电动机继电控制线路安装与检修-《M7120平面磨床故障检修》电子教材

任务描述任务七M7120型平面磨床电气控制线路的检修任务描述磨床是一种精密机床，它主要是用砂轮的周边或端面对工件的表面进行机械加工。对于机械加工当中经常要用到M7120型平面磨床，为保证设备的正常运行,需要电工班成员能熟悉设备的原理、操作和特点,对其进行定期巡检,并能在第一时间对出现故障的设备进行及时检修、排除故障。今天有一台型号为M7120型平面磨床出现故障,为避免影响生产,车间负责人要求电工班在两小时内修复机床。学习目标学习目标1.能通过阅读设备维修任务单和现场勘察,记录故障现象,明确维修工作内容。2.能根据故障现象和M7120型平面磨床电气原理图,分析故障范围,查找故障点,合理制定维修工作计划。3.能够熟练运用常用的故障排除方法排除故障。4.能正确填写维修记录。学习目标学习情境一机床故障排除方法学习目标1．能够熟悉掌握故障分析方法。2．能够熟练运用各种仪表排除故障。知识准备知识准备机床电路的初步检查一、初步检查的要点：1.验证性验证不是由于操作者对机床不了解、操作不正确而认为有故障，而是机床确实存在电气故障。2.概括性对机床进行全面概况性和物理性检查。在机床电气设备无短路、无机械设备卡死、通电后不会造成人身安全事故及设备故障范围无扩大的情况下，并且正确操作机床，在空载情况进行初步检查，以避免出现因不熟悉机床而造成的不属于维修方面的问题。二、初步检查的方法初步检查是将机床置于空载运转下，通过检查人员的技术素质和实践经验，进行物理状态检查，寻找明显的故障。一般可以通过人的感觉器官来进行，即闻、看、摸。1.闻（嗅觉检查）判别有无异味，机床运动部分发生剧烈摩擦、电气绝缘烧损，会产生油、烟气、绝缘材料的焦糊味，放电会产生臭氧味。2.看（视觉检查）观察有无烧灼痕迹、机械损伤，电阻及导线是否变色；运转和密封部位有无异常的飞溅物、溢出物、脱落物等；断路器、热继电器是否跳闸，熔断器是否熔断，电源是否缺相，三相是否严重不平衡，电压是否正常；电气器件上的零件有无断线、脱落、卡死、接头松动等情况；开关手柄的位置是否合适；操作者的操作过程是否正确等。3.摸（触觉检查）用手的触觉辨别机床旋转部位及电动机有无异常振动，运动时有无冲击和振动也是机床发出来的一种二次信息，运用这种二次信息判别故障范围及有故障的零部件。触觉还能检查机床及电气设备温升是否正常，温度在50℃时手感觉较烫；60℃时手感很烫，一般只能忍受10s；70℃时只能忍受3s，并且接触部位出现红色；80~120℃以上时，只能瞬时接触一下。有的机床由于继电器、接触器辅助触头弹簧压力低，稍有振动即能发生误动作。为了判断，可用螺钉旋具木柄轻轻叩击，看机床电器元件是否跳闸来判断开关、接触器动作是否灵活，有无卡死的现象。三、故障范围分析方法（一）把故障范围缩小至可怀疑的回路中机床各电气回路中的电路很复杂，分析起来还是比较困难，这时可把回路电路分解成环节电路。所谓环节电路就是用一个或若干个电气件用导线连接起来，完成某种单一功能的电路。机床电路按功能环节可分为电动机起动环节电路、电动机制动环节电路、电动机调速环节电路、保护环节电路、电气联锁环节电路、控制环节电路、监视环节电路等。根据上述细化了的环节电路功能，与故障特征相对照，可将故障范围缩小至某一环节电路内。但有时由于环节电路之间相互渗透、交叉，可能出现一种故障现象，却可列举出引起故障的一系列因素。要用简单的方法把这些因素一一查清，会浪费许多时间。这时可以采用模糊集合诊断理论，所谓模糊集合诊断理论就是首先列出导致故障的因素集，用对比排列法，将引起故障的因素两个两个地相互对比，评定哪个因素导致故障的可能性大，然后再将优选出来的因素进行对比，这样即可确定其先后排列次序。但在实施时，一定要考虑一般通用的检修故障的原则，即先易后难、先表后里，这样就能用较短时间，排除可疑因素，缩小范围，少走弯路。（二）分析故障的六种方法当电路故障可能存在于某一电路中时，寻找故障点及故障元件通常可采用经验法、电压法、电流法、电阻法、跨接短路法、元件替代法等。1.