电机与电气控制技术（第3版）（微课版）（AR版）课件第7章 典型设备的电气控制电路

7.1典型设备的电气控制电路基础7.2C650普通卧式车床的电气控制电路

第7章典型设备的电气控制电路7.3M7130型平面磨床电气控制电路7.4Z3050型摇臂钻床电气控制电路7.5T68型卧式镗床电气控制电路7.6X62W型卧式万能铣床电气控制电路7.7桥式起重机的电气控制电路自学提示

本章从常用机床的电气控制入手，了解机床上机械、液压、电气三者的配合关系，学会阅读、分析机床电气控制电路的方法、步骤，加深对典型控制环节的理解用应用。

要求：了解机床的基本结构、运动形式、加工工艺要求，明确控制要求。熟悉机床电路主电路、控制电路的分析及其机、电、液压等之间的配合关系。掌握常用机床电气控制电路的方法，加深对典型控制环节的理解。7.1典型设备电气控制电路基础

1.设备说明书阅读这设备说明书时，重点掌握以下几点：7.1.1典型设备电气控制电路的分析内容①设备的构造，主要技术指标，机械、液压、气动部分的传动方式与工作原理；②电气传动方式，电动机执行电器的数目、规格型号、安装位置、用途和控制要求；③了解设备的使用方法，了解各个操作手柄、开关、按钮、指示信号装置及其在控制电路中的作用；④充分了解与机械、液压部分直接关联的电器，如行程开关、电磁阀、电磁离合器、传感器、压力继电器、微动开关等的位置、工作状态；了解这些电器与机械、液压的作用；特别需要了解机械操作手柄与电器开关元件之间的关系；液压系统与电气控制的关系。2.电气控制原理图

电气控制原理图是依据简单、清晰的电气元器件展开形式进行绘制的，它不按电气折实际位置典型设备电气控制电路分析的中心内容，由主电路、控制电路、辅助电路、保护及联锁环节以及特殊控制电路等部分组成。在分析电气原理图时，必须与阅读其他技术资料相结合，根据电动机及执行元件的控制方式、位置和作用以及各种与机械有关的行程开关、主令电器的状态深入理解电气工作原理。3.典型设备的总装接线图

通过阅读、分析典型设备的电气总装接线图，可以了解电气控制系统各部分的组成以及分布情况、连接方式、主要电气部件的布置、安装要求与导线和导线管的规格型号等。若要清晰了解典型设备的电气安装情况，阅读分析其总装接线图至关重要。2.电气控制原理图电气控制原理图是依据简单、清晰的电气元器件展开形式进行绘制的，适用于分析研究电路的工作原理，且为其他电气图的依据，在设计部门和生产现场获得广泛的应用。电气控制原理图不按电气元器件实际位置来画，原理图中并不反映电气元器件的大小和安装位置，但它是按照国家标准规定的图形符号来表示电气元器件，再用导线将这些导电部件连接起来以反映其控制原理。在分析电气原理图时，必须与阅读其他技术资料相结合，根据电动机及执行元件的控制方式、位置和作用以及各种与机械有关的行程开关、主令电器的状态深入理解电气工作原理。4.电气元件布置图与接线图认真阅读电气元件布置图与接线图，可迅速方便地找到典型设备上各电器元件的测试点，了解电气控制系统的安装、调试、故障检修等。

典型设备电气原理图阅读分析的基本原则是：1.先机后电：对典型设备有一个总体了解，为分析电路做好准备；2.先主后辅：先阅读分析主电路，再分析和阅读控制电路。3.化整为零：以化整为零的原则理解和分析控制电路各部分功能。4.集零为整、统观全局：在认清局部之间的控制关系、联锁关系、机电液的配合情况以及各种保护环节的基础上，统观全局。5.总结特点：根据不同典型设备的各自控制特点，给予总结可以加深对全局控制原理的理解。7.1.2典型设备电气原理图的阅读分析方法试述典型设备电气控制电路分析的主要内容。典型设备电气原理图阅读分析的基本原则是什么？问题与思考7.2C650普通卧式车床的电气控制电路

普通卧式车床主要用来车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型表面，并可以通过尾架进行钻孔、铰孔、攻螺纹等加工。

7.2.1主要结构和运动情况C650卧式车床属中型车床，加工工件回转半径最大可达1020mm，长度可达3000mm。其结构主要有床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杆和光杆等部分组成。1-进给箱2-挂轮箱3-主轴变速箱4-溜板与刀架

5-溜板箱6-尾架7-光杆8-丝杆9-床身C650卧式车床结构组成车床的主运动是主轴通过卡盘带动工件的旋转运动。C650卧式车床运动情况溜板箱带动刀架沿床身导轨纵向移动，其上面有横向导轨。可沿床身的导轨作纵向直线运动。在纵向溜板1上有经过精确加工的燕尾形导轨，横向溜板2即在此导轨面上移动。车床的进给运动是溜板带动刀架的纵向和横向直线运动。

