高级工教案(学生)

大型设备电气故障处理大型设备电气故障处理 高级维修电工高级维修电工 教案教案 授课老师 罗钟祁 授课班级 湖南铁道职业技术学院 教教 师师 课课 时时 授授 课课 计计 划划 教师姓名 罗钟祁 课程名称 大型机床维修 授课时数 6 累计课时 6 授课日期 授课班级 第一讲课题 1 B2012A 龙门刨床 知识点B2012A 龙门刨床的工作原理 教学目标 能力培养使学员掌握 B2012A 龙门刨床的工作原理 教学重点 B2012A 龙门刨床工作原理 教学难点 掌握 B2012A 龙门刨床主拖动调速系统的工作原理 教具电路掛图 板书 模拟机床 作业 出 2 3 道问答题 教学内容 过程教学方法说明 时间 分钟 课程引入 出一套维修电工试卷进行摸底考试 了解学 员对电工知识的掌握情况 答卷与讨论结 合方式 90 主要内容 课题一 B2012A 龙门刨床 一 龙门刨床的构造与运动形式 二 二龙门刨床电气控制线路分析 讲授方式 60 三 主拖动调速系统及控制回路 1 主拖动调速系统 讲授与讨论式 重点 135 课堂小结总结 5 合计270 课后总结 湖南铁道职业技术学院 教教 师师 课课 时时 授授 课课 计计 划划 教师姓名 罗钟祁 课程名称 大型机床维修 授课时数 4 累计课时 10 授课日期 授课班级 第二讲课题 1 B2012A 龙门刨床 课题 2 C5112APLC 立車 知识点 B2012A 龙门刨床工作台的控制回路 C5112A PLC 立車的结构和工作原理 教学目标 能力培养 使学员掌握控制回路工作情况 掌握立車 控制电路原理 教学重点工作台的控制回路 立車的控制 教学难点接近开关的工作与工作台的控制 PLC 控制立車原理 教具电路掛图 板书 模拟机床 作业出 2 3 道问答题 教学内容 过程教学方法说明 时间 分钟 复习 B2012A 龙门刨床的主拖动系统 讲授与讨论结 合方式 5 主要内容 课题一 B2012A 龙门刨床 三 主拖动调速系统及控制回路 2 工作台的控制回路 3 操作 讲授方式与示 范 重点 85 课题二 C5112A PLC 立車 1 PLC 控制的特点 2 电路工作情况 3 操作 讲授与示范重点 85 课堂小结总结 5 合计180 课后总结 湖南铁道职业技术学院 教教 师师 课课 时时 授授 课课 计计 划划 教师姓名 罗钟祁 课程名称 大型机床维修 授课时数 2 累计课时 12 授课日期 授课班级 第三讲大型机床常见故障处理 知识点常见故障及处理方法 教学目标 能力培养能熟练排除大型机床的电气故障 教学重点故障分析 教学难点故障处理 教具电路掛图 板书 模拟机床 作业分组对机床进行操作 熟悉设备工作情况 教学内容 过程教学方法说明 时间 分钟 复习 龙门刨工作台与立車的控制讲授与讨论结 合方式 5 主要内容 1 B2012A 龙门刨床的故障处理讲授方式 重点 40 2 C5112A 立車的故障处理 讲授方式重点 40 课堂小结总结 5 合计90 课后总结 湖南铁道职业技术学院 教教 师师 课课 时时 授授 课课 计计 划划 教师姓名 罗钟祁 课程名称 大型机床的维修 授课时数 18 累计课时 30 授课日期 授课班级 第 4 讲龙门刨床 立車排除故障练习 知识点设置 2 处故障学员分组进行故障排除 教学目标 能力培养使学员能根据故障现象 迅速排除故障 教学重点现场故障处理 教学难点 教具模拟机床 图纸 作业实训报告 教学内容 过程教学方法说明 时间 分钟 主要内容 1 操作 1 B2012A 模拟机床的故障处理 2 C5112B 模拟机床的故障处理 3 T68 镗床模拟机床的故障处理 分组进行故障 处理 540 2 考试 1 操作 1 台刨床 1 台立車 台镗床 学员抽签方式 排故时间 30 分钟排除 2 外故 障 2 笔试 全体学员 时间 90 分钟 监考老师出 处故障 一套理论试卷 260 课堂小结总结 10 合计810 课后总结 大大 型型 机机 床床 气气 故故 障障 处处 理理 教学组织教学组织 1 检查学生出勤及着裝情况 2 交待安全注意事项 3 宣布课题内容 授课内容授课内容 第一课 第一课 B2012AB2012A 型龙门刨床型龙门刨床 龙门刨床是机械化 自动化程度很高的大型机床 电气控制线路复杂 特别是其主驱动系统完全依靠电气自动控制进行 主要用来加工各种平面 沟槽 斜面和各种导轨面 也可在工作台上一次装夹数个中 小型零件进 行多件加工 是制造重型设备的工作母机 一 龙门刨床的构造与运动形式一 龙门刨床的构造与运动形式 1 龙门刨床规格型号的含义 2 龙门刨床的外形及主要组成部分 3 运动形式 主运动 是工作台作前进和后退的往复直线运动 进给运动 是刀架的移动 辅助运动 刀架的快速移动 抬刀 工作台的步进与步退 横梁的升 降和横梁的夾紧与放松运动等 4 龙门刨床的主要电气设备示意图 二 电路工作原理二 电路工作原理 1 主电路 由一台发电机组 一台电机扩机组 七台交流电动机组 成 2 交流控制电路 1 主驱机组的起动控制线路 交流电动机 M1 驱动直流发电机 G1 励磁机 G2 构成主驱动机组 由 于 M1 为 60KW 容量较大 起动电流大 所以采用星 三角降压起动 图中 KMY 的起动时间由继电器 KT1 决定 由 Y 形接法断开到 运 