经验法一个有丰富实践经验的维修人员在处理他所熟悉的机床电路故障时，能根据机床所反映出来的故障现象特征，不用全面检查，就能准确作出判断，直接确定故障点或故障元件。经验可从以下六个方面得来：（1)多实践有经验的维修人员，一般都会做到眼勤、手勤、脑勤、腿勤、口勤。眼勤：看，注意观察分析别人在处理故障时的工作程序、工作方法，从中吸取有益的知识。手勤：勤动手，实践出真知，只有多动手排除故障，才能熟能生巧、积累经验。脑勤：想，遇到问题，既要肯于动脑，又要善于动脑。腿勤：勤跑腿，要不厌其烦地多方查找资料、数据，搜集有关知识。口勤：虚心向别人求教，认真听取别人对故障的分析以及对排除故障的有益建议。（2)多积累每次处理完故障后，应写好修理笔记。最好能写出如何从故障现象出发，运用理论进行分析以排除故障的过程。（3)多总结零散的经验对修复故障固然有一定指导意义，但远远不及经过总结归纳，高度系统化、理论化的经验更有用。应每隔一段时间，把自己的修理经验分门别类进行总结，这对提高理论修养、丰富经验是相当重要的一步。（4)多阅读应多阅读书籍杂志中有关经验介绍的文章，要借鉴别人的经验但不能生搬硬套，要弄懂别人的经验要点，然后再在实际中去验证，将它变为自己的直接经验。验证是很重要的一环，只有经过验证，才能理解得更清楚，体会得更深刻，记忆的更深刻。（5)多问在处理故障过程中，有时基于某种巧合，故障被解决了。但是这种解决方法从理论上解释不通，被认为是一种偶然性的。其实偶然中也有必然性，能解决实际问题的方法应能在理论上找到依据。一时用理论解释不了，一般是对故障实质认识不深、了解不透，或是个人理论水平有限。这时不应放弃，把它记录在备忘录本上，有时间就进行思考，参阅有关理论书籍若有所获，及时记录下来。久而久之，便能获得进一步认识，一些偶然性的问题就不在偶然了。2.电压法所谓电压法就是机床电路在带电正确操作下，测量各接点之间的电压值与机床正常工作时的电压值相比较，以此来判断故障点或故障元件所处位置，这是一种既迅速准确又行之有效的方法。（1)测量工具测量电压一般使用三种工具：万用表、低压验电器、试灯。1)低压验电器。低压验电器又称试电笔(简称电笔)。按其结构形式分为螺钉旋具式、钢笔式；按其显示元件不同分为氖管发光指示式、数字显示式。氖管发光指示式验电器由氖管、电阻、弹簧、笔身、笔尖等部分组成。氖管的起辉电压一般为60—80V(不应高于90V，也不应低于50V)；起辉电流为l～2uA。使用低压验电器应注意：①使用以前，应先检查验电器是否完整，内部有无柱形限流电阻。若无电阻，严禁使用。否则，将发生触电事故。验电前，应将验电器在确实有电处测试，只有氖管发光，才可使用。②握笔姿势应正确，一般以右手握住电笔，以食指触及笔尾的金属体，笔尖触及被测物体，使氖管小窗背光朝向自己。测试时，防止笔尖同时搭在两线上。③当被测试点对地电位超过氖管起辉电压时才能起辉显示。因此只适用于检测对地电位高于起辉电压的场所，同时它只能作定性检测，不能作定量检测。④氖管起辉发光消耗功率极低，但由绝缘电阻和分布电容引起的电流也能起辉，容易造成错误判断。⑤当三相电路相间有控制和照明变压器时，用验电器无法判断电源是否缺相。⑥熔断器熔体熔断，管壁上附有金属蒸气，也会造成误判。2)万用表。使用万用表测量电压，测量范围很大，交直流电压均能测量，是使用得最多的一种工具。电压分阶测量法如图7-1-2所示图7-1-2电压分阶测量法示意图3)试灯。试灯也是经常用来测量电压的一种工具。它消耗的功率大，不会对虚假电压、静电作出错误判断，虚假电压、静电均不会使试灯亮，因此它的可靠性高。还可利用试灯的亮度对电压值作出大致的判断，不过它的测量范围受灯泡额定电压的限制，过高或过低都不能使用。(2)用电压法检查一般电路故障的步骤：1)首先熟悉预计有故障的线路及各点的编号。弄清线路走向、元件部位，核对编号。2)了解线路各点正常时应具有的电压值。3)记录各点测量值，并与正常值比较，作出分析判断。(3)应注意的问题在实施电压法检测故障时应注意的几个问题是：1)测量电压时一定要细心，并且要反复检查结果，因为即使是一个熟练人员有时也会弄错测量点，或者偶然用错表的量程。