Ch3--典型设备电气控制

1、电气控制与PLC北京航空航天大学出版社北京航空航天大学出版社刘刘 永永 华华 孙佳海孙佳海 王进满王进满 姜秀玲姜秀玲 汤承江编汤承江编 目录目录2022-2-7第3章典型设备电气控制目录目录2022-2-73.1 CA6140车床电气控制线路nCA6140卧式车床是机械加工中广泛使用的一种机床，可以用来加工各种回转表面、螺纹和端面。 n车床主轴由一台主电动机拖动，并经机械传动链，实现对工件切削主运动和刀具进给运动的联动输出，其运动速度可通过手柄操作变速齿轮箱进行切换。刀具的快速移动以及冷却系统和液压系统的拖动，则采用单独电动机驱动。 目录目录2022-2-7图图3-1 普通车床的结构示意图普

2、通车床的结构示意图1进给箱进给箱 2挂轮箱挂轮箱3主轴变速箱主轴变速箱4溜溜板与刀架板与刀架 5溜板箱溜板箱6尾架尾架7丝杠丝杠8光杠光杠9床身床身目录目录2022-2-7CA6140型卧式车床的电气控制系统原理 目录目录2022-2-73.1.3 CA6140型普通车床常见故障及维修 n1.主轴电动机不能起动主轴电动机不能起动n(1) 热继电器FR1已动作过，动断触点未复位。要判断故障所在位置，还要查明引起热继电器动作的原因，并排除。可能的原因有：长期过载；继电器的整定电流太小；热继电器选择不当。按原因排除故障后，将热继电器复位即可。n(2) 控制电路接触器线圈松动或烧坏或接触器的主触点及辅

3、助触点接触不良，应修复或更换接触器。n(3) 起动按钮或停止按钮内的触点接触不良，应修复或更换按钮。n(4) 各连接导线虚接或断线。n(5) 主轴电动机损坏，应修复或更换。目录目录2022-2-73.1.3 CA6140型普通车床常见故障及维修 n2.主轴电动机断相运行主轴电动机断相运行n按下起动按钮，电动机发出嗡嗡声不能正常起动，这是电动机断相造成的，此时应立即切断电源，否则易烧坏电动机。可能的原因是：n(1) 电源断相。n(2) 接触器有一对主触点没接触好，应修复。n3.主轴电动机起动后不能自锁主轴电动机起动后不能自锁n故障原困是控制电路中自锁触点接触不良或自锁电路接线松开，修复即可。目录

4、目录2022-2-73.1.3 CA6140型普通车床常见故障及维修 n4.按下停止按钮主轴电动机不能停止按下停止按钮主轴电动机不能停止n(1) 接触器主触点熔焊，不能断开电源，应修复或更换接触器。n(2) 停止按钮的动断触点被卡住，不能断开，应更换停止按钮。n5.冷却泵电动机不能起动冷却泵电动机不能起动n(1) SA1开关触点不能闭合，应更换；或KM1（9一11）辅助触点不能闭合，应修复或更换。n(2) 熔断器FU1熔体熔断，应更换。n(3) 热继电器FR2已动作过，未复位。目录目录2022-2-73.1.3 CA6140型普通车床常见故障及维修n(4) 接触器KM2线圈或触点已损坏，应修复

5、或更换。n(5) 冷却泵电动机已损坏，应修复或更换。n6.快速移动电动机不能起动快速移动电动机不能起动n(1) 按钮SB3内的触点接触不良，应修复或更换按钮。n(2) 接触器KM3线圈或触点已损坏，应修复或更换。n(3) 快速移动电动机已损坏，应修复或更换。目录目录2022-2-73.2 M7130磨床电气控制线路 n磨床是用砂轮的周边或端面进行加工的情密机床。n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。 目录目录2022-2-7图图3-3 M7130 卧轴矩台平面磨床结构示意图卧轴矩台平面磨床结构示意图 1床身床身 2工作台工作台 3电磁