从车削加工工艺出发，对各电动机的控制要求如下：7.2.2C650车床对电气控制的要求为便于对工件作调整运动、对刀操作，要求主轴电动机能实现单方向的点动控制，同时主轴电动机定子回路串入电阻以获得低速点动。主轴电动机停车时，由于加工工件转动惯量较大应采用反接制动。要求主轴电动机M1的功率为20kW，采用空载全压起动方式，能实现正、反转的连续运行。由于不同工件的切削速度各不相同，C650普通车床要求主轴有较大的调速范围。车床大多采用机械方法调速，变换主轴箱外的手柄位置，可以改变主轴的转速。另外，电路应有必要的保护和联锁，还要有安全可靠的照明电路。要求冷却泵电动机M2采用直接起动方式，单向旋转，连续工作。要求快速移动电动机M3单向点动、连续运转。7.2.3C650车床的电气控制电路C650车床的电气控制主电路分析M1是主轴电动机，FU1为主轴电动机的短路保护，FR1为M1的过载保护，R为限流电阻。电动机M1电路接线的第一部分由正反转接触器KM1和KM2的两组主触点构成的电动机正反转接线；第二部分为电流表A经电流互感器TA接在M1的动力回路上，以监视电动机绕组工作时的电流变化，并利用时间继电器KT的延时打开的常闭触点，在启动的短时间内将电流表暂时短接；第三部分为串联电阻R的限流控制部分，在进行点动调整时，为防止连续的启动电流造成电动机过载，利用KM3的主触点串入限流电阻R，以保证电路设备正常工作。速度继电器KS的速度检测部分与M1的主轴同轴相连，在停车制动过程中，当主轴电动机转速接近零时，KS动合触点可将反接制动相应电路切断，完成M1的制动。C650车床的电气控制主电路分析冷却泵电动机M2由交流接触器KM4的主触点控制单向连续运转和停车，FU2是M2的短路保护用熔断器，FR2为M2的过载保护用热继电器。C650车床的电气控制主电路分析快速移动电动机M3由交流接触器KM5的主触点控制单向旋转的点动控制，获得短时工作，FU3是M3的短路保护用熔断器。C650车床的控制电路分析由控制变压器TC供给控制电路交流电压110V，照明电路交流电压36V。FU5为控制电路短路保护用熔断器，FU6为照明电路短路保护用熔断器，局部照明灯EL由主令开关SA控制。C650车床的控制电路分析主轴电动机M1的点动控制过程：按下点动控制按钮SB2→KM1线圈通电→主触点闭合，电动机经限流电阻R接通电源，在低速下启动运转→松开点动控制按钮SB2→KM1线圈失电，电动机M1断电停车。C650车床的控制电路分析M1的正转控制：按下正转启动按钮SB3→KM3首先通电吸合，其主触头闭合将限流电阻R短接→KM3的辅助常开触头闭合，使中间继电器KA线圈得电→KA辅助常开触头闭合，使接触器KM1线圈通电，其辅助常开触头闭合，对SB3形成自锁，KM1常闭触头打开，对电动机反转控制电路形成互锁。M1主电路中的KM3主触头闭合，主轴电动机不经限流电阻全压正转启动运行。同时KA常开触头闭合，为KM2线圈得电做准备。C650车床的控制电路分析M1的反转控制：按下反转启动按钮SB4→KM2线圈通电吸合，其主触头闭合电动机反转→KM3的辅助常开触头闭合，对SB4形成自锁，KM2常闭触头打开，对电动机反转控制电路形成互锁。主轴电动机全压反转启动运行。C650车床的控制电路分析反接制动：M1正、反转运行停车时均有反接制动，反接制动时电动机M1主电路串入限流电阻R，电气原理图中的KS-1为速度继电器正转闭合触头，KS-2为反转闭合触头。C650车床的控制电路分析反接制动过程：制动时按下SB1，控制线路中所有电磁线圈都将断电，主电路中接触器KM1、KM3主触点断开，KM1辅助常开断开，辅助常闭闭合，电动机断电降速；由于此时电动机转速仍较高，速度继电器KS-1仍为闭合状态。当松开停止按钮SB1时，则经KA常闭触头、KS-1闭合状态、KM1辅助常闭使KM2线圈得电，主电路中KM2主触头闭合，主轴电动机反转，当转速过零时，KS-1打开，撤除电动机转子上的反转转矩，电动机停车。C650车床的控制电路分析刀架与冷却泵的控制：刀架的快速移动与冷却泵控制。转动刀架快速移动手柄→压动限位开关SQ→接触器KM5通电，KM5主触点闭合，电动机M3接通电源启动。C650车床电气控制原理电路分析7.2.4C650车床的电路特点4.具有完善的联锁和保护。1.采用三台电动机拖动，其中车床溜板箱的快速移动由一台电动机拖动。2.主轴电动机不但有正反转运动，还有单向低速点动的调整控制，同时正、反转停车时均具有反接制动控制。3.设有检测主轴电动机工作电流的辅助电路。7.2.5C650-2型卧式车床常见电气故障的诊断与检修

以上可能出现的故障原因及检修可参看课本P191页或查看相关资料。1.主轴电动机不能起动

2.主轴电动机缺相运行3.主轴电动机起动后不能自锁4.按下停止按钮主轴电动机不能停车5.冷却泵电动机不能起动6.快速移动电动机不能起动如果C650普通卧式车床的主轴电动机起动后不能自锁，故障原因是什么？

什么是C650普通卧式车床的主运动？该车床的进给运动包括哪些？主运动和进给运动是如何调节速度的？

C650普通卧式车床由几台电动机拖动?其中冷却泵电动机M2有什么电气控制要求？

问题与思考7.3M7130型平面磨床电气控制电路M7130型卧轴矩形工作台平面磨床型号中的M表示磨床，7表示平面，1表示卧轴矩台式，30表示工作台工作面的宽度为300mm。7.3.1平面磨床的主要结构和运动情况平面磨床的床身上固定有立柱，沿立柱的导轨上装有滑座，砂轮箱能沿滑座的水平导轨作横向移动。砂轮轴由装入式砂轮电动机直接驱动，并通过滑座内部的液压传动机构实现砂轮箱的横向移动。平面磨床的运动情况

