）用短路线短路故障点时，必须线号相同的同号线才能短路；4）如需再次试电观察故障现象，必须经指导老师同意；三、小结课题Z3050型摇臂钻床电路安装与故障排除一、教学目的与要求1、掌握Z3050型摇臂钻床的组成：主要由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱、主轴和工作台等部件组成，其最大钻孔直径50mm。2、掌握Z3050型摇臂钻床电气控制线路工作原理。3、掌握Z3050型摇臂钻床电气控制线路常见故障及排除方法。二、教学过程1、主电路分析主电路由四台电动机拖动。（1）冷却泵电动机M1；（2）主轴电动机M2；（3）摇臂升降电动机M3；（4）立柱夹紧放松电动机M4。三相电源由电源总开关QS1引入，熔断器FU1为整个控制线路的总短路保护，熔断器FU2为摇臂升降电动机M3和立柱放松夹紧电动机M4的短路保护。2、控制电路分析合上电源总开关QS1，控制电路的电源经熔断器FU1、FU2加在控制变压器TC的初级绕组端，经降压后输出110V交流电压作为控制电源，6.3V交流电压为机床工作照明电源。（1）主轴电动机M2的控制；（2）摇臂上升、下降控制；（3）立柱的放松与夹紧控制；（4）冷却泵电动机M1的控制。三、实训操作内容及要求根据常见故障现象排除故障：1、摇臂不能上升故障现象：合上电源开关QS1，启动SB1、SB3后，摇臂不能上升，按SB4能下降。故障分析：摇臂不能上升，其原因有两个方面：一是接触器KM2主触点有问题，二是KM2的控制回路有问题。主要看KM2主触点有否断路，接触不良等；SB3压合接触是否良好、SQ2常闭触点接触是否良好，KM3常闭触点（035-036）接触是否良好，KM2线圈有否断点。故障检查：根据以上分析，按下SB1、SB3，看KM2无动作，用“短路法”直接接通SB3按钮上端与KM2线圈上端的触点（032-036），KM2能动作，M3能上升。所以故障在（032-036）间有断点。逐一检查，发现行程开关SQ2常闭触点接触不良。处理：修复行程开关SQ2常闭触点或更换，故障排除。2、主轴电动机M2不能启动故障现象：合上电源开关QS1，启动SB1、SB2后，主轴电动机M2不能启动运行。故障分析：主轴电动机M2不能启动运行，其原因是多方面的，如熔断器FU1、FU2断路（此时其他电动机也不能启动运行），接触器KM1主触点闭合不好，热继电器FR主通路有断点及主轴电动机M2本身有问题。具体的故障点则要经过检查才能判断。故障检查：合上电源开关QS1，按下SB1，接通失压保护断电器KA电源，KA闭合接通控制电路电源，然后按下SB2，接通接触器KM1线圈电源，观察到接触器KM1闭合。而主轴电动机M2没有启动，但听到主轴电动机M2发出“嗡、嗡”声，这是主轴电动机M2断相发出的电磁噪声。切断机床电源，用“断路法”将主轴电动机M2从控制线路上拆下来。重新启动机床，接通主轴电动机M2的控制电源，用万用表交流500V挡测量热继电器FR下端的电源电压，有一相无电压。再继续测量热继电器FR上端的电源电压，三相均有380V电压，故障为热继电器FR主通路断相。处理：换上同型号热继电器FR，故障排除。四、实训报告与考核要求试分析Z3050型摇臂钻床电气线路其他常见故障：1、摇臂不能下降2、所有电动机都不能启动3、电动机M2、M3、M4不能启动4、立柱不能夹紧5、冷却泵电动机M1不能启动五、小结电源总开关总短路保护主轴电机电动机短路保护摇臂上升下降照明指示主轴M33~KAM13~M23~M43~FRFRKM1KM2KM3KM4KM5L1L2L3QS1FU1FU2FU3FU4QS2KM1KM2KM3KM4KM5SB1KAQS3HLSB2SB3SB4SB5SB6SQ1SQ2SQ3SQ4KM2KM3KM4KM5TC110V6.3V380V0290270280300310320330350340360380370390400410420430440451025026三相电源输入冷却泵立柱放松