如果测错了，会白白浪费许多时间。2)测量电压时应首先测量电源电压是否正常，池电压在空载时低于额定值的90％应更换。3)变压器输出电压不正常，而输入电压正常时，应切断负载进行空载电压测量。如果空载正常，负载电压低于空载电压的90％，则不是负载过重，就是有局部短路。如果输入电源电压正常，接上变压器后一次绕组不正常，那就是一次绕组有故障。4)稳压装置输出电压不稳压，应切断负载。如果这时还不能稳压，而输入电压在允许范围内，就说明稳压装置有故障。5)测量直流电压时，应注意极性和预先估计数值。6)在测量电压时，应按图样要求认准参考点，先将电压表的一端与参考点接牢，再用表笔碰触测量点另一端。7)当大电流回路接触电阻过大时，会产生严重过热现象。测量接头两端电压，根据电流可算出接触电阻值。如一时不能停机，可用导线分流，减轻接触电阻损耗。但完工后应及时进行修理，不可长期使用。3.电流法电流法的作用有两个：一个是利用电流的热效应，来暴露机床电路中短路故障点；另一个是通过测量电流的有无，来判断短路故障点位置。(1)机床电路不带电的电流法当机床电路带电检查有危险，或可能使故障范围扩大的情况下可用此法。具体方法如下：用10uF2kV油浸电容器一只，用两根绝缘良好的导线连接好，摇动1000V绝缘电阻表向其充电，当绝缘电阻表读数稳定在200兆欧以上时，可认为电容器已基本充足电。此时绝缘电阻表仍不停地转动，将两根导线迅速脱离绝缘电阻表，将充足电的电容器向故障电路放电，形成一次强脉冲电流，使故障点产生局部高温、击穿接通，有时能看见火花，或闻到糊味。有火花或糊味处即为故障点。一次不行，可重复多次，直到故障点暴露为止。(2)机床电路带电的电流法如果电气器件紧凑、线路过长、短路故障不明显，但已知是对地短路时，可在熔断器两端并联灯泡，换上熔体后继续通电。当熔体熔断时，灯泡便自动串入线路，让电流流过短路点。由于灯泡限制了短路电流，因此不至于使故障扩大，同时又有助于找到故障点。当短路故障不知是发生在相与相间，还是相与地间时，先用两只220V、100w灯泡串联后接入，检查若发现是相与地短路，可用开关短接一个灯泡以增加电流，便能找到故障点。(3)其他方法电流法除了检查短路故障点外，还可在下列情况使用：1)检查三相电路是否平衡。交流电动机三相电流不平衡，可用钳形电流表来检查。当然检查交流电动机是否过载，也可用钳形电流表。2)检查晶闸管导通与否。晶闸管导通后，流过的电流为脉动直流，大小随时间不断变化，用钳形电流表能够测量出数值。检查方法是将钳形电流表套在晶闸管阳极或阴极上，如果钳形表能指示数字，说明晶闸管已导通；如不能指示数字，则不是触发回路有问题，就是主回路有问题。3)用钳形电流表能检查三相可控整流电路中每相晶闸管流过的负载电流是否均衡，并联的晶闸管所流过负载电流是否均衡。4．电阻法所谓电阻法就是在电路切断电源后，用仪表测量电阻值，通过对电阻值的对比，进行电路故障检测的一种方法。它通常用于当电路带电时会发生跳火冒烟，使故障进一步扩大，或使人身安全受到威胁时。使用的仪表有：欧姆表、万用表、通断测试器等。电路断路故障时，利用电阻法对线路中的断线、触头虚接、导线虚焊等故障进行检查，可以找到故障点。用电阻测量法检查故障时一定要断开电源。如被测的电路与其他电路并联时，必须将该电路与其他电路断开，否则所测得的电阻值是不准确的。测量高电阻值的电器元件时，万用表的选择开关应旋至合适的电阻挡。具体测量方法如下：（1)分阶测量法电阻的分阶测量法如图7-1所示。图7-1-按下起动按钮SB2，接触器KMl不吸合，该电气回路有断路故障。用万用表的电阻挡检测前应先断开电源，然后按下SB2不放松，先测量l-7两点间的电阻，如电阻值为无穷大，说明1-7之间的电路断路。然后分阶测量1-2、1-3、l-4、1-5、l-6各点间电阻值。若电路正常，则上述各两点间的电阻值为“0”；当测量到某标号间的电阻值为无穷大，则说明表笔刚跨过的触头或连接导线断路。（2)分段测量法电阻的分段测量法如图7-1-3所示。检查时，先切断电源。