行的间隙时间由时间继电器 KT0 KT2 决定 一般 KT1 整定为 3 4 秒 KT2 整定为 1 秒以下 KT0 整定为 2 3 秒 工作原理 首先合上屏柜内的自动开关 再合上电源开关 QF 指示 灯 HL2 亮 表示电源已经接通 按下起动按纽 SB2 接触器 KM1 KMY 和时间继电器 KT1 线圈通 电吸合 电动机 M1 以星形接法降压起动 拖动直流发电机 G 运转 其控 制回路是 1 101 SB1 701 SB2 703 QF3 705 QF9 707 FR 709 KM1 KA9 KA3 715 KA5 QF2 711 KM1 线圈 102 2 703 KM 717 KT1 线圈 102 KT2 719 KM2 721 KM KMY 线圈 KT1 3 U FU0 47 KM1 49 KT0 线圈 N 随着电动机转速的升高 当接近额定转速时 KT0 触点闭合 使直流 时间继电器 KT2 线圈通电吸合 其延时触点瞬时断开 切断 KMY 线圈 一条电流通路 另一延时触点瞬时闭合 为 KM2 和 KM3 线圈通电作准 备 当 KT1 的延时结束时 其延时触点断开 KMY 断电 电动机以惯性 继续旋转 另一延时触点闭合 使 KM2 和 KM3 线圈通电吸合并自锁 电动机 M2 起动 拖动电机扩大机旋转 同时通风机电机 M3 起动运转 KM2 在整流桥上的触点断开 使 KT2 线圈断电 其触点延时闭合 接触 器 KM 线圈电吸合电动机以 接法全压起动 电机组起动完毕 其控 制回路是 1 十 KM2 51 KT0 52 KT2 线圈 2 703 KT1 729 KT2 731 KMY 733 KM2 线圈 102 KM2 KM3 线圈 3 703 KT2 719 KM2 725 KMY 727 KM 线圈 2 刀架控制线路 B2012A 龙门刨床有四个刀架 两个垂直刀架 由同一个电动机 M5 拖动 两个侧刀架分别由电动机 M6 M7 拖动 刀架有快速移动和自动 进给两种工作状态 而每种工作状态又有不同的运动方向 它们都是由机 械及其操作手柄实现的 垂直刀架可作上 下 左 右运动 侧刀架只做 上 下运动 左右运动由手动实现 1 自动进给 刀架的自动进给是与工作台自动工作相互配合实现的 选择需要进刀 的刀架 将操作手柄转到进刀位置 位置开关 SQ1 SQ2 或 SQ3 被压 当 工作台由后退换前进时继电器 KA5 通电 使接触器 KA5 KA7 或 KA9 控制 电动机正向旋转 经进刀机构实现刀架的自动进给 当工作台由前进换后 退时 继电器 KA6 通电 使接触器 KA6 KA8 或 KA10 控制电动机反向旋转 刀架 进刀机构复位 为下一次进刀作准备 操作相关机械手柄 垂直刀架作上 下及左右进刀 侧刀架只作上下进刀 2 快速移动 快速移动时 工作台控制电路中的联锁继电器 KA3 应处于断电状态 将操作手柄置于 快速移动 位置 按下点动按钮 电动机只作单方向旋 转 经进刀机构的拖动 刀架按机械所选择的方向作快速移动 3 横粱升降的控线路 横梁在加工时或一般情况下是夹紧在立柱上的 必要时 为了适应加 工不同高度的工件 才将横梁从夹紧状态下放松 根据要求使横梁作上下 移动 移动到需要位置时 再将横梁夹紧在立柆上 横梁夹紧的程度采用 串联在夹紧主回中过电流继电器 KI1 实现 1 上升过程电路工作情况 按下上升按纽 SB6 KA1 KM14 线圈得电 横梁夹紧放松电机反转 A 横梁放松 控制电路为 101 KA3 601 SB6 603 KA1 线圈 102 101 SQ4 2 635 KA1 637 KM13 639 KM14 线圈 102 KM14 B 横梁上升 横梁放松后 压下行程开关 SQ4 横梁上升 控制回 路为 101 SQ4 1 605 SB7 607 SQ5 KA1 613 KM12 615 KM11 线圈 102 横梁升降电机正转 横梁上升 C 横梁上升后的自动夹紧 松开上升按纽 横梁自动夹紧 控制 回路为 101 SQ4 1 KI1 633 KM13 605 KA1 629 KM14 631 KM13 线圈 102 横梁夹放松电机正 转 横梁夹紧 横梁夹紧后 行程开关 SQ4 复位 2 下降过程电路工作情况 横梁下降过程与上升工作情况基本相似 仅不同的是增加了横梁下降 到位后再作稍许回升 其作用是为了消除下降时丝杆与丝母的间隙 防止 横粱不平 它的回升由单相桥式整流电路控制直流时间继电器 KT3 实现 的 整定值为 0 1 0 4 秒 由于横梁的回升是在横梁夹紧开始后同时进 行的 所以时间不能整定过长 防止造成不必要的事故 按下下降按纽 SB7 KA2 KM14 线圈得电 横梁夹紧放松电机反转 A 横梁放松 与上升电路相同 KM12 通电动作后 KM12 触点 101 641 闭合 為横梁回升作准备 B 横梁下降 SB6 619 KA1 621 KA10 623 KA11 625 KM11 627 KM12 线 圈 102 C 回升与 夹紧 松开下降按纽 SB7 横梁夾紧并少量回升 控制 回 路为 101 KM12 641 VC2 十 640 KT3 线圈 642 VC2 102 101 SQ4 1 605 KA1 629 KM14 631 KM13 线圈 102 KI1 635 KM13 SB7 607 SQ5 