磨床的进给运动包括垂直进给、纵向进给和横向进给3种形式。

砂轮的旋转运动是磨床的主运动。磨床的砂轮与砂轮电动机均装在砂轮箱内，砂轮直接由砂轮电动机带动旋转。

砂轮箱和滑座一起沿立柱上的导轨作上下垂直进给运动；

工作台带动电磁吸盘和工件作纵向进给的往返运动；

砂轮箱沿滑座上的燕尾槽所作横向进给运动。7.3.2磨床的电力拖动特点及电气控制要求1.电力拖动特点①平面磨床的砂轮电动机拖动砂轮作旋转运动；液压泵电动机拖动液压泵供出供出压力油；冷却泵电动机拖动冷却泵供给磨削加工时需要的冷却液。②为保证加工精度，保持磨床运动平稳，工作台往返运动换向时惯性较小、无冲击，采用液压传动。③要求砂轮有较高的转速，采用两极鼠笼型异步电动机拖动；为提高砂轮主轴的刚度，采用装入式电动机直接拖动。④为减小工件在磨削加工中的热变形，使用冷却液。⑤平面磨床用电磁吸盘以吸持较小加工工件，同时允许在磨削加工中因发热变形的工件能够自由伸缩，保持加工精度。2.电气控制要求①要求砂轮由一台笼型异步电动机拖动，因砂轮转速不需要调节，对砂轮电动机没有电气调速、反转的要求，可直接起动。②纵向和横向进给运动采用液压传动，要求由一台液压泵电动机驱动液压泵，对其没有电气调速、反转和降压起动的要求。③冷却泵电动机与砂轮电动机要求具有联锁关系，即砂轮电动机起动后才能开动冷却泵电动机。④要求电磁吸盘具有退磁电路，为防止在磨削加工时因电磁吸盘吸力不足而造成工件飞出，要求电磁吸盘有弱磁保护环节。⑤要求平面磨床具有短路保护、电动机的过载保护等各种常规的电气保护环节，还要具有局部的安全照明装置。7.3.3M7130型平面磨床的电气控制电路图7.6M7130型平面磨床电气控制电路图M7130型平面磨床电气控制主电路的分析QS是电源引入开关，FU1是电气控制电路的短路保护，FR1、FR2是电路的过载保护。砂轮电动机M1和液压电动机M3分别由接触器KM1、KM2控制，由于磨床的冷却泵箱与床身是分开安装的，因此冷却泵电动机M2由插头插座X1接通或断开电源，需要提供冷却液时插上，不需要时拔下。当X1与电源接通时，冷却泵电动机M2受砂轮电动机M1启动和停转的控制。电动机M1、M2和M3均直接全压启动，单向旋转。M7130型平面磨床控制电路的分析控制电路采用380V电源，FU2作其短路保护熔断器。按钮SB1、SB2与接触器KM1组成砂轮电动机M1的启动、单向旋转、停止控制电路；按钮SB3、SB4与接触器KM2构成液压泵M3的单向旋转、启动、停止控制电路。M7130型平面磨床控制电路的分析电磁吸盘由转换开关SA2控制，SA2有3个位置：充磁、断电、去磁。待加工时，将SA2扳至右边的“充磁”位置，触点（301-303）、（302-304）接通，电磁吸盘被充磁，产生电磁吸力将工件牢牢吸持。加工结束后，将SA2扳至中间的“断电”位置，电磁吸盘线圈断电，这时可将工件取下。M7130型平面磨床电气控制电路的分析7.3.4平面磨床电气控制电路中的保护1.电磁吸盘的弱磁保护

在电磁吸盘线圈电路中串入欠电流继电器KA的线圈，KA的动合触点与SA2的一对动合触点并联（6-8），串接在砂轮电动机M1的接触器KMl线圈支路中，SA2的动合触点只有在“去磁”档才接通，在“充磁”档是断开的，从而保证了电磁吸盘在吸持工件时必须保证有足够的充磁电流，才能起动砂轮电动机M1；在加工过程中一旦电流不足，欠电流继电器KA动作，能够及时地切断KMl线圈电路，使砂轮电动机M1停转，避免事故发生。2.电磁吸盘的过电压保护电磁吸盘线圈的电感量较大，当SA2在各挡间转换时，线圈会产生很大的自感电动势，易使线圈的绝缘和电器的触点损坏。因此在电磁吸盘线圈两端并联电阻器R3作为放电回路。

在整流变压器T1的二次侧并联由R1、C组成的阻容吸收电路，用以吸收交流电路产生的过电压和在直流侧电路通断时产生的浪涌电压，对整流器进行过电压保护。3.整流器的过电压保护7.3.5平面磨床常见的故障诊断与检修M7130型平面磨床电路与其他机床电路的主要不同是电磁吸盘电路，在此主要分析电磁吸盘电路的故障。

当电磁吸盘没有吸力时，首先应检查三相交流电源是否正常，然后再检查熔断器FU1、FU2与FU4是否完好，接触是否正常，如上述检查均未发现故障，再检查电磁吸盘电路，包括欠电流继电器KA线圈是否断开，吸盘线圈是否断路等。

当电磁吸盘吸力不足时，则多半是工作电压低于额定值，如桥式整流电路的某一桥臂出现故障，使全波整流变成半波整流，造成整流桥输出的直流电压下降一半；也可能是电磁吸盘线圈局部短路，造成空载时整流桥输出电压正常，而接上电磁吸盘后电压低于正常值110V。1.电磁吸盘没有吸力或吸力不足