6、吸盘电磁吸盘 4砂轮箱砂轮箱 5砂轮箱横向移动手轮砂轮箱横向移动手轮 6滑座滑座 7立柱立柱 8工作台换向撞块工作台换向撞块 9工作台往复运动换向手柄工作台往复运动换向手柄 10活塞杆活塞杆 11砂轮箱垂直进刀手轮砂轮箱垂直进刀手轮目录目录2022-2-7M7130型平面磨床电气控制电路图 目录目录2022-2-73.2.3 M7130型平面磨床常见故障及维修型平面磨床常见故障及维修n1.电磁吸盘没有吸力n首先应检查三相交流电源是否正常，然后再检查FU1、FU2 与FU4熔断器是否完好，接触是否正常，再检查接插器X3接触是否良好。如上述检查均未发现故障，则进一步检查电磁吸盘电路，包括欠电流继电

7、器KA线圈是否断开，吸盘线圈是否断路等。目录目录2022-2-73.2.3 M7130型平面磨床常见故障及维修型平面磨床常见故障及维修n2.电磁吸盘吸力不足电磁吸盘吸力不足n常见的原因有交流电源电压低，导致整流后直流电压相应下降，以致吸力不足。若直流电压正常，电磁吸力仍不足，则有可能是X3接插器接触不良。n造成电磁吸盘吸力不足的另一原因是桥式整流电路的故障。如整流桥一臂发生开路，将使直流输出电压下降一半，使吸力减小。若有一臂整流元件击穿形成短路，则与它相邻的另一桥臂的整流元件会因过电流而损坏，此时T2也会因电路短路而造成过电流，致使电磁吸盘吸力很小，甚至无吸力。 目录目录2022-2-73.2

8、.3 M7130型平面磨床常见故障及维修型平面磨床常见故障及维修n3.电磁吸盘退磁效果差，造成工件难以取下电磁吸盘退磁效果差，造成工件难以取下n其故障原因往往在于退磁电压过高或去磁回路断开，无法去磁或去磁时间把握不好等。目录目录2022-2-73.3 摇臂钻床电气控制线路 n钻床是一种用途广泛的万能机床，从机床的结构型式来分，有立式钻床、卧式钻床、深孔钻床及多头钻床等；而立式钻床中摇臂钻床用途较为广泛，在钻床中具有一定的典型性。n现以Z3040型摇臂钻床为例，说明其电气控制线路特点。 目录目录2022-2-7图图3-8 Z3040摇臂钻床结构及运动情况示意图摇臂钻床结构及运动情况示意图 1底座

9、底座 2工作台工作台 3主轴纵向进给主轴纵向进给 4主轴旋转主运动主轴旋转主运动 5主轴主轴 6摇臂摇臂7主轴箱沿摇臂径向运动主轴箱沿摇臂径向运动 8主轴箱主轴箱 9内外立柱内外立柱 10摇臂回转运动摇臂回转运动 11摇臂垂直移动摇臂垂直移动目录目录2022-2-7Z3040型摇臂钻床电气控制原理图 目录目录2022-2-73.3.3 Z3040摇臂钻床常见故障及维修 n1.摇臂不能松开摇臂不能松开n摇臂作升降运动的前提是摇臂必须完全松开，摇臂和主轴箱、立柱的松、紧都是通过液压泵电动机M3的正反转来实现的，因此先检查下主轴箱和立柱的松、紧是否正常。如果正常，则说明故障不在两者的公共电路中，而在

10、摇臂松开的专用电路上。如时间继电器KT的线圈有无断线，其动合触点（117）、（13 14）在闭合时是否接触良好，限位开关SQ1的触点SQ1（56）、SQ2（126）有无接触不良，等等。n如果主轴箱和立柱的松开也不正常，则故障多发生在接触器KM4和液压泵电动机M3这部分电路上。如KM4线图断线、主触点接触不良，KM5的动断互锁触点（1415）接触不良等。如果是M3或FR2出现故障，则摇臂、立柱和主轴箱既不能松开，也不能夹紧。目录目录2022-2-73.3.3 Z3040摇臂钻床常见故障及维修 n2.摇臂不能升降摇臂不能升降n除前述摇臂不能松开的原困之外，可能的原困还有：n(1) 行程开关SQ3的