609 KM13 611 KT3 613KM12 615 KM11 线圈 102 3 横梁升降控制的联锁 横梁上升极限由限位 SQ5 保护 横梁下降时为了防止横梁与侧刀架相 撞 设有限位开关 SQ7 SQ8 继电器 KA10 KA11 来进行保护 还具 有按钮与接触器的双重联锁保护 4 抬刀控制电路 当工作台在返回行程时 为了防止刀具与工件表面的损伤 设置了 抬刀控制电路 4 个刀架的抬刀分别由 4 个抬刀电磁铁控制 当工作台后 退时 直流接触器 KM16 通电吸合 操作相对应的转換开关 电磁铁线圈通 电使刀架抬起 工作台前进时 KM16 断电 垂直刀架靠自重落下 侧刀架 靠压簧拉回 KM16 的自锁触点防止后退时按下停止按钮 仍使 KM 保持吸 合 避免刀具落下使刀具或工件表面碰坏 和抬刀电磁铁线圈并联的二极管与电阻是起放电作用而设置的 3 主拖动调速系统的控制 为了改善调速系统的静态和动态性能 在龙门刨床中采用了闭环的电 机扩大机 发电机 电动机的自动调速系统 扩大机是一种特殊的直流发 电机 由电枢绕组 控制绕组 补偿绕组 横向绕组 換向绕组 去磁绕 组等组成 系统中有给定环节 电压负反馈环节 电流正反馈环节 电流 截止负反馈环节和桥形稳定环节等 它门由电机扩大机 A 的控制绕组来 控制 1 控制绕组的作用 1 A3 控制绕组 是给定电压 电压负反馈和电流截止负反馈的综 合使用绕组 A 给定信号 是给扩大机励磁用的 改变给定信号电压的大小 从而达到控制扩大机送给发电机励磁绕组电压的大小 使发电机电压改变 实现对电动机转速的控制 改变给定电压极性可以改变电动机的转向 B 电压负反馈环节 电压负反馈信号是用来实现对转速的自动调 节 使扩大机输出电压基本不变 减少电动机的转速降 降低扩大机的剩 磁电压 提高电动机机械特性的硬度 以及加速电动机的起动 反向和制 的过渡过程 C 电流截止负反环节 是防止电动机起动时 主回路电流很大 甚 至超过最大允许电流 加入此环节一方面可以使过渡过程中主回路电流大 一些 另一方面又限制主回路电流不超过允许值 因此加入电流截止负反 馈使系统得到了下垂的机械 挖土机特性 同时还能起到加快系统的过 渡过程 2 A2 控制绕组 是电流正反馈绕组 补偿电动机的转速降 进一 步改善机械特性的硬度 扩大调速范围 及加速系统的起动 减速 反向 或制动的过渡过程 3 A1 控制绕组 是桥形稳定绕组 对系统起稳定作用 使起动 反向 制动过程平滑 减小或消除系统振荡的目的 4 制动时加入欠补偿环节与自消磁电路 减小扩大机的剩磁电压 及消除发电机的剩磁电压 加强了主电动机停车后的稳定性 4 主拖动的电气控制电路 1 工作台的步进与步退 为了调整工作台的位置 用 步进 按钮 SB8或 步退 按钮 SB12 实现对工作台向前或向后的低速调整运动 当机组起动后 控制变压器 TC1 输出的交流 110 伏电源 送到控制电路 按下 步进 按钮 SB8 继 电器 KA2 KT4 线圈得电 速度调速器接入直流电源 步进给定电压信 号从电阻 1R 210 207 取出 加到扩大机控制绕组 A 中 由于给定 信号电压较小 电动机 M 以低速运行 工作台慢速前进 松开按钮 SB8 给定信号切除 通过调速系统产作用 主电动机迅速制动并停止下来 其 控制电路是 1 101 KM 103 KI3 103a KI2 105a KOV 105 SB10 107 KA12 109 SB11 111 SB8 113 KA4 115 KA2 线圈 102 2 1 KA2 3 KT4 线圈 102 3 1 KT4 R11 203 RP1 205 1R 207 R5 241 KA4 240 KA3 200 2R A2 G A3 KA7 250 KA5 230 KA6 210 1R 206 RP2 204 KT4 2 工作台的 后退 调整运动的动作原理与上述相似 但参与工作的继 电器是 KA4 与 KT4 给定信号是 1R 208 210 之间的电压 2 工作台的自动循环 工作台往复运动按三种运行速度图工作 一种为有慢速切入的自动 循环 一种为无慢速切入的自动循环 及每分钟低于 10 米的自动循环 工作台的自动循环如图所示 有慢速切入的自动循环 无慢速切入的自动循环 10 米 分的自动循环 例第一祌工作速度 在工作行程中 工作台先以低速起动向前 当刀 具切入工件后工作台再转为工作速度前进 当刀具快要切出工件时 工件 台又转为低速 切出工件后 工作台制动并反向起动 开始返回行程 在 返回行程中工作台先以高速退回 接近终了时 再转为低速以克服工作台 的惯性 退出工件后 工作台制动停止并反向起动 再次开始工作行程 工作台的自动循环工作是由固定在床身侧面的无触点接近开关控制中 间继电器 并能过两级挡铁进行控制的 如下图所示 KA17 KA14 KA13 KA12 KA15 KA16 现按第一种运行速度图分析电路工作原理 假设自动循环开始前 工 作台己停在返回行程的未了位置上 那么接近开关 SQ10 SQ12 被挡铁 C 挡住 继电器 KA13 KA15 动作 其常开 常闭触点动作 而接近开关 SQ9 SQ11 未被挡铁 A 挡住为初始状态 按下 前进 按钮 SB9 工作台 按下述过程进行自动循环 工作台自动循环接近开关触点的通断情况 1 1 工作台慢速前进 