任务9.1 CA6140型车床电气控制线路分析与故障检修

任务9.1CA6140型车床电气控制线路

分析与故障检修主讲人：韩晓冬项目9典型机床电气控制线路分析与故障检修

CONTENTS目录任务描述01任务实施05学习目标02任务分析03知识链接04拓展知识06自我检测07任务描述

CA6140型普通车床（见图9-1）是机械加工领域的重要设备，本任务通过学习该车床的电气控制线路，掌握从电气原理图分析→元件选型与安装→线路调试→典型故障诊断的全流程技能，达到“能读图、会装调、精维修”的职业能力要求，提升学生在电气控制领域的实践能力与职业素养。任务描述

图9-1CA6140型普通车床CA6140型车床型号的含义：C：车床类别，属于车床系列；A:表示结构特性为“改进型”，即在原型C620车床基础上进行了优化设计，区别于基础型号（如C6140）6：卧式车床，即机床的加工方向为水平放置；1：基本型，属于标准型号中的基础配置；40：最大旋转直径为400毫米，是机床的关键尺寸参数。1—电动机2—带传动3一主轴箱：4一主轴5一进给箱6—光杠7—丝杠8—溜板箱9—刀架10—电气开关11—操纵手柄学习目标（1）掌握CA6140型车床电气控制线路的工作原理；（2）熟悉CA6140型车床的结构特点和故障诊断方法。知识目标01（1）掌握CA6140型车床电气控制电路的安装与调试；（2）能够根据车床故障现象，分析故障原因，排除常见电气故障。能力目标02（1）培养自主学习，逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力；（2）培养学习者团队协作精神、职业安全意识和职业素养；（3）培养精益求精的工匠精神。素养目标03任务分析

车床是广泛用于车削外圆、内圆、端面及螺纹等表面的金属切削机床。CA6140型车床主要由床身、主轴变速箱、进给箱、溜板与刀架、尾座等部件构成。其运动分为主运动（工件旋转）、进给运动（刀架直线移动）和辅助运动（如快速移动、尾座调整）。主轴正反转分别提供24级和12级转速，以适应不同材料、刀具及工艺需求。

该车床对电气控制有明确要求：主运动与进给运动由同一台三相笼型异步电动机拖动，以保证螺纹加工精度；主轴采用机械调速，可正反转，由机械手柄操作；主轴电动机直接起动，能耗制动停车；冷却泵电动机与主轴电动机联锁，在其后启停；刀架快速移动由专用电动机点动控制；系统还包含安全照明和必要的联锁保护。CA6140车床配备主电动机M1、冷却泵电动机M2和快速移动电动机M3三台动力设备。主运动由M1经带传动至主轴变速箱实现，进给运动则由主轴分出，共同完成切削加工知识链接

9.1.1CA6140型车床电气控制线路电气原理CA6140型车床电气控制线路原理图如图9-2所示，合上断路器QF1，将三相交流电源引人。主轴电动机M1由交流接触器KM1控制，实现直接起动。由交流接触器KM4和二极管VD组成单管能耗制动回路，实现快速停车。另外，通过电流互感器TA接入电流表监视加工过程中电动机工作电流。图9-2

CA6140型车床电气控制线路原理图知识链接

冷却泵电动机M2由KM2和断路器QF控制。刀架快速移动（快进）电动机M3由交流接触器KM3控制，并由熔断器FU1实现短路保护。控制电路的电源由控制变压器TB供给控制电路交流电压127V，照明电路交流电压为36V，指示灯电路交流电压为6.3V，即采用380V/127V，36V，6.3V的变压器。图9-2

CA6140型车床电气控制线路原理图知识链接C6140型车床电气控制线路有以下特点：1.主轴电动机采用单向直接起动，单管能耗制动。能耗制动时间用断电延时型时间继电器控制。2.主轴电动机和冷却泵电动机在主电路中应保证顺序联锁关系。3.用电流互感器TA.电流表A检测、显示电流，监视电动机的工作电流。4.断路器QF1，实现主轴电动机和冷却泵电动机的短路和长期过载保护。图9-2

CA6140型车床电气控制线路原理图知识链接

9.1.2机床电气设备故障的诊断步骤1.故障调查问：机床发生故障后，首先应向操作者了解故障发生的前后情况，这有利于根据电气设备的工作原理来分析发生故障的原因。看：熔断器内熔丝是否熔断，其他电器元件有无烧坏、发热、断线，导线连接螺钉有无松动，电动机的转速是否正常。听：电动机、变压器和有些电器元件在运行时声音是否正常。摸：断电后触摸电机、线圈等部位，检查有无异常升温。知识链接