11、动作不正常，这是导致摇臂不能升降最常见的故降。如SQ3的安装位置移动，使得摇臂松开后，SQ3不能动作，或者是液压系统的故障导致摇臂放松不够，SQ3也不会动作，摇臂就无法升降。SQ3的位置应结合机械、液压系统进行调整，然后紧固。n(2) 摇臂升降电动机M2、控制其正反转的接触器KM2、KM3以及相关电路发生故障，也会造成摇臂不能升降。在排除了其它故障之后，应对此进行检查。目录目录2022-2-73.3.3 Z3040摇臂钻床常见故障及维修 n(3) 如果摇臂是上升正常而不能下降，或是下降正常而不能上升，则应单独检查相关的电路及电器部件（如按钮开关、接触器、限位开关的有关触点等）。n3.摇臂上升或

12、下降到极限位置时摇臂上升或下降到极限位置时, 限位保护失限位保护失灵灵n检查限位保护开关SQ1或SQ2，通常是SQ1或SQ2损坏，或是其安装位置移动。目录目录2022-2-73.3.3 Z3040摇臂钻床常见故障及维修 n4.摇臂升降到位后夹不紧摇臂升降到位后夹不紧n如果摇臂升降到位后夹不紧（而不是不能夹），通常是行程开关SQ4的故障造成的。如果SQ4移位或安装位置不当，使SQ4在夹紧动作未完全结束就提前断开，KM5断电，M3提前停转，从而造成夹不紧。n5.摇臂的松紧动作正常，但主轴箱和立柱的松、紧动摇臂的松紧动作正常，但主轴箱和立柱的松、紧动作不正常作不正常n应检查：(1) 控制按钮SB5、

13、SB6，其触点有无接触不良，或接线松动。n (2) 液压系统是否出现故障。目录目录2022-2-73.4 X62W万能铣床电气控制线路 nX62W型万能铣床可用于工件的平面、斜面和沟槽等加工，安装分度头后可铣切直齿齿轮、螺旋面，若使用圆工作台还可以铣切凸轮和弧形槽，这是一种常用的通用机床。n一般中小型铣床主拖动都采用三相笼型异步电动机，并且主轴旋转主运动与工作台进给运动分别由单独的电动机拖动。铣床主轴的主运动为刀具的切削运动，它有顺铣和逆铣两种工作方式；工作台的进给运动有水平工作台左右（纵向）、前后（横向）以及上下（垂直）方向的运动，还有圆工作台的回转运动。这里就以X62W型铣床为代表，分析中

14、小型铣床的控制电路。目录目录2022-2-7图3-10 X62W万能升降台铣床结构示意图 1底座 2进给电动机 3升降台 4进给变速手柄及变速盘 5溜板 6转动部分 7工作台 8刀杆支架 9悬梁 10主轴 11主轴变速盘 12主轴变速手柄 13床身 14主轴电动机目录目录2022-2-7X62W型铣床控制电路 目录目录2022-2-73.4.3 X62W型万能铣床常见故障及维修型万能铣床常见故障及维修 n1.主轴电动机控制电路故障主轴电动机控制电路故障n(1) M1不能起动n与前面已分析过的机床的同类故障一样，可从电源开始，逐个检查主电路中QS1、FU1、KM1主触点、FR1和换相开关SA5，

15、然后再检查控制电路。因为M1的功率较大，应注意检查KM1的主触点、SA5的触点有无被熔化，有无接触不良。n此外，如果主轴换刀制动开关SA2仍处在“换刀”位量，SA2-1断开；或者SA2虽处于正常工作的位置，但SA2-1接触不良，使控制电源未接通，M1也不能起动。n(2) M1停车时无制动n重点是检查电磁离合器YB，如YB线圈有无断线、接点有无接触不良，整流电路有无故障等。此外还应检查控制按钮SB1和SB2是否工作正常。目录目录2022-2-73.4.3 X62W型万能铣床常见故障及维修型万能铣床常见故障及维修 n(3) 主轴换刀时无制动n如果在M1停车时主轴的制动正常，而在换刀时制动不正常，从