合上慢速切入开关 SA6 触点 157 161 闭 合 按下 SB9 时 继电器 KA3 线圈通电吸合且自锁 KA2 KT4 线圈相继 得电 由于 SQ10 SQ12 动作 KA5 和 KA7 线圈也通电吸合 从调速电位器 RP1 231 与 1R 210 的给定信号电压就经 R3 KA7 KA2 KA3 2R 加到 扩大机控制绕组 A 1 A 2 由于给定电压较低 控制绕组 A 中又串入 了较的电阻 所以工作台被限制在慢速下运行 刀具在工作台慢速下切入 工件 其控制回路是 A 101 KM 103 KI3 103 KI2 105 KOV 105 SB10 1 07 KA12 109 SB11 111 SB9 131 KA16 133 KA17 135 KM13 137 KM14 139 KA3 线圈 102 B 107 KA3 129 KP 131 KA5 C 107 KA12 109 SB11 111 KA3 113 KA4 115 KA2 线圈 102 D 129 KA13 153 KA5 线圈 102 E 129 KA15 157 SA6 161 KA5 163 KA8 165 KA9 167 K A7 线圈 102 F 1 KA2 3 KT4 线圈 2 G 1 KT4 201 R11 203 RP1 231 R3 237 KA7 225 KA2 220 KA3 200 2R A2 G A3 绕组 RP3 与 RP4 部分 210 1R 206 RP2 204 KT4 2 2 工作向前进给 当刀具切入工件 工作台己前进一段距离后 挡铁 C 离开 SQ10 KA13 线圈断电 为工作台返回作好准备 KA5 KA7 线 圈断电 切除了工作台的慢速回路 工作台加速到由调速电位器 RP1 手柄 位置所决定的工作速度运行 这时加在控制绕组 A 中的给定电压是电位 器 RP1 221 与 1R 210 两点间的电压 调节 RP1 可改变前进速度的大小 其控制回路是 RP1 调速手柄给定位置 221 R1 223 KA7 225 KA2 220 KA3 2R A2 G A3 绕组 KA7 250 KA5 230 KA6 210 1R 206 RP2 204 3 前进减速 当刀具将要离开工件时 后退减速开关 SQ12 离开 挡铁 C KA15 断开 为后退减速作准备 而另一组挡铁 A 挡住开关 SQ11 KA14 动作 KA7 线圈又被接通动作 工作台又降到慢速运行 其 控制回路是 A 129 KA12 155 KA6 线圈 102 B 129 KA14 159 KA2 163 KA8 165 KA9 167 KA7 线圈 102 C RP1 231 R3 237 KA7 225 KA2 220 KA3 200 2R A2 G A3 绕组 RP4 与 RP3 部分 210 1R 206 RP2 204 4 高速后退 刀具切出工件后 挡铁 A 挡住开关 SQ9 使 KA12 得 电动作 使 KA2 断电 KA2 常闭触点闭合 使 KA4 线圈接通 KA4 常闭触 点断开 KA7 线圈断电 使低速前进给定信号被切断 从 RP2 滑臂取出的 向后 给定信号 210 222 电压接于扩大机制控制绕组 由于反向给 定电压高且极性相反 因此主电动机在反接状态下迅速制动停止 并反向 起动到高速 使工作台以高速退回 其控制回路是 A 107 KA13 119 SB9 121 KA3 123 KA2 125 KA4 线圈 102 B 203 RP1 205 1R 210 KA6 230 KA5 KA7 A3 绕组 A2 G 2R 200 KA3 KA4 226 KA7 224 R2 222 RP2 204 5 转为低速后退 工作台在返回行程将要结束时 挡铁 C 又挡住 开关 SQ12 KA15 线圈通电 则 KA7 线圈再次接通 接通了慢速回路 工 作台以减速后退 其控制回路是 A 129 KA15 157 KA2 163 KA8 165 KA9 167 KA7 线圈 102 B 210 RP3 全部及 RP4 部分 A3 绕组 A2 G 2R 200 KA3 220 KA4 226 KA7 238 R4 232 RP2 204 6 开始下一循环 在返回行程结束时 挡铁 C 又挡住开关 SQ10 KA13 线圈通电吸合 KA4 线圈断电 又使 KA2 KA5 和 KA7 线圈通 电吸合 工作台又转为低速前进 以开始下一工作循环 3 工作台控制线路的联锁保护 1 工作台 步进 步退 与自动循环工作的联锁通过继电器 KA3 来实现 2 工作台 前进 与 后退的联锁由复合按钮 SB9 SB11 和继电器 KA2 KA4 的互锁触点实现 3 点 KM13 135 137 和 KM14 137 139 是横梁夹紧与放松接触 器常闭触点 当横梁调整时 工作台自动电路不接通 4 主回路电流超过最大允许电流时 串联在电枢回路中的过电流继 电器 KI2 动作 其常闭 点 103a 105 断开 使工作台停止运行 5 长期过载保护 交流电动机 M2 用热继电器 FR 作过载保护 拖 动扩大机制电动机 M3 通风机 M4 用断路器 QF1 QF2 作过流 过载保护 6 极限位置保护 为了防止工作台冲出 采用了终端接近开关 SQ5 SQ6 控制继电器 KA16 