摇臂钻床的电气控制课件

第13章

摇臂钻床的电气控制113.1摇臂钻床的主要结构与运动形式摇臂钻床结构示意图如图13.1所示。摇臂钻床钻削加工时的运动情况如下。主运动：主轴拖动钻头旋转。进给运动：主轴上的钻头纵向进给。辅助运动：摇臂沿外立柱垂直移动，主轴箱沿摇臂长度方向移动，摇臂与外立柱一起绕内立柱回旋。

2图13.1

摇臂钻床结构示意图

313.2Z35摇臂钻床的电气控制

Z35摇臂钻床的电气线路如图13.2所示，表13.1为其电气元件明细表。

1．主电路拖动钻头进行钻削加工的主轴电动机M2在电气上只有单方向旋转。冷却泵电动机M1直接用手动开关QS2操作。摇臂升降电动机M3的正、反转控制由控制电路中的十字形手柄控制。立柱夹紧电动机M4的正、反转控制使用按钮操作。过载保护只有主轴电动机M2设置了热继电器FR，其他电动机因都是短期工作，所以不设置过载保护。摇臂升降电动机M3和立柱夹紧电动机M4共用一组熔断器FU2做短路保护，FU1为4台电动机总的短路保护。

4图13.2

Z35摇臂钻床电气线路

5文

字

符

号器

件

名

称型

号规

格M1冷却泵电动机JCB-22-20.125kW，2790r/minM2主轴电动机JO2-22-46.5kW，1400r/minM3摇臂升降电动机JO2-42-41.5kW，1400r/minM4立柱夹紧电动机JO2-22-60.8kW，930r/minKM1交流接触器CJ0-1020A，127VKM2～KM5交流接触器CJ0-1010A，127VFU1熔断器RL160A，熔体25AFU215A，熔体10AFU315A，熔体2AQS1开关HZ2-25/325A表13.1Z35摇臂钻床电气元件明细表6文

字

符

号器

件

名

称型

号规

格QS2开关HZ2-10/310ASA十字开关

FV电压继电器JZ7-44127VFR热继电器JR2-111.1ASQ1、SQ2位置开关HZ4-22

SQ3、SQ4位置开关LX5-110/1

SB1、SB2按钮LA25ATC控制变压器BK-150（380/127）V，36V，6.3VW汇流排

续表7手

柄

位

置实

物

图

形电

气

符

号接通的线路控制对象及功能中间控制电路断电

左FV线圈支路使FV通电并自锁，实现零压保护右KM1线圈支路主轴转动上KM2线圈支路摇摆上升下KM3线圈支路摇摆下降表13.2十字形开关操作功能82．控制电路（1）十字开关SA

十字开关SA有上、下、左、右、中5个位置，除中间位置外，其余4个位置下面都装有微动开关。十字开关手柄位置的控制功能如表13.2所示。（2）主轴电动机M2的控制选择开关SA扳向左边接通控制电路的电源（FV得电并自锁），然后扳到右边使SA（4-5）接通，接触器KM1线圈得电，电动机M2定子绕组接入电源启动并运转。主轴转动方向由主轴箱上双向摩擦离合器的手柄控制。主轴电动机M2的停止是将十字手柄SA扳回中间位置接触器KM1线圈断电，电动机M1断电，主轴电动机停止。

9（3）摇臂升降电动机M3的控制摇臂的升降是通过摇臂升降电动机M3的正、反转拖动的，但在升、降前后必须完成摇臂松开和夹紧工作。上升过程：摇臂松开——摇臂上升——夹紧摇臂。下降过程：摇臂松开——摇臂下降——夹紧摇臂。摇臂上升前，先将十字开关SA扳到向上位置，接触器KM2线圈得电，摇臂电动机M3得电正转，由于摇臂在上升前还被夹紧在外立柱上，所以即使电动机M3正转，摇臂也不会上升，须通过传动装置将摇臂夹紧装置放松，在放松的同时SQ（4-10）被压合，为夹紧摇臂做好准备。当摇臂完全松开后，因M3继续正转，故经机械装置传动摇臂上升。到达预定位置时，十字开关扳回到中间位置，接触器KM2线圈断电，

KM2主触点断开，摇臂升降电动机M3断电，摇臂停止上升。由于SQ4（4-10）已闭合，所以接触器KM3线圈得电，摇臂电动机M3得电反转，通过机械夹紧机构使摇臂自动夹紧。摇臂夹紧后，行程开关SQ4被释放，其触点SQ4（4-10）恢复断开（复位），接触器KM3线圈断电，摇臂升降电动机M3停转，摇臂上升过程结束。

10（4）立柱电动机M4夹紧、松开控制摇臂可以绕立柱用人力推动回转，但在推动前，必须将内、外立柱松开，因为摇臂是和外立柱一起绕内立柱回转的，松开后才能完成回转。按下立柱松开按钮SB1，接触器KM4线圈得电，立柱夹紧电动机M4定子绕组得电正转，拖动齿轮液压泵，经油路系统输送高压油，配合机械传动系统将内立柱和外立柱松开。松开SB1，接触器KM4线圈断电，电动机M4停转。立柱松开后，可通过人力推动摇臂绕内立柱转动，到达指定位置，按下立柱夹紧按钮SB2，接触器KM5线圈得电，立柱夹紧电动机M4定子绕组得电反转，拖动齿轮液压泵，经油路系统反方向送高压油，配合机械传动系统，将内立柱和外立柱夹紧。松开SB2，电动机M4停止。