当电磁吸盘去磁效果差，造成工件难以取下时，应检查去磁回路有无断开或元件损坏。如果退磁的电压过高也会影响去磁效果，应调节R2使去磁电压一般为5～10V。此外，还应考虑是否有去磁操作不当的原因，如去磁时间过长等。

平面磨床电路较容易产生的故障还有控制电路中由转换开关SA2和欠电流继电器KA的动合触点并联的部分。如果SA2和KA的触点接触不良，就会造成接点（6-8）间无法接通，直接影响电动机M1和M2无法正常起动，平时应特别注意检查。2.电磁吸盘去磁效果差3.控制电路接点（6-8）的电器故障

如果M7130型平面磨床去磁效果差，应通过什么途径检查排除？M7130型平面磨床由几台电动机拖动?其中砂轮电动机M1有什么电气控制要求？什么是M7130型平面磨床的主运动？该磨床的进给运动包括哪些？问题与思考7.4Z3040型摇臂钻床电气控制电路

摇臂钻床是一种立式钻床，适用于单件或批量生产中带有多孔的大型零件的孔加工。Z3040型摇臂钻床型号含义：Z-表示钻床，3-表示摇臂钻床组，0-表示摇臂钻床型，40-表示最大钻孔直径为40mm。7.4.1摇臂钻床的主要结构和运动形式

摇臂钻床的套筒端套在外立柱上，外立柱套在内立柱中，套筒外伸的摇臂上装有主轴箱和主轴，另外还有底座、摇臂升降丝杠和工作台等部件组成。1.摇臂钻床的主要结构

摇臂钻床主要是用钻头钻削精度要求不太高的孔，另外还可用来扩孔、铰孔、镗孔，以及刮平面、攻螺纹等。2.摇臂钻床的运动形式

钻削加工时，主运动为主轴的旋转运动；进给运动为主轴的垂直移动；辅助运动为摇臂在外立柱上的升降运动、摇臂与外立柱一起沿内立柱的转动及主轴箱在摇臂上的水平移动。立式钻床卧式钻床深孔钻床多轴钻床等钻床分类7.4.2摇臂钻床的电力拖动特点和控制要求

摇臂钻床的运动部件较多，需使用多台电动机拖动。1.电力拖动特点M4为冷却泵电动机。

主轴电动机M1承担主轴钻削及垂直进给任务；

电动机M2承担摇臂的升降任务；

电动机M3承担内、外立柱的转动任务；

为适应多种加工方式的要求，摇臂钻床的主轴及进给应在较大范围内调速，但这些调速都是机械调速。1.电力拖动特点

主轴变速机构与进给变速机构均在变速箱内，由主轴电动机拖动。但变速时是通过手柄操作变速箱调速，对电动机无任何调速要求。

摇臂钻床在加工螺纹时，要求主轴电动机能够正转和反转。摇臂钻床的正转或反转一般都是采用机械方法来实现，因此对主轴电动机的要求只单方向旋转。2.控制要求

（1）摇臂的升降由单独的一台电动机拖动，并要求能够实现正反转。（2）摇臂的夹紧与放松以及立柱的夹紧与放松由一台异步电动机配合液压装置来完成。要求这台电动机能够正反转。摇臂的回转和主轴箱的径向移动在中小型摇臂钻床上通常都采用手动。（3）钻削加工时，对刀具时或工件进行冷却时，需要一台冷却泵电动机拖动冷却泵输送冷却液。（4）各部分电路之间应有必要的保护和联锁。（5）具有机床安全照明电路与信号指示电路。7.4.3摇臂钻床电气控制电路

冷却泵电动机M4功率很小，由开关QS直接控制其启动和停止。主轴电动机M1装在主轴箱顶部，带动主轴及进给传动系统，由交流接触器KMl控制，只要求单方向旋转。主铀的正反转由机械手柄操作。FRl是过载保护元件。

摇臂升降电动机M2装在主轴的顶部，由接触器KM2和KM3控制其正反转。因为M2为短时间工作，故不设过载保护电器。

液压油泵电动机M3可正向转动和反向转动。正向旋转和反向旋转的启动与停止由接触器KM4和KM5控制。热继电器FR2是液压油泵电动机的过载保护电器。该电动机的主要作用是供给夹紧装置压力油、实现摇臂和立柱的夹紧与松开。

7.4.3摇臂钻床电气控制电路SB2是主轴电动机的启动按钮SB1是停止按钮SB3是摇臂升降电动机M2的上升控制按钮SB4是摇臂升降电动机M2的下降控制按钮SB5是主轴箱及立柱的松开控制按钮

SB6是主轴箱及立柱的夹紧控制按钮

7.4.3Z3040型摇臂钻床电气控制电路照明灯的工作电压为36V，信号指示灯的工作电压为6V，均由控制变压器T提供。

摇臂的松、紧由液压系统完成，在电磁阀YV线圈通电吸合的条件下，液压泵电动机M3正转，正向供出压力油进入摇臂的松开油腔，推动松开机构使摇臂松开；若M3反转，则反向供出压力油进入摇臂的夹紧油腔，推动夹紧机构使摇臂夹紧。

Z3040型摇臂钻床电气控制原理电路分析7.4.43040Z摇臂钻床常见电气故障的诊断与检修

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，因此先检查一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，其动合触点在闭合时是否接触良好，限位开关SQl的两个触点有无接触不良等。1.摇臂不能松开

