电工项目及教程 9

《维修电工考级项目训练教程》（第三版）赵承荻王玺珍主编高等教育出版社2026年1月出版项目21CA6140型普通车床电气控制电路安装与维修CA6140是一种最常见的普通车床，主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面、端面、圆锥面、成型回转面等），还可用于车削螺纹和进行孔加工。CA6140型普通车床电气原理电路由三台电动机构成：M1为主轴电动机，拖动车床的主轴旋转，并通过进给机构实现车床的进给运动。M2为冷却泵电动机，拖动冷却泵在切削过程中为刀具和工件提供冷却液。M3为刀架快速移动电动机。整个电路由主电路、控制电路和辅助电路组成。应会识读CA6140型普通车床电路图，能进行电路安装接线与试车。1.熟悉CA6140型普通车床电气原理电路的组成及动作原理。2.会安装CA6140型普通车床电气控制电路。3.学习处理排除CA6140型普通车床电气控制电路的常见故障。01、CA6140型普通车床的电气控制原理电路一、普通车床的主要结构及控制要求1.普通车床的主要结构和运动形式车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，主要用于加工各种回转表面，还可用于车削螺纹，并可用钻头、铰刀等进行加工。CA6140车床是普通车床的一种，适用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面。它的加工范围较广，但自动化程度低，适于小批量生产及修配车间使用。车床主要由床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、丝杠和尾架等组成。CA6140型普通车床型号含义。普通车床主要由三个运动部分所组成，一是卡盘带着工件的旋转运动，也就是车床主轴的运动。车床根据工件的材料性质、车刀材料及几何形式、工件直径、加工方式及冷却条件的不同，要求主轴有不同的切削速度。主轴运动是由主轴电动机经皮带传递到主轴变速箱来带动主轴旋转，而主轴变速箱则用于调节主轴的转速。二是溜板箱带着刀架的直线运动，称为进给运动。溜板箱把丝杠或光杠的转动传递给刀架部分，变换溜板箱外的手柄位置，经刀架部分使车刀做纵向或横向进给。三是刀架的快速移动和工件的夹紧和放松，称为车床的辅助运动。尾座的移动和工件的装卸都是由人力操作，车床工作时，大部分功率消耗在主轴运动上。2.车床