KA17 实现 三 常见故障的分析与故障排除三 常见故障的分析与故障排除 1 1 直流电动机的故障 直流电动机的故障 1 励磁机 G2 不发电 2 励磁机空载电压过高 3 励磁机空载时电压正常 负载时电压下降过大 4 扩大机空载电压很低或没有电 5 扩大机空载电压正常 带负载时输出电压很低 6 扩大机换向时火花大 输出电压不稳定 7 扩大机输出电压过高 8 直流发电机不发电 9 直流发电机电刷火花大 10 直流电动机不能起动 11 直流电动机火花很大 故障原因与直流发电机相同 2 2 控制线路故障 控制线路故障 1 发电机组不能起动 KM1 不动作 2 电动机 M2 不能完成星 三角自动切换 3 工作台步进或步退开不动 4 按下步进 步退按钮后 工作台都是向前运动且速度很高 5 步进步退停车后 工作台不能平稳地停止 而是作身后或向前滑 动 6 工作台向前向后均不动作 7 工作台运行时速度过高 8 工作台停车爬行 9 工作台停车振荡 10 工作台前进正常 当后退到换向时工作台停止 11 起动电动机机组后工作台自选高速 飞车 横梁部分的故障由读者自行分析 机床的电气故障是客观存在的 在 运行中可能会发生各种大大小小的故障 且故障不是千篇一律的 就是同 一故障现象发生的部位也会不同 所以在维修中不可生搬硬套 而应实践 相结合 做到看清故障 线路熟悉 原理清楚 方法正确 这样才能迅速 排除故障 第二课 第二课 C C 5 5 1 1 2 2 B B 立式车床立式车床 C512B 立式车床工作台直径为 1120mm 是机械加工的主要设备 适于 加工直径大 长度短的工件 在生产过程 常会发生电器和机械故障 因 此在维修工作中 首先必须对电路进行分析 掌握电路的工作原理 下面 就电路的工作情况进行分析 一 电路工作原理分析一 电路工作原理分析 1 1 主电路 主电路 主电路其有 7 台电动机 M1 液压泵电动机 工作台变速与起动横梁升降机构放松 给润滑系 统提供润滑油 M2 工作台电动机 采用 Y 降压方式起动及能耗制动 M3 垂直刀架 立刀架 电动机 刀架快速移动 M4 垂直刀架进给电动机 刀架进给运动 采用双速电动机 M5 侧刀架快速电动机 刀架快速移动 M6 侧刀架进给电动机 刀架进给运动 采用双速电动机 M7 横梁升降电动机 2 2 控制电路 控制电路 控制电路由控制变压器 TC 输出 110 伏供电 直流回路电压有两组 一组为 24 伏 一组为 27 伏 由二极管组成桥式整流获得 24 伏供能耗 制动电路 27 伏供电磁离合器电路 由三相四线电源取 220V 供电磁铁电 路 1 电路工作准备状态 合上总开关 QF1 接通变压器 TC 信号灯 HL 亮 表示电源已进入 此时若按下按钮 SB2 接触器 KM1 得电并自锁 油泵电动机 M1 启动 KM1 常开触点闭合接通了整个控制回路 此环节保证了机床必须在有润滑 的前提下工作 按下按钮 SB1 油泵停止 切断控制回路 SB1 又兼起机床 总停作用 2 工作台的起动停止与制动 因交流电动机 M2 容量较大 采用了 Y 起动方法 为缩短停车时 间慢性 采用了能耗制动 按下按钮 SB4 继电器 KA1 接通并自锁 其常开触点接通发接触器 KM2 并随后接通接触器 KM4 工作台电机 M2 在 Y 形接线状态下降压启动 由于时间继电器 KT1 同中间继电器 KA1 一起吸合 经一定延时时间 5 7S 后 其延时动断触点 KA1 切断接触 KM4 并接通接触器 KM3 使电动 机进入 接线状态下运转 停车时 只需按下按钮 SB3 使其常闭点断开 则继电器 KA1 和接触 器 KM2 KM3 相继断电复位 电动机 M2 断电处于自然停车状态 若将 SB 按到底 使其常开触点闭合 则时间继电器 KT2 得电 经一定延时 1 2S 后 其延时动合点 接通制动接触 KM5 其常开触点闭合送入直流电 流进行能耗制动 松开按钮 SB3 制动便解除 调整时间继电器 KT2 的延时 时间 就可以调整制动的快慢 3 工作台的点动 按下一步按钮 SB5 接通接触器 KM2 并随之将接触器 KM4 接通 使 电动机 M2 在 Y 形接线状态下运转 松手即停 4 工作台变速 如要改变工作台的旋转速度 须先将变速转阀旋转到所需的转速位置 上 然后按下变速按钮 SB6 使时间继电器 KT4 工作 KT4 的常开瞬时触点 闭合 使电磁铁 YV1 吸合 接通了油路 一方面抬起定位锁杆 借液压驱 动油缸变速 另一方面锁杆运动 使装于干杆端的变速开关 SQ1 动作 其 触点在 4 6 N 1 处断开 在 4 24 N 5 处闭合 若延时继电器 KT4 延时动合点 24 25 N 5 闭合 则接通时间继电器 KT3 其瞬动点 KT3 4 12 闭合 接通了接触器 KM2 和 KM4 电动机在 Y 形接线下伺服 运转 经一定延时后 KT3 延时动断触头断开时间继电器 KT4 回路 KT4 延时动合点复位 切断时间继电器 KT3 回路 一个伺服过程结束 若变上 速 则行程开关 SQ1 复位 变速过程结束 反之 SQ1 被压没有复位 由 于 KT3 动断点复位 KT4 又得电 重复上述变速过程 在整个变速过程式 中 信号灯 HL3 亮 变速完成后 KL3 熄 在整个变速过程中 信号灯 KH3 亮 变速完成后 KL3 熄灭 时间继电器 