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线圈断线、主触点接触不良，KM5的动断互锁触点接触不良等。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。7.4.43040Z摇臂钻床常见电气故障的诊断与检修

除前述摇臂不能松开的原因之外，可能的原因还有：①行程开关SQ2的动作不正常，这是导致摇臂不能升降最常见的故障。如SQ2的安装位置移动，使得摇臂松开后，SQ2不能动作，或者是液压系统的故障导致摇臂放松不够，SQ2也不会动作，摇臂就无法升降。SQ2的位置应结合机械、液压系统进行调整，然后紧固。2.摇臂不能升降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。在排除了其他故障之后，应对此进行检查。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）。③摇臂上升或下降到极限位置时，限位保护失灵

检查限位保护开关SQl，通常是SQl损坏或是其安装位置移动。

④摇臂升降到位后夹不紧

如果摇臂升降到位后夹不紧（而不是不能夹紧），通常是行程开关SQ3的故障造成的。如果SQ3移位或安装位置不当，使SQ3在夹紧动作未完全结束就提前吸合，M3提前停转，从而造成夹不紧。

⑤摇臂的松紧动作正常，但主轴箱和立柱的松、紧动作不正常应检查：①控制按钮SB5、SB6，其触点有无接触不良，或接线松动。②液压系统出现故障。如果Z3050型摇臂钻床的摇臂移动后夹不紧，通常是什么原因造成的？

Z3050型摇臂钻床的主电路中共有几台电动机?哪几台电动机要求具有正、反转控制？什么是Z3050型摇臂钻床的主运动？该钻床的进给运动是什么？

问题与思考7.5T68型卧式镗床电气控制电路7.5.1镗床的主要结构和运动形式T68卧式镗床主要由床身、前立柱、镗头架、后立柱、尾架、下溜板、上溜板、工作台等部分组成。

镗床也是用于孔加工的机床，与钻床比较，镗床主要用于加工精确的孔和各孔间的距离要求较精确的零件。镗床的加工形式主要是用镗刀镗削在工件上已铸出或已粗钻的孔，另外，大部分镗床还可以进行铣削、钻孔、扩孔、铰孔等加工。T68卧式镗床型号各部分的含义：T-表示镗床，6-表示卧式，8-表示镗轴直径为85mm。

T68卧式镗床的主要运动形式有：主运动：镗轴和平旋盘的旋转运动。进给运动：镗轴的轴向进给，平旋盘刀具溜板的径向进给，镗头架的垂直进给，工作台的纵向进给和横向进给。T68卧式镗床的主要运动形式有：工件固定在工作台上，工作台由下滑座、上滑座和工作台三部分组成，下滑座可沿床身的水平导轨作纵向移动，上滑座可沿下滑座的导轨作横向移动，工作台则可在上滑座的环形导轨上绕垂直轴线转位，使工件在水平面内调整至一定的角度位置，以便能在一次安装中对互相平行或成一定角度的孔与平面进行加工。辅助运动：工作台的回转，后立柱的轴向移动，尾座的垂直移动及各部分的快速移动等。7.5.2卧式镗床的电力拖动特点和控制要求

卧式镗床的主运动和进给运动多用同一台异步电动机拖动。为了适应各种形式和各种工件的加工，要求镗床的主轴有较宽的调速范围，因此多采用由双速或三速鼠笼型异步电动机拖动的滑移齿轮有级变速系统。采用双速或三速电动机拖动，可简化机械变速机构。目前，采用电力电子器件控制的异步电动机无级调速系统已在镗床上获得广泛应用。1.电力拖动特点

为缩短辅助时间，卧式镗床的各进给运动部件要求能快速移动，一般由单独的快速进给电动机拖动，采用快速电动机正、反转点动控制方式。2.控制要求（1）主轴变速与进给变速均可在主轴电动机停车或运转时进行，为方便于变速后齿轮的啮合，要求有变速低速冲动过程。（2）由于各种进给量都有较大的调整范围，要求主轴电动机能够正反转；可以点动进行调整；并要求有电气制动，通常采用反接制动。（3）主轴电动机为双速电机，有高、低两种速度档位供选择，高速运转时应先经低速起动。（4）由于运动部件多，应设有必要的保护和联锁环节。T68型卧式镗床电气原理图7.5.3卧式镗床的电气控制电路分析主轴电动机M1，作为主轴旋转及常速进给的动力，同时还带动润滑油泵。1.主电路分析电动机M2作为各种进给运动的快速移动动力M1在制动、点动及主轴和进给的变速冲动时，为限制电流和减小机械冲击，均串入限流电阻R，运行时由KM3短接。1.主电路分析FU1提供全电路的短路保护空气开关QS为电源引入开关FU2是提供M2及控制电路短路保护的熔断器FR提供主电动机M1的过载保护2.控制电路分析由控制变压器TC提供110V工作电压，熔断器FU3提供变压器二次侧的短路保护。控制电路包括KMl～KM7共计7个交流接触器、KAl、KA2中间继电器2个、时间继电器KT共计10个电器的线圈支路，该电路的主要功能是对主轴电动机M1进行控制。相关行程开关的触点①正常工作时②变速时③变速后手柄推不上时