2.电路分析根据调查结果，结合电气原理图进行分析，初步判断出故障产生的部位，然后逐步缩小故障范围，直至找到故障点并加以消除。3.断电检查检查前先断开机床总电源，然后根据故障可能产生的部位，逐步找出故障点。4.通电检查若断电检查未果，可进行通电检查。知识链接

9.1.3机床电气故障常用检修方法

常用方法包括电压测量法、电阻测量法和短接法等。1.电压测量法使用万用表的电压挡测量线路两点间的电压值，从而判断故障点的范围或故障元件的方法。（1）电压分阶测量法。如图9-3电压分阶测量法所示检查电路故障。根据表9-1电压分阶测量法测量所示检查结果，可判断出故障所在。这种测量方法如台阶一样依次测量电压，称为电压分阶测量法。图9-3电压分阶测量法知识链接

表9-1

电压分阶测量法测量表知识链接（2）电压分段测量法电压分段测量法如图9-4所示，根据表9-2电压分段测量法测量表测量结果，即可找出故障原因所在。表9-2

电压分段测量法测量表图9-4电压分段测量法知识链接2.电阻测量法电阻测量法指利用万用表的电阻挡来测量机床电气线路上某两点间的电阻值，从而判断故障点的范围或故障元件的方法。（1）电阻分阶测量法电阻分阶测量法如图9-5所示，根据表9-3测量结果即可找出故障原因。图9-5电阻分阶测量法表9-3

电阻分阶测量法测量表知识链接（2）电阻分段测量法。电阻分段测量法如图9-6所示，根据表9-4测量结果即可找出故障原因。图9-6电阻分段测量法表9-4

电阻分段测量法测量表知识链接注意事项：1）用电阻测量法检查故障时一定要断开电源。2）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（即断开寄生回路），否则所测得的电阻值是不准确的。3）测量高电阻值的电器元件时，把万用表的选择开关旋转至合适电阻挡位。知识链接3.短接法短接法是指用导线将机床线路中两等电位点短接，以缩小故障范围，从而确定故障范围或故障点。1）局部短接法。局部短接法如图9-7所示，按下起动按钮SB2时，接触器KM1不吸合，说明该电路有断路故障。检查前先用万用表测量1-7两点间的电压值，若电压正常，可按下起动按钮SB2不放松，然后用一根绝缘良好的导线，分别短接标号相邻的两点，如短接1-2、2-3、3-4、4-5、5-6。当短接到某两点时，接触器KM1吸合，说明断路故障就在这两点之间。图9-7局部短接法知识链接2）长短接法。长短接法如图9-8所示。长短接法是指一次短接两个或多个触点，检查断路故障的方法。当FR的常闭触点和SB1的常闭触点同时接触不良，如用上述局部短接法短接1-2点，按下起动按钮SB2，KM1仍然不会吸合，故可能会造成判断错误。而采用长短接法将1-6短接，如KM1吸合，说明1-6这段电路中有断路故障，然后再短接1-3和3-6。若短接1-3时KM1吸合，则说明故障在1-3段范围内。再用局部短接法短接1-2和2-3，能很快地排除电路的断路故障。图9-8长短接法知识链接注意事项①短接法是用手拿绝缘导线带电操作的，所以一定要注意安全，避免发生触电事故。②短接法只适用于检查电压降极小的导线和触点等的断路故障。对于电压降较大的电器，如电阻、线圈、绕组等，其断路故障不能采用短接法，否则会出现短路故障。③对于机床的某些重要部位，必须保障电气设备或机械部位不会出现事故的情况下才能使用短接法。

任务实施

1.分析电路工作过程（1）主电路分析CA6140型车床主电路如图9-9所示。合上QF1，当KM1主触点闭合时，M1直接起动运行；当KM4主触点闭合时，M1能耗制动。合上QF2，当KM2主触点闭合时，M2直接起动运行。当KM3主触点闭合时M3直接起动运行。图9-9