KL3 调整 0 5 秒左右 KT4 调整为 3 秒左右 5 横梁运动 按下按钮 SB13 或者 SB14 继电器 KA6 接通 其触点在 Y1 13 接 通 使电磁铁 YV2 吸合 接通油路 压合夹紧放松开关 SQ4 72 73 N1 13 接触 KM18 或 KM19 接通 使电动机 M7 得电运转 带动横梁作上升或 下降运动 松手即停 电磁铁 YV2 断电 夹紧放松开关 SQ4 复位 横梁上 下设有限位限位开关 SQ5 SQ6 向下还经过 64 号线到 SQ3 限位开关 6 刀架运动 垂直刀架 侧刀架 1 快速移动 将十字开关 SA2 扳向左 其触点 4 45 闭合 继电 器 KA2 得电 其常开触点 4 40 N1 8 404 411 V1 7 分别接通了接 触器 KM10 和水平运动电磁离合器 YC5 然后按下按钮 SB7 接触器 KM6 得 电 KM6 主触点闭合 快速电动机 M3 运转 立刀架向左快速移动 松开 按钮 SB7 快速电动机 M3 停止运转 2 进给运动 将十字开关 SA2 扳在左边位置 其常开触点 SA2 4 45 闭合 继电器 KA2 得电 KA2 的常开触点 4 40 N 8 404 411 Y1 7 闭 合 分别接通了接触器 KM10 和水平运动电磁离合器 YC5 垂直制动民磁 离合 YC4 根据工件情况 将电动机运转方式开关 SA1 打到 或 位置 当打到 位置时 按下按钮 SB9 接触器 KM7 得电 KM7 的常开辅助接点 404 406 N 7 闭合 进给电磁离合器 YC1 得电 主触点闭合进给电动机 M4 大 接法作低速运转 刀架向左进给 按下 按钮 SB8 接触器 KM7 断电 主触点释放 电动同 M4 停止运转 辅助点 断开 离合器 YC1 断电 将 SA1 打到 位置 接触器 KM8 KM9 得电 进给电动机 M4 在双 形接法下高速运行 SA5 SA6 是垂直和水平制动电磁离合器接通开关 操作时应将开关 合上 十字开关换向操作时 不可直接由一个方向扳到另一方向 必须回到 零位后 再倒向另一方向 3 3 照明和工作指示电路照明和工作指示电路 由控制变压器 TC 提供 24 伏安全电压给手提式工作照明灯 6 伏给电 源指示灯 HL1 油泵工作指示灯 HL2 变速指示灯 HL3 4 4 电源电源 电源总开关 QF1 设有必备的机械联锁机构 机床不使用时 可以锁 住电源开关 若打开配电箱门时 只能在切断电源时方能打开 二 电气控制线路故障分析与处理二 电气控制线路故障分析与处理 电气控制线路在运行中会发生各种故障 造成停机或事故而影响生产 因而 学会分析电气控制线路故障 找出故障的原因 掌握迅速排除故障 方法 是非常必要的 一般工业用设备是由机械 电气两大部分组成 因而故障也多发生在 这两部分 尤其是电气部分 如电动机绕组与电器线圈的烧毁 电器元件 的绝缘击穿与短路等 然而 大多数电气控制线路故障是由于电器元件调 整不当 动作失灵或零件损坏引起 为此 应加强电气控制线路的维护与 检修 及时排除故障 确保其安全运行 1 1 电气控制线路的故障检查 电气控制线路的故障检查 第一是故障查询 第二是通电检查法 电压法 第三断电检查法 电 阻法 第四是短接法 2 2 常见故障分析与处理 常见故障分析与处理 1 工作台不能启动 2 工作台没有变速冲动 3 工作台没有制动 4 垂直刀架没有 速向右进给 5 横梁没有向下运动 6 变速不停止 第三课 第三课 C512BC512B PLCPLC 立式车床立式车床 继电器 接触器控制的 C5112B 立式车床 接触触点多 线路复杂 故障多 维修量大 针对这种情况采用 PLC 技术对该设备进行改造 一 一 PLC 的特点的特点 编程简单 操作方便 改变程序灵活 可靠性高 还是有很强的自诊断功能 可以迅速方便地检查判断 出故障 编程检修时间 使用方便 体积小 重量轻 便于安装而且接线少 维护方便 修改程序和监视运行状态也容易 二 二 电路工作情况电路工作情况 主电路 主电路 C511213 立车的主电路没有任何改变 因此原控制系统电气操作也不 改变 控制电路 控制电路 电气控制系统的控制元件 如按钮 行程开关 十字开关 变速控制 过载保护等作用与原电气线路相同 主轴的启动 制动和变速冲动 立刀 架 横梁上升与下降的操作方法不变 根据控制要求 保证留有余量 以 便修改程序 改造用了 2N 80 型的 PLC 输入输出各 40 点 1 整流装置 1 主轴能耗制动整流 VC1 2 刀架电磁离合器整流 2 分配 输入 1 主軸控制 油泵制动 SB2 1 油泵停止与制动 SB1 0 主轴制动 SB4 3 主轴停止与制动 SB3 2 主轴点动 SB5 4 主轴变量 SB6 5 2 垂直刀架控制 变速开关 SB1 16 快进 SB7 6 进给启动 SB9 10 进给停止 SB8 7 垂直刀架左限 SB2 17 进给一速 SA1 1 24 进给二速 SA1 2 25 刀架向上 SA2 1 26 刀架向下 SA2 2 27 刀架向左 SA2 3 30 刀架向右 SZ2 4 31 垂直刀架水平垂直制动 SA5 3 侧刀架控制 快进制动 SB10 11 进给 SB12 13 进给停止 SB11 12 侧刀架上限 SA3 20 进给一速 SA3 1 32 进给二速 