11（5）零压（欠压）保护零压保护是由欠电压继电器FV和十字开关SA共同实现的。当电压大幅度下降或为零时，欠电压继电器FV会自动释放，使其触点FV（3-4）断开，控制电路全部断电，电动机停止运转。电压恢复正常后，应重新操作十字开关SA，才能启动控制电路。（6）冷却泵电动机M1的控制冷却泵电动机M1由手动开关SQ2控制，在钻削加工时提供冷却液。（7）照明控制照明灯EL由手动开关SA1控制，触点SA1（2-8）闭合，照明灯亮，反之熄灭。1213.3Z3040摇臂钻床的电气控制图13.3为Z3040摇臂钻床电气控制线路图，图13.4为其夹紧机构液压系统原理图。图13.3中，M1为主轴电动机，主轴的正、反转由机床液压系统操纵机构配合正、反转磨擦离合器实现。M2为摇臂升降电动机，M3为液压泵电动机，M4为冷却泵电动机。SQ1为摇臂升降极限保护开关，SQ2和SQ3是分别反映摇臂是否完全松开和夹紧并发出相应信号的位置开关，SQ4是用来反映主轴箱与立柱的夹紧和放松状态的信号控制开关。YV为二位六通电磁阀。

1．主轴电动机M1的控制合上电源开关Q，按下SB2按钮，SB2±——KM1——M1，M1主轴电动机启动。此时指示灯HL3亮，表示主轴电动机正在旋转。需停车时按下SB1，SB1±——KM1

——M1，M1停止。

1314图13.4

Z3040摇臂钻床夹紧机构液压系统原理图152．摇臂的升降控制摇臂的升降控制动作过程为：摇臂放松——上升或下降——摇臂夹紧。下面以摇臂的上升为例加以说明。

按下SB3：SB3—KT——KM4—M3

正转，拖动液压泵送出液压油。—YV

接通摇臂放松油路。液压油将摇臂放松，当摇臂完全松开后，压下位置开关SQ2，发出摇臂放松信号，压下SQ2：

SQ2

SQ2(613)

KM4—M3

停止提供液压油，摇臂维持放松状态。SQ2（67）—

KM2—M2

启动，摇臂上升。

KT

t

YV、KM5—M3

反转，拖动液压泵供出液压油，液压油进入夹紧液压腔，将摇臂夹紧。当摇臂完全夹紧后，压下位置开关SQ3，SQ3（117）—KM5—M3

停止运转，摇臂夹紧完成。

当摇臂上升到位时，松开SB3按钮；SB3

KM2—M2

摇臂停止上升。16

3．主轴箱与立柱的夹紧和放松控制主轴箱与立柱的夹紧和放松是同时进行的。夹紧时：SB6±——KM5±（YV）——M3±反转，液压油进入夹紧油腔，使主轴箱和立柱夹紧停止。放松时：SB5±——KM4±（YV）——M3±正转，液压油进入松开油腔，使主轴箱和立柱放松停止。

SQ4在夹紧时受压，指示灯HL2亮，表示可以进行钻削加工；在主轴箱和立柱放松时，SQ4不受压，指示灯HL1亮，表示可以进行移动调整。174．保护环节、照明电路和冷却泵电动机M4的控制（1）保护环节

Z3040摇臂钻床的保护环节主要包括短路保护、主轴电动机和液压泵电动机的过载保护、摇臂的升降限位保护等。（2）照明电路机床的局部照明由变压器T供给36V安全电压，由开关SQ控制照明灯EL。（3）冷却泵电动机M4的控制冷却泵电动机M4的容量很小，仅0.125kW，由开关SA控制。

1813.4Z35摇臂钻床的电气故障诊断与维修

Z35摇臂钻床的电气线路可参考图13.2，其常见故障与检修方法如下。1．主轴电动机M2不能停车如果M2不能停车，多半是接触器KM1的动、静触点熔焊在一起造成的。2．主轴电动机M2不能启动若M2不能启动并伴有“嗡嗡”声，而摇臂升降电动机M3和立柱夹紧与松开电动机M4能正常启动运行，则通常是电动机的三相供电线缺相引起的。M3和M4启动正常，常见的故障原因有以下几个。①

KM1三个主触点中有一个接触不良。②

电动机M2定子绕组有一相的接线松动、脱落等。③

热继电器FR的加热元件有一相烧断。

19

3．M1启动正常，而M2、M3、M4不能正常启动常见的故障原因有以下两点。①

汇流环由铸铁制造，容易生锈，造成汇流环接触不良，使后面电路供不上电或电动机缺相运行，或控制电路无电源不工作。②

熔断器FU2熔断也会使M2、M3、M4均不能启动，或M2能启动，但M3、M4缺相启动运行。

4．主轴电动机M2刚启动一下即停，然后不能再启动首先应检查熔断器FU1是否熔断。检查热继电器FR的动断触点（1-3）是否断开。

5．摇臂升降运动时方向颠倒①

三相电源进线的相序接错。②

十字开关SA的触点（5-9）和（5-15）调错了位置。③

接触器KM2和KM3主触点接线错误。20

6．立柱夹紧电动机M4不能启动如果按SB1能启动，故障出在接触器KM5及相关电路中。应检查SB1动断触点（5-27）、SB2动合触点（27-29）、KM4动断触点（29-31）、KM5主触点是否接触不良，KM5线圈是否断线、烧坏等。如果按SB