16、电路分析可知应重点检查制动控制开关SA2。n(4) 按下停车按钮后M1不停n故障的主要原因可能是：KM1的主触点熔焊。如果在按下停车按钮后，KM1不释放，则可断定故障是由KM1主触点熔焊引起的。应注意此时电磁离合器YB正在对主轴起制动作用，会造成M1过载，并产生机械冲击。所以一旦出现这种情况，应马上松开停车按钮，进行检查，否则会很容易烧坏电动机。n(5) 主轴变速时无瞬时冲动n由于主轴变速行程开关SQ7在频繁动作后，造成开关位置移动，甚至开关底座被撞碎或触点接触不良， 都将造成主轴无变速时的瞬时冲动。目录目录2022-2-73.4.3 X62W型万能铣床常见故障及维修型万能铣床常见故障及维修

17、n2.工作台进给控制电路故障工作台进给控制电路故障 n(1) 工作台不能纵向进给n此时应先对横向进给和垂直进给进行试验检查，如果正常，则说明进给电动机M2、主电路、接触器KM2、KM3及与纵向进给相关的公共支路都正常，就应重点检查图3-11中的行程开关SQ6-2、SQ3-2及SQ4-2，即接线端编号为20-23-25-27的支路，因为只要这三对动断触点之中有一对不能闭合、接触不良或者接线松脱，纵向进给就不能进行。同时，可检查进给变速冲动是否正常，如果也正常，则故障范围已缩小到在SQ6-2及SQ1-1、SQ2-1上了，一般情况下SQ1-1、SQ2-1两个行程开关的动合触点同时发生故障的可能性较小

18、，而SQ6-2（2021）由于在进给变速时，常常会因用力过猛而容易损坏，所以应先检查它。 目录目录2022-2-73.4.3 X62W型万能铣床常见故障及维修型万能铣床常见故障及维修 n(2) 工作台不能向上进给n首先进行进给变速冲动试验，若进给变速冲动正常，则可排除与向上进给控制相关的支路20-22-35-27 存在故障的可能性；再进行向左方向进给试验，若又正常，则又排除27-29和37-39-0支路存在故障的可能性。这样，故障点就已缩小到SQ4-1（2937）的范围内，例如，可能是在多次操作后，行程开关SQ4因安装螺钉松动而移位，造成操纵手柄虽已到位，但其触点SQ4-1（2937）仍不能闭

19、合，因此工作台不能向上进给。目录目录2022-2-73.4.3 X62W型万能铣床常见故障及维修型万能铣床常见故障及维修 n(3) 工作台各个方向都不能进给n此时可先进行进给变速冲动和圆工作台的控制，如果都正常，则故障可能在圆工作台控制开关SA1-1及其接线（2729）上；但若变速冲动也不能进行，则应着重检查主电路，包括M2 的接线及绕组有无故障。n(4) 工作台不能快速进给n如果工作台的常速进给运行正常，仅不能快速进给，则应检查SB5、SB6和KM4，如果这三个电器无故障，电磁离合器电路的电压也正常，则故障可能发生在YC2本身，常见的有YC2线圈损坏或机械卡死、离合器的动、静摩檫片间隙调整不

20、当等。目录目录2022-2-73.5 T68镗床电气控制线路 n镗床是一种精密加工机床，主要用于加工精确度高的孔，以及各孔间距离要求较为精确的零件，如一些箱体零件，变速箱、主轴箱等。这些都是钻床难以胜任的。由于镗床刚性好，其可动部分在导轨上活动间隙小，且可附加支承，故能满足上述要求。镗床除镗孔外，在万能镗床上还可以钻孔、铰孔、扩孔；用镗轴或平旋盘铣削平面；加上车螺纹附件后，还可以车削螺纹；装上平旋盘刀架可加工大的孔径、端面和外圆。因此，镗床加工范围广、调速范围大、运动部件多。n按用途不同，镗床可分为卧式镗床、立式镗床、坐标镗床、金刚镗床和专门化镗床等。下面以常用的T68卧式镗床为例进行分析。

21、目录目录2022-2-7图3-12 卧式镗床外形图1床身 2镗头架 3前立柱 4平旋盘 5镗轴 6工作台7后立柱 8尾座 9上溜板 10下溜板 11刀具溜板目录目录2022-2-7T68镗床电气控制原理图 目录目录2022-2-73.5.3 T68镗床常见故障及维修 n1.主轴的转速与标牌的指示不符主轴的转速与标牌的指示不符n这种故障一般有两种现象：第一种是主轴的实际转速比标牌指示转数增加或减少一倍，第二种是M1 只有高速或只有低速。前者大多是由于安装调整不当而引起的。T68型镗床有18种转速，是由双速电动机和机械滑移齿轮联合调速来实现的。第1，2，4，6，8，挡是由电动机以低速运行驱动的，而