按下起动按钮SB2，然后依次逐段测量相邻两标号点l-2、2-3、3-4、4-5、5-6间的电阻。如测得某两点间的电阻为无穷大，说明这两点间的触头或连接导线断路。例如当测得2-3两点间电阻值为无穷大时，说明停止按钮SBl或连接SBl的导线断路。图7-1-5．短接法继电器-接触器控制线路的故障多为断路故障，如导线断路、虚连、虚焊、触头接触不良、熔断器熔断等。对这类故障，用短接法查找往往比用电压法和电阻法更为快捷。检查时，只须用一根良好的导线将所怀疑的断路部位短接。当短接到某处，电路接通，说明故障就在该处。（1）局部短接法。局部短接法如图7-1-3所示。按下启动按钮SB2时，若KM1不吸合，说明电路中存在故障，可运用局部短接法进行检查，检查前，先用万用表测量（1-6）两点间的电压，电压不正常，不能用短接法检查。在电压正常的情况下，按下启动按钮SB2不放，用一根绝缘良好的导线，分别短接标号相邻的两点，如（1-2）、（2-3）、（3-4）、(4-5)当短接到某两点时，KM1吸合，说明这两点间存在断路故障。注意：千万不能将（5-6）两点短接！否则，会将电源短路。（2）长短接法。常短接法是用导线一次短接两个或多个触头查找故障的方法。相对局部短接法，长短接法有两个重要作用和优点。一是在两个以上触头同时接触不良时，局部短接法很容易造成判断错误，而长短接法可避免误判。以图7-1-3为例先用长短接法将（1-5）点短接如果KM1吸合，说明（1-5）这段电路有断路故障，然后再用局部短接法或电压法、电阻法逐段检查，找出故障点；二是使用长短接法，可把故障压缩到一个较小的范围。如先短接（1-3）点，KM1不吸合，再短接（3-5）点，之间的电路中，KM1不吸合，说明故障在（3-5）点之间的电路中，再用局部短接法即可确定故障点。图7-1-4局部短接示意图注意：短接法是带电操作，因此要切实注意安全。短接前一定要看清电路，防止错接，烧坏电器设备；另外短接法只适用于检查连接导线及触头一类的断路故障。对线圈、绕组、电阻等断路故障，不能采取此法。学习情境二M7120型平面磨床电气控制线路的故障分析与检修学习目标学习目标1．能够按照电路图，分析常见故障原因。2．能够熟练运用常用的故障排除方法排除故障。知识准备知识准备参照任务六图6-1-4所示M7120型平面磨床电气控制线路原理图进行电气线路故障分析与检修，常见的电气故障如表7-2-1所示表7-2-1电气控制线路常见故障分析与检修故障现象可能原因处理方法砂轮电动机M2不能起动电源开关QS接触不良或损坏检修或更换电源开关熔断器FUI、FU2或FU3熔断更换熔体，并检查熔断原因热继电器FR2、FR3常闭触头接触不良或过载脱扣将热继电器复位或更换热继电器，并检查过载脱扣原因接触器KM2线圈损坏、主触头接触不良或损坏检修或更换接触器KM2按钮SB1、SB4或SB5接触不良或损坏检修或更换故障按钮欠压继电器KV未吸合检查失磁保护回路、整流电源，并修复故障电动机M2本身故障检修或更换电动机M2液压泵电动机M1不能启动电源开关SC1接触不良或损坏检修或更换电源开关熔断器FUI、FU2或FU3熔断更换熔体，并检查熔断原因热继电器FR1常闭触头接触不良或过载脱扣将热继电器复位或更换接触器KM1线圈损坏或主触头接触不良或损坏检修或更换接触器KM1按钮SB1、SB2或SB3接触不良或损坏检修或更换有故障的按钮欠压继电器KV未吸合检查失磁保护回路、整流电源，并修复故障电动机M1本身故障检修或更换电动机M2砂轮只能下降，不能上升接触器KM3线圈损坏或主触头接触不良或损坏检修或更换接触器KM3接触器．KM4的常闭触头KM4(15一16)接触不良或损坏检修KM4触头，必要时更换接触器按钮SB6接触不良或损坏检修或更换SB6电磁吸盘没有吸力熔断器FU2、FU4或FU5熔断更换熔体，并检查熔断器XP2、XS2接触不良修复或更换XP2或XS2电磁吸盘线圈损坏重绕电磁吸盘线圈接触器KM5线圈损坏，主触头接触不良或损坏，或控制回路其他元件故障检修或更换接触器KM5及其他损坏的电器元件控制变压器TC线圈损坏检修或更换变压器TC整流器VC损坏更换VC小贴士小贴士平面磨床电磁吸盘的修理(1)电磁吸盘的结构如图7-2-1所示，它由盘体、线圈、面板三部分组成。