SA3 2 33 刀架向上 SA4 1 34 4 横梁控制 横梁向上 SB3 14 横梁向下 SB14 15 横梁放松限位 SA4 1 横梁上限 SA5 22 横梁下限 SA6 23 刀架向下 SA4 2 35 刀架向左 SA4 3 36 刀架向右 SA4 4 37 侧刀架水平垂直制动 SA6 41 输出 油泵接触器 KM1 Y0 主轴电源接触器 KM2 Y1 主轴 运行接触器 KM3 Y 主轴 Y 运行接触器 KM4 Y3 主轴制动接触器 KM5 Y4 立刀架快移接触器 KM6 Y5 立刀架进给接触器 KM7 Y6 立刀架进给高速接触器 KM8 Y7 KM9 Y10 立刀架向上向左接触器 KM10 Y11 立刀架向下向右接触器 KM11 Y12 侧刀架快速接触器 KM12 Y13 侧刀架进给低速接触器 KM13 Y14 侧刀架进给高速接触器 KM14 Y15 KM15 Y16 侧刀架向上向左接触器 KM16 Y17 侧刀架向下向右接触器 KM17 Y20 横梁向上接触器 KM18 Y21 横梁向下接触器 KM19 Y22 立刀架进给电磁离合器 YC 的继电器 KA11 Y23 立刀架向上向下电磁了离合器 YCL 的继电器 KA12 Y24 立刀架水平制动电磁离合器 YC3 的继电器 KA13 Y25 立刀架垂直制动 YC4 的继电器 KA14 Y26 立刀架向左向右 YC5 的继电器 KA15 Y27 侧刀架进给电磁离合器 YC6 的继电器 KA16 Y30 侧刀架向上向下 YC7 的继电器 KA17 Y31 侧刀架水平制动 YC8 的继电器 KA18 Y32 侧刀架垂直制动 YC9 的继电器 KA19 Y33 侧刀架向左向右 YC10 的继电器 KA20 Y34 主轴变速电磁阀 YV1 继电器 KA21 Y35 横梁放松电磁阀 YV2 继电器 KA22 Y36 油泵指示信号 HL2 Y40 主轴变速指示 HL3 Y41 2 PCL 接线图 见图纸 PCL 的接线图 3 PCL 控制梯形图控制梯形图 如图 2 1 所示 图 2 C512B 立車梯形图 X1X0 Y0 Y0 Y0 X14Y0 X15 M1 Y40 M6 M6Y36 X14 X21 X15 X22 Y22 Y21 X15 X21 M6 X14 X23 Y21 X20 Y22 M1 T1 Y1 Y4T2X16X5X2Y0X3 M1 X4 X16 T2Y0X2Y4 M1X5 M7 X16 Y0T1T2X2 X16 Y3 X5Y2 Y3Y2T1M1Y0 X16 Y1 Y4 X4 X0Y1Y2 X2 T2 X16 Y1 X5 T3 X16 X5 M7 T3 T4C1 M7 X0C1 Y35 Y35 C1 Y41 Y35 M7 C1 T4 T3 Y4 T2 RST C1 Y0 MCN0M100 M100 X6Y6 Y7Y5 Y6Y10Y5M1X24X7X10 Y6 X10X7 Y7 X25 M1 Y5Y6Y7 Y10 Y11Y12X17X26 M2 X27Y11 Y12 M3 X30 M3 M2 X31 M2M3 Y6 Y7 Y23 Y24 Y25X40 M3M2Y11 Y12 M2Y27 Y26X40 N0MCR M3 Y Y Y0 MCN1M101 M101 X11 Y14 Y15 Y13 Y14Y16Y13M1X32X12X13 Y14 X13 X12 Y15 X33 M1Y13Y14Y15 Y16 Y17Y20X20X34 M4 X35Y17 Y20 M5 X36 M5 M4 X37 M4M5 Y14 Y15 Y30 Y31 Y32X41 M5M4Y17 Y20 M4Y34 Y33X41 N1MCR M5 END 223 1090 101 K50 K20 K10 K15 K2 4 4 512B512B 立车立车 PLC 控制方框图控制方框图 1 工作台与横梁的控制 合上 电源 开关 QF HL1 亮 油泵 起动 SB2 X1 KM1 Y40 HL2 横梁向上 SB13 X14 Y21 KM18 M7 Y36 KA22 YV2 主轴点动 SB X Y1 3 KM2 KM4 2 KM3 M2 星 形接法 油泵停止 SB2 X1 KM1 Y40 HL2 横梁向下 SB14 X15 Y22 KM19 M7 Y36 KA22 YV2 主轴起动 SB X3 Y1 3 KM2 KM4 M2 星形接 法 延时 秒后 2 KM3 主轴制动 SB3 X2 Y1 3 延时 2 秒后 3 4 KM3 主轴变速 SB6 SQ1 X3 X6 Y35 y1 YV1 2 Y41 KM4 HL3 交替 3 次 2 垂直刀架的控制 水平制动 合上 SA5 X40 Y25 KA13 YC3 向上 SA2 X26 KA12 Y11 YC2 KM10 Y24 向下 SA2 X27 KA12 Y12 YC2 KM11 Y24 快速 SB7 X6 Y5 KM6 M3 向左 SA2 X30 KA15 Y11 YC5 KM10 Y27 向右 SA2 X31 KA15 Y12 YC5 KM11 Y27 进给 I 速 SA1 I X24 SB9 X10 Y6 KM7 M4 大 Y23 KA11 YC1 进给 II 速 SA1 II X25 SB9 X10 Y7 Y10 KM8 KM9 M4 YY Y23 KA11 