22、3，5，7，9，挡是由电动机以高速运行来驱动的。由以上分析可知，M1的高低速转换是靠主轴变速手柄推动微动开关SQ，由SQ的动合触点（1113）通、断来实现的。如果安装调整不当，使SQ的动作恰好相反，则会发生第一种故障。而产生第二种故障的主要原困是SQ损坏（或安装位置移动）；如果SQ的动合触点（1113）总是接通，则M1只有高速；如果总是断开，则M1只有低速。此外，时间继电器KT的损坏（如线圈烧断、触点不动作等），也会造成此类故障发生。 目录目录2022-2-73.5.3 T68镗床常见故障及维修 n2.M1能低速起动，但置能低速起动，但置“高速高速”挡时，不能高速运挡时，不能高速运行而自动停机

23、行而自动停机nM1能低速起动，说明接触器KM3、KM1、KM4工作正常；而低速起动后不能换成高速运行且自动停机，又说明时间继电器KT是工作的，其动断触点（1423）能切断KM4线圈支路，而动合触点（1421）不能接通KM5线圈支路。因此，应重点检查KT的动合触点（1421）；此外，还应检查KM4的互锁动断触点（2122）。按此思路，接下去还应检查KM5有无故障。 目录目录2022-2-73.5.3 T68镗床常见故障及维修 n3.M1不能进行正反转点动、制动及变速冲动不能进行正反转点动、制动及变速冲动控制控制n其原因往往是上述各种控制功能的公共电路部分出现故障，如果伴随着不能低速运行，则故障可

24、能出在控制电路14-23-24-PE支路中有断开点。否则，故障可能出在主电路的制动电阻R及引线上有断开点。如果主电路仅断开一相电源，电动机还会伴有断相运行时发出的“嗡嗡”声。 目录目录2022-2-73.6 桥式起重机的电气控制线路 n3.6.1电动葫芦n电动葫芦是将电动机、减速器、卷筒、制动器和运行小车等紧凑地合为一体的起重机械。由于它轻巧、灵活、成本较低，广泛用于中小型物件的起重吊装中。它可以是固定的，也可以通过小车和桥架组成电动单梁桥式起重机、简易双梁桥式起重机和简易龙门式起重机等。目录目录2022-2-7我国自行设计的CD型钢丝绳电动葫芦 1钢丝卷筒 2锥形电动机3减速箱4电磁制动器

25、5电动机 6限位开关 目录目录2022-2-7图3-16 电动葫芦电气控制原理图 目录目录2022-2-7n3.6.2 桥式起重机 n桥式起重机是用来在短距离内提升和移动物件的机械，俗称天车，广泛应用于工矿企业。桥式起重机由桥架（又称大车）、小车及提升机构三部分组成，如图3-17所示。桥架沿着车间起重机梁上的轨道作纵向移动，小车沿着桥架上的轨道作横向移动，提升机构安装在小车上，作上下运动。根椐工作需要，可安装不同的取物装置，例如吊钩、抓斗、起重电磁铁、夹钳等。目录目录2022-2-7图3-17 桥式起重机总体结构示意图1驾驶室 2辅助滑线架 3交流磁力控制盘 4小车 5大车拖动电动机6大车端梁 7主滑线 8大车主梁 9电阻箱目录目录2022-2-7图3-18 小车机构传动系统图1提升电动机 2提升机构减速器 3卷筒4小车电动机 5小车走轮 6小车车轮轴7小车制动轮8钢丝绳 9提升机构制动轮 目录目录2022-2-7图3-21 凸轮控制器工作原理图 1静触点 2动触点 3触点弹簧 4复位弹簧 5滚子 6绝缘方轴 7凸轮 目录目录2022-2-7图3-22 凸轮控制器控制原理图目录目录2022-2-7图3-24 XQB1系列保护箱的主回路原理图 目录目录202