主轴变速SQ3（4-9）+－－SQ3（3-13）－++SQ5（14-15）－－+

进给变速SQ4（9-10）+－－SQ4（3-13）－++

SQ6（14-15）－++

主轴和进给变速行程开关SQ3～SQ6状态表T68型卧式镗床的电气控制原理电路分析7.5.4T68型卧式镗床常见电气故障的诊断与检修

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SQ7，由SQ7的动合触点（11-12）通、断来实现的。如果安装调整不当，使SQ7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因是SQ7损坏（或安装位置移动）：如果SQ7的动合触点（11-12）总是接通，则M1只有高速；如果总是断开，则M1只有低速。此外，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。1.主轴的转速与标牌的指示不符

2.M1能低速启动，但置“高速”挡时，不能高速运行而自动停机M1能低速启动，说明接触器KM3、KMl、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（13-20）能切断KM4线圈支路，而动合触点（13-22）不能接通KM5线圈支路。因此，应重点检查KT的动合触点（13-22）；此外，还应检查KM4的互锁动断触点（22-23）。按此思路，接下去还应检查KM5有无故障。

3.M1不能进行正反转点动、制动及变速冲动控制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，则故障可能出在控制电路13-20-21-0支路中有断开点。否则，故障可能出在主电路的制动电阻器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。T68型卧式镗床设置了哪些联锁和保护环节？

说一说T68型卧式镗床的主轴电动机的反接制动是按什么原则控制的？其主运动是什么？

T68型卧式镗床的进给运动包括哪些？问题与思考7.6X62W万能铣床电气控制电路

常用的万能铣床有X62W型卧式万能铣床和X53K型立式万能铣床，其电气控制电路经改进后两者通用，X62W型万能铣床型号的含义为：X-铣床，6-卧式，2-2号铣床，W-万能。7.6.1万能铣床的主要结构和运动形式

铣床主要结构包括床身、主轴部件、主传动装置、变速操纵机构、悬梁、刀杆支架、铣刀、导轨、升降台、进给运动和快速移动的传动装置及其操纵机构等。X62W万能铣床的运动形式主运动：主轴带动刀杆和铣刀的旋转运动；进给运动：包括工作台带动工件在水平的纵向、横向及垂直方向三个方向的运动；辅助运动：包括工作台在三个方向的快速移动。

图示为X62W万能铣床的几种主要的加工形式的主运动和进给运动示意图。7.6.2铣床的电力拖动形式和电气控制要求

铣床的主运动和进给运动各由一台电动机拖动，这样铣床的电力拖动系统一般由主轴电动机、进给电动机和冷却泵电动机三台电动机所组成。1.主轴电动机的拖动形式

主轴电动机通过主轴变速箱驱动主轴旋转，并由齿轮变速箱变速，以适应铣削工艺对转速的要求，电动机则不需要调速。由于铣削分为顺铣和逆铣两种加工方式，分别使用顺铣刀和逆铣刀，所以要求主轴电动机能够正反转，但只要求预先选定主轴电动机的转向，在加工过程中则不需要主轴反转。又由于铣削是多刃不连续的切削，负载不稳定，所以主轴上装有飞轮，以提高主轴旋转的均匀性，消除铣削加工时产生的振动，这样主轴传动系统的惯性较大，因此还要求主轴电动机在停机时有电气制动。2.进给电动机的拖动形式

进给电动机作为工作台进给运动及快速移动的动力，也要求能够正反转，以实现三个方向的正反向进给运动；通过进给变速箱，可获得不同的进给速度。为了使主轴和进给传动系统在变速时齿轮能够顺利地啮合，要求主轴电动机和进给电动机在变速时能够稍微转动一下，即带有变速冲动。3.冷却泵电动机的拖动形式

三台电动机之间要求有联锁控制，即在主轴电动机起动之后另两台电动机才能起动运行。冷却泵电动机只要求单向旋转。铣床的电气控制要求（1）铣床的主运动由一台笼型异步电动机拖动，直接起动，能够正反转，并设有电气制动环节，能进行变速冲动。（2）工作台的进给运动和快速移动均由同一台笼型异步电动机拖动，直接起动，能够正反转，也要求有变速冲动环节。（3）冷却泵电动机只要求单向旋转。（4）三台电动机之间有联锁控制，即主轴电动机起动之后，才能对其余两台电动机进行控制。7.6.3X62W万能铣床的电气控制电路X62W型万能铣床的电气控制原理电路分析7.6.4X62W型万能铣床常见电气故障的诊断与检修1.主轴电动机控制电路故障

从主电路到控制电路进行检查，即由电源、QSl、FUl、KMl的主触点、FR1到换相开关SA3顺序检查，因M1的容量较大，应注意检查KM1的主触点、SA3的触点有无被熔化，有无接触不良。此外，如果主轴换刀制动开关SAl仍处在“换刀”位置，SAl-2断开；或者SAl虽处于正常工作的位置，但SAl-2接触不良，使控制电源未接通，M1也不能起动。

重点检查电磁离合器YCl。如YCl线圈有无断线、接点有无接触不良，整流电路有无故障等等。此外还应检查控制按钮SB5和SB6。（1）M1不能起动（2）M1停车时无制动

如果在M1停车时主轴的制动正常，而在换刀时制动不正常，从电路分析可知应重点检查制动控制开关SAl。

故障的主要原因可能是：KMl的主触点熔焊。如果在按下停车按钮后，KMl不释放，则可断定故障是由KMl主触点熔焊引起的。应注意此时电磁离合器YCl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。（3）主轴换刀无制动（4）按下停车按钮后M1不停

如果在M1停车时主轴的制动正常，而在换刀时制动不正常，从电路分析可知应重点检查制动控制开关SAl。

故障的主要原因可能是：KMl的主触点熔焊。如果在按下停车按钮后，KMl不释放，则可断定故障是由KMl主触点熔焊引起的。应注意此时电磁离合器YCl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。（3）主轴换刀无制动（4）按下停车按钮后M1不停