YC1 停止 SB8 X7 垂直制动 合上 SA5 X40 Y2 KA14 YC4 SQ2 X17 向右 停止 限位 3 侧刀架的控制 水平制动 合上 SA5 X41 Y33 KA19 YC9 向上 SA4 X34 KA31 Y17 KA17 KM16 YC7 SQ3 X20 向下 SA4 X35 Y31 Y20 KA17 KM17 YC7 快速 SB7 X6 Y5 KM6 M3 垂直制动 合上 SA6 X41 Y33 KA19 YC9 向左 SA4 X36 Y34 Y17 KA20 KM16 YC10 向右 SA4 X37 Y34 Y20 KA20 KM17 Y10 进给 I 速 SA3 I X32 SB12 X13 Y14 KM13 M6 大 Y23 KA16 YC6 进给 II 速 SA3 II X33 SB12 X13 Y13 Y16 KM14 KM15 M6 YY Y30 KA16 停止 SB11 X12 快速 SB10 X11 Y13 KM12 M5 SQ3 X20 向上 停止 限位 SQ3 X20 向上 停止 限位 第四课 第四课 2020 5 5 吨桥式起重机的控制电路吨桥式起重机的控制电路 起重机是一种用来起吊和放下重物并使重物在短距离水平移动的 起重设备 是现代化生产不可缺少的工具之一 20 15 吨重级交流桥式起重机兼有吊重 20 吨的主钩和 5 吨的副钩 它除了采用一般凸轮控制外 还在主钩部分采用了由主令控制器操纵的磁 力控制屏 一 桥式起重机的设备及运动情况一 桥式起重机的设备及运动情况 桥式起重机分为四个部分 即主钩 副钩 大车和小车 它们都分别 由绕线式异步电动机来拖动 主钩 副钩和小车的伟动机构连同各自的制 动器械都安装在小车上 大车移动机构采用二台规格相同电动机来拖动 大车实现左右移动 小车实现前后移动 主副钩实现升降运动 二 控制电路分析二 控制电路分析 起重机电气控制如图所示 供给起重机的三相 380 伏交流电源 是由集电拖从厂房的导电轨引到驾驶室保护控制盘 操作对应将凸轮控制 器 SA1 SA2 SA3 SA4 的手柄置于零位 关好进入起重机栏杆门 检查 天桥门是否关好 然后关好驾驶室门 使相应的安全开关 SQC SQE SQD 触点闭合 合上保护控制盘内的三相断路器 QF1 合上紧急开关 SA 按下 启动按钮 SB 电源接触器 KM 线圈通电吸合 其常开触点 1 35 9 49 闭合 并通过大车限位开关 SQ3 SQ4 小车限位开关 SQ1 SQ2 构成 自锁电路 KM 的主触点闭合 使二相电源送入各凸轮控制器 另一相称 为电源的公用相 则直接送入各电动机定子绕组的一相绕组中 这样便 可操纵凸轮控制器 使大车 小车和副钩动作 1 1 凸轮控制器的控制 凸轮控制器的控制 凸轮控制器是用来直接控制绕线式异步电动机的正反向起动运转和停 止 副钩 小车和大车都是由凸轮控制器控制 其动作原理相同 现以小 车为例来介绍凸轮控制器的工作情况 1 小车向前 将 SA2 手柄扳到向前位置的任何一档时 控制器 的主触点 W4 2M3 与 W4 2M1 接通 在向前动转第一档时 电动机转 子接入电阻器 全部电阻 此时电动机产生的转矩小于额定转矩 这是为 避免机构发生危险的冲击 以及提升轻负载时获得较慢的速度 当控制器 转到向前运转第二档时 凸轮控制器 2R5 与 2R6 之间触点闭合 切去了一 段电阻 电动机产生的转矩增加 因而电动机开始加速 当向前动转第三 挡时 2R4 与 2R6 之间触点闭合 又切去了一段电阻 电机速度加快 当 向前动转第四档时 2R3 与 2R6 之间触点闭合 又再切去了一段电阻 电 机又加快 当向前运转第五档时 2R3 与 2R6 2R1 与 2R6 之间触点闭合 电动机在额定转速下动转 与电动机通电同时 制动电磁铁 YA2 也通电 松 开抱闸机构 控制器 SA2 5 触点从零到五档保持闭合 对接触器 KM 自锁 并串入向前限位 SQ2 起限们保护 2 小车向后 从控制器的触点开合表上可以看出 由于控制器 切换电阻线路是对称的 所以其工作情况与 向前 运转相似 2 2 主令控制器的控制 主令控制器的控制 主钩升降是采用主令控制器 SA4 配合磁力控制盘来共同控制的 主钩 电动的转子附加电阻采取三相平衡切除 升降各有 6 档工作位置 是通过 控制器的 12 对触点按一定程序闭合与断开来控制接触器 并通过这此接 触器来实现电动机的运行状态 从而达到提升与下降重物的目的 1 上升时电路工作情况 合上断路器 QF2 与 QF3 将主台控制器 SA4 置于 零 位 触点 S1 闭合 电压继电器 KV 线圈得电 并自锁 控制电路接通电源 当手柄置 于上升 1 档时 根据触点动作表上 触点 S3 S4 S6 S7 闭合 上升限位 SQA 串入电路起上升极限保护 接触器 KM2 KM3 KM4 线圈得电 电动机按正转相序接通电源 制动电磁铁 YA5 YA6 通电 松开电磁抱闸 机构 同时转子绕组切除一段电阻 SR6 此时启动转矩较小 一般吊不 起重物 只作张紧钢丝绳 消除吊钩传动系统齿轮间隙的预备级 当手柄 依次置于到上升的第 2 3 4 5 6 档时 接触器 KM5 KM9 相继通电吸合 逐级短接转子各级电阻 电动机的转速由低到高上升 从而得到五种上升 速度 2 下降时电路工作情况