盘体的材料大都采用铸钢。其中间为凸极，与盘体一起铸成。凸极外围嵌有线圈。面板由接合盘体的多块铁心块组成，图7-2-11-工件2-铁心块3-隔磁层4-挡板5-凸极6-线圈7-铁心块8-盘体铁心块与铁心块之间填有非磁性材料(巴氏合金和黄铜)的绝缘层隔磁。当电磁吸盘线圈通以直流电时，铁心被磁化，形成N极与s极，产生图7-2-1虚线所示的磁通。磁力线从盘体、铁心块，面板经吸盘上的工件，再从面板的铁心块、盘体形成闭合回路。如无隔磁层，大部分磁力线会通过面板回去，而不能吸持工件。电磁收盘线圈不能通以交流电，因为交流电会使工件产生振动和涡流，振动妨碍工作，涡流会导致发热，烧毁线圈，所以电磁吸盘的线圈只能通以直流电。国产磨床电磁吸盘的技术数据见表7-2-2～表7-2-4。表7-2-2配套机床台面尺寸/mm×mm额定电压/V额定电流/A耐压/V绝缘电阻兆欧线径￠/mm2匝数M7120型200×5601100.761500﹥50.571800M7130型300×6801101.541500﹥50.571700M7150型250×600（6块）1101.31500﹥50.83118M7112型125×3001100.31500﹥50.332800M7132型320×10001102.21500﹥50.741270MG7125型250×6001101.31500﹥50.831180表7-2-3圆台平面磨床电磁吸盘的主要规格及数据配套机床吸盘直径￠/mm额定电压/V额定电流/A线径￠/mm2匝数M7475B7801104.22.02700M7480992.31.561083M7410010001104.52.26465表7-2-4电磁吸盘的线圈数据配套机床线圈号线圈直径电阻/欧(20℃)M7475B型12.223.7635.3346.9058.43M7475B型14.7128.45312.2415.92519.7623.4M74100型11.1121.9032.6943.4954.2765.0675.86(2)电磁吸盘的修理电磁吸盘的线圈损坏需重绕时，其圈数及导线规格应与原来的一致，可参照表7-2-2～表7-2-4中数据。绕制线圈时，若选用的导线截面偏大，则电阻小，流过线圈的电流就大，温升高；若选用的导线截面偏小，则电阻大，流过的电流小，电磁吸盘的吸力就比原来的要小而影响使用。线圈绕好后用布带包扎，先放入烘箱，在(120±10)℃的温度下预热5～6h，然后取出线圈放入绝缘漆(三聚氰胺醇酸树脂漆或氨基醇酸树脂漆)中浸20～30min，取出滴干，再放入烘箱，在90～100℃1)将电磁吸盘的槽底清理平整，垫上青壳纸，放入线圈，再垫上绝缘纸，线圈两侧和上方应留有23mm左右的间隙。2)将5号绝缘胶熔化后浇灌到与吸盘外缘相平的程度，出线处事先用棉丝堵塞，防止绝缘胶漏出。3)冷却后，清理盘体表面，铲除凸出部分，涂上一层用二甲苯或汽油稀释的5号绝缘胶，覆上一层0．2mm厚的纯铜皮或聚酯薄膜，再涂上稀释的绝缘胶后，盖上面板，旋紧螺钉，使线圈严密封闭。4)将线圈出线引至吸盘外的接线盒内接好，浇灌绝缘胶封固。5)进行吸力测试，用电工纯铁或10钢做成试块，跨放在两极之间，用弹簧秤在垂直方向拉试，拉力应达60N／cm2。剩磁吸力应小于充磁吸力的10％。线圈与盘体间的绝缘电阻应大于5兆欧。任务实施任务实施M7120型平面磨床电气控制线路的故障检修1．目的要求掌握M7120型平面磨床电气控制线路的故障分析及检修方法。2．工具与仪表如表7-2-5表7-2-5主要实训器材序号实训器材名称图例作用备注1万用表测试常用电工元器件的直流电阻，并区分好坏。注意选择欧姆档，断电测试2500V兆欧表用来测量电动机的绝缘电阻又称绝缘电阻表，测量前应检查兆欧表的好坏3钳形电流表用来测量电源和电动机的三相电源选择电压档，带电测量4钢丝钳剪断导线电工使用的是带绝缘手柄的5剥线钳剥削导线绝缘皮6螺钉旋具拆卸导线有“一”字和“十”字两种3．检修步骤及工艺要求