由于主轴变速行程开关SQl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。（5）主轴变速时无瞬时冲动2.工作台进给控制电路故障

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KM3、KM4及与纵向进给相关的公共支路都正常，就应重点检查行程开关SQ2-1、SQ3-2及SQ4-2，即接线端编号为13-15-17-19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SQ2-1及SQ5-1、SQ6-1上了，一般情况下SQ5-1、SQ6-1两个行程开关的动合触点同时发生故障的可能性较小，而SQ2-1（13-15）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。（1）工作台不能纵向进给

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13-27-29-19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19-21和31-33-12支路存在故障的可能性。这样，故障点就已缩小到21-31（SQ4-1）的范围内，例如，可能是在多次操作后，行程开关SQ4因安装螺丝松动而移位，造成操纵手柄虽已到位，但其触点SQ4-1（21-31）仍不能闭合，因此工作台不能向上进给。（2）工作台不能向上进给

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SA2-3及其接线（19-21）上；但若变速冲动也不能进行，则要检查接触器KM3能否吸合，如果KM3不能吸合，除了KM3本身的故障之外，还应检查控制电路中有关的电器部件、接点和接线，如接线端2-4-6-8-10-12、7-13等部分；若KM3能吸合，则应着重检查主电路，包括M2的接线及绕组有无故障。（3）工作台各个方向都不能进给

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SB3、SB4和KM2，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YC3本身，常见的有YC3线圈损坏或机械卡死、离合器的动、静摩擦片间隙调整不当等。（4）工作台不能快速进给X62W型万能铣床对主轴电动机M1都有哪些控制要求？试述X62W型万能铣床型号各部分的意义。说一说万能铣床的主运动是什么？

X62W型万能铣床的进给运动包括哪些？问题与思考7.7桥式起重机的电气控制电路三峡1200/125t桥式起重机是世界上单钩起重量最大的起重机。三峡工程1200/125t桥式起重机主要用于吊装发电机组的转子(直径18.4米、重量1900吨)、定子等大型关键部件。

起重机是在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，又称吊车。起重机的工作特点是做间歇性运动，即在一个工作循环中取料、运移、卸载等动作的相应机构交替工作。

起重机包括桥式、门式、梁氏、旋转式、塔式、绳索式等多种。旋转起重机缆索起重机7.7.1桥式起重机的主要结构和运动形式

桥式起重机主要由桥架(又称大车）、大车移行机构、装有提升机构的小车、操纵室、小车导电装置（辅助滑线）、提升机构及起重机总电源导电装置（主滑线）等部分组成。1、主要结构

起重机的桥架由主梁、端梁、走台等部分组成。主梁跨架在车间的上空，主梁外侧安有走台，设有安全栏杆。图示左侧的走台上装有大车移行机构，图示右侧走台上装有小车电气设备供电的辅助滑线。

起重机主梁上方铺有导轨，供小车移动。整个桥式起重机在大车移行机构拖动下，沿车间长度方向的导轨移动。

图示为小车移行机构系统图。小车移行机构主要由小车电动机、制动器、联轴节、减速器及车轮等组成。小车电动机经减速器驱动小车主动轮，拖动小车沿导轨移动。小车安放在桥架导轨上，可顺车间宽度方向移动。

钢丝绳的一端装有吊钩，当卷筒转动时，吊钩就随钢丝绳在卷筒上的缠绕或放开而上升与下降。

图示为小车提升机构。提升机构由提升电动机、减速器、卷筒、制动器、吊钩等组成。提升电动机经联轴节、制动轮、与减速器联接。

当卷筒转动时，吊钩就随钢丝绳在卷筒上的缠绕或放开而上升与下降。对于起重量在15t及以上的起重机，备有两套提升机构，即主钩与副钩。

图示为起重机操纵室。操纵室是操纵起重机的吊舱，又称驾驶室。操纵室内有大、小车移行机构控制装置、提升机构控制装置以及起重机的保护装置等。

操纵室通常固定在主梁的一端，也有少数装在小车下方随小车移动的。操纵室上方开有走台的舱口通道，供检修大车与小车机械及电气设备时人员上下用。2、桥式起重机的运动形式①起重机由大车电动机驱动沿车间两边轨道所作纵向前后运动；②小车及提升机构由小车电动机驱动沿桥架上的轨道作横向左右运动；③在升降重物时由起重电动机驱动作垂直上下运动。7.7.2桥式起重机的技术参数1.起重量

起重量指起重机实际允许起吊的最大负荷量，以吨（t）为单位。国产的桥式起重机系列其起重量有5、10（单钩）、15/3、20/5、30/5、50/10、75/20、100/20、125/20、150/30、200/30、250/30（双钩）等多种。其中数字分子为主钩起重量，数字分母为副钩起重量。

桥式起重机按照起重量可分为三个等级，即5〜10t为小型，10〜50t为中型，50t以上为重型起重机。2.跨度

起重机主梁两端车轮中心线间的距离，即大车轨道中心线间的距离称为跨度，以米（m）为单位。国产桥式起重机的跨度有10.5、13.5、16.5、19.5、22.5、25.5、28.5、31.5m等，每3m为一个等级。

起重机吊具或抓取装置的上极限位置与下极限位置之间的距离，称为起重机的提升高度，以m为单位。常用的起升高度有12、16、12/14、12/18、16/18、19/21、20/22、21/23、22/26、24/26m等几种。其中分子为主钩提升高度，分母为副钩提升高度。3.提升高度4.运行速度