CA6140型车床主电路原理图任务实施

（2）控制电路分析CA6140型车床控制电路控制电路如图9-10所示。1）M1、M2直接起动过程：合上QF1→按下SB2→KM1、KM2线圈得电自锁→KM1主触点闭合→M1直接起动。KM2主触点闭合→合上QF2→M2直接起动。2）M3直接起动过程：合上QF1→按下SB3→KM3线圈得电→KM3主触点闭合→M3直接起动（点动）。图9-10

CA6140型车床控制电路原理图任务实施

3）M1能耗制动过程：压入SQ1→SQ1（002-003）断开，SQ1（002-012）闭合→KT线圈通过支路002-012-013-016-000得电→KT（002-003）断开，KM1、KM2线圈断电，KT（002-013）触点闭合，KT线圈得电自锁→KM4线圈通过支路002-013-014-015-000得电→KM4常开触点闭合，M1通入直流电实施能耗制动，同时KM4常闭触点（013-016）断开，KT线圈失电，延时t后，KT触点复位，KT常开触点（002-013）断开，KM4线圈失电，主触点断开直流通电，能耗制动结束。图9-10

CA6140型车床控制电路原理图任务实施

2.分析CA6140型车床常见电气故障（1）主轴电动机M1不能起动现象：按SB2后，电机不转。排查思路：1）先看电源指示灯HL2：如果不亮，检查总电源、熔断器FU1、FU5和变压器T。2）HL2亮但KM1/KM2不吸合：故障在控制回路。检查急停开关SQ1、按钮SB1/SB2、接触器KM4的常闭触点及KM1线圈本身。3）KM1吸合但电机不转：故障在主电路。检查断路器QF1、KM1主触点、电机接线端子和电机本身。任务实施

（2）主轴电动机不能自锁1）现象：按下SB2电机转，松开就停。原因：接触器KM1的辅助常开触点（004-005间）接触不良、卡阻或接线松脱。（3）主轴电动机不能停车现象：按停止按钮SB1后，电机不停。原因：1）KM1主触点熔焊：断电后KM1仍不释放。2）停止回路短路：SB1触点或003-004号线短路。3）KM1铁芯有油污粘住：断电后KM1延迟释放。任务实施

（4）快进电动机M3不能运转现象：按点动按钮SB3，刀架不移动。排查思路：1）KM3不吸合：故障在控制回路（003-007-000），检查SB3触点和KM3线圈。2）KM3吸合：故障在主电路，检查熔断器FU1、KM3主触点和电机M3。任务实施

（5）能耗制动失效现象：按下行程开关SQ1后，主轴电机不能迅速制动。排查思路：1）电机自由停车：控制回路中时间继电器KT可能已动作，故障点在KM4线圈回路或主电路制动支路（整流二极管VD.熔断器FU2、KM4主触点）。2）电机根本不停：控制回路中KT线圈未得电或其触点（002-003）未断开，导致KM1不断电。故障点在KT线圈回路。检修方法：可通过观察KT和KM4是否按顺序吸合来判断故障在控制回路还是主电路，再使用万用表（电阻法/电压法）或短接法逐段排查线号（如002、012、013、016等）和元件。任务实施

3.车床常见电气故障检修过程下面举例说明发生能耗制动故障时的故障检修过程：（1）主电路故障的排除在主电路中常见的有熔断器FU2和二极管VD的损坏或接触不良、KM4的各触点及各连接点的接触不良，这时用万用表逐一检查即可查出故障点。【例9-1】若主电路中KM4（203-W12）上203线松脱，造成不能能耗制动，用电阻法查找此故障点。选择万用表的Rx10电阻挡，将一支表笔（因二极管具有单向导电性，故在此选择红表笔）放在V11点不动，另一支表笔（即黑表笔）从201点逐步往下移动，并在经过KM4触点时，强行使KM4触点闭合（只需按住KM4的衔铁不放）。若在测量过程中测量到V11，与某点间（如KM4上的203点）的电阻值为无穷大时，则该点（KM4上的203点）或该元件（KM4触点）即为故障点。任务实施

（2）KT线圈支路故障的排除KT线圈通电的路径是：001→FU5→002→SQ1（002-012）→KM1（012-013）一KM4（013-016）→KT线图→000。【例9-2】KT线圈不得电，若故障点在KT线圈上的016号线，用电压法查找此故障点。选择万用表的交流电压250V量程，将一支表笔放在002线不动，另一支表笔依次放在012、013、016、000号线上，当万用表有电压指示（此处为127V）时，故障点也就是该点或前一个连接点。本例中当另一支表笔移至KT上的016号线时