运行机构在拖动电动机额定转速下运行的速度，以m/min为单位。小车运行速度一般为40～60m/min，大车运行速度一般为100～135m/min。

通电持续率为工作时间与周期时间之比，一般一个周期通常定为10min。标准的通电持续率规定为15%、25%、40%、60%四种。5.提升速度

指提升机构电动机以额定转速取物上升的速度，以m/min为单位。一般提升速度不超过30m/min,依货物性质、重量、提升要求来决定。6.通电持续率7.工作类型

起重机按其载荷率和工作繁忙程度可分为轻级、中级、重级和特重级四种工作类型。起重量、运行速度和工作类型是桥式起重机最重要的三个参数。①轻级：工作速度低，使用次数少，满载机会少，通电持续率为15%。用于不需紧张及繁重工作的场所。②中级：经常在不同载荷下工作，速度中等，工作不太繁重，通电持续率为25%。③重级：工作繁重，经常在重载负荷下工作，通电持续率为40%，如冶金和铸造车间内使用的起重机。④特重级：经常起吊额定负荷，工作特别繁忙，通电持续率为60%，如冶金专用的桥式起重机。7.7.3桥式起重机对电力拖动和电气控制的要求①起重电动机经常处于启动、制动或反转工作状态，且负载时轻时重，受过载和机械冲击较大，属于频繁通、断电的重复短时工作制。与负载相同的长期工作制电机相比，温升不大，允许超载，要求其具有较强的过载能力。②

起重电动机往往是带负载启动，因此要求有较好的启动性能，即要求启动转矩大，启动电流小。③由于起重机对重物停放的准确性要求较高，在起吊和下降重物时要进行调速，且调速大多在运行过程中进行，变换次数较多，所以不宜采用机械调速，要求起重电动机应采用电气调速。1.对起重电动机的要求④为适应较恶劣的工作环境和机械冲击，起重电动机采用封闭式，要求有坚固的机械结构，采用较高的耐热绝缘等级。

根据以上要求，专门设计了起重用的交流异步电动机，型号为YZR（绕线型）和YZ（鼠笼型）系列，这类电动机具有过载能力强、起动性能好、机械强度大和机械特性较软的特点，能够适应起重机工作的要求。起重电动机在铭牌上标出的功率均为JC＝25％时的输出功率。2.桥式起重机的电力拖动系统及电气控制要求①小车驱动电动机1台；②大车驱动电动机1～2台：集中或分别驱动；③起重电动机1～2台：15t以上2台。电力拖动系统的组成①空钩能够快速升降，以减少辅助工时；轻载时的提升速度应大于额定负载时的提升速度。

②有一定的调速范围，普通的起重机调速范围(高低速之比)一般为3∶1，要求较高的则要达到(5～10)∶1对电力拖动及电气控制的要求③有适当的低速区，要求在30％额定速度内分成若干低速挡以供选择。同时要求由高速向低速过渡；④提升的第一挡为预备挡，用以消除传动系统中的齿轮间隙，并将钢丝绳张紧，以避免过大的机械冲击；⑤要求下放重物时起重电动机可工作在电动机状态、反接制动或再生发电制动状态，以满足对不同下降速度的要求；⑥为确保安全，要求采用电气和机械双重制动，既可减轻机械抱闸的负担，又可防止因突然断电而使重物自由下落造成事故。⑦要求有完备的电气保护与联锁环节，由于热继电器的热惯性较大，因此起重机电路多采用过流继电器作过载保护；要有零压保护；行程终端限位保护等等。7.7.4凸轮控制器及其控制电路

凸轮控制器是一种大型的控制电器，也是多档位、多触点，利用手动操作，转动凸轮去接通和分断通过大电流的触头转换开关。

凸轮控制器主要用于起重设备中控制小型绕线式转子异步电动机的启动、停止、调速、换向和制动，也适用于有相同其他电力拖动的场合，如卷扬机等。

凸轮控制器与接触器的动作原理极其相似。接触器依靠电磁机构实现驱动的远距离自动控制，触头数目较少；凸轮控制器则凭借人工操纵，但触头数量较多，可同时控制较多电路的切换。

从外部看，凸轮控制器由机械、电气、防护等三部分结构组成。其中手轮（或手柄）、转轴、凸轮、杠杆、弹簧、定位棘轮为机械结构。触头、接线柱和联板等为电气结构。而上下盖板、外罩及灭弧罩等为防护结构。1.凸轮控制器

凸轮控制器的转轴上套着很多的凸轮片，当旋转手轮经转轴带动转位时，使触点断开或闭合。例如：当凸轮处于一个位置（如滚子在凸轮的凹槽中），触点是闭合的；当凸轮转位而使滚子处于凸缘时，触点就断开。由于这些凸轮片的形状不同，使不同触点的闭合规律也不相同，从而可实现不同的控制要求。

凸轮片

当转轴带动凸轮转动到凸轮凹处与滚子相对时，动触点在弹簧作用下使动静触点紧密接触，从而实现触点接通与断开的目的。2.凸轮控制器的工作原理

当凸轮控制器的方形转轴在手轮扳动下转动时，固定在转轴上的凸轮同轴一起转动，当凸轮的凸起部位顶住滚子时，便将动触点与静触点分开

凸轮控制器在方轴上可以叠装不同形状的凸轮块，使一系列的动触头按预先安排的顺序接通与断开。将这些触点接到电动机电路中，即可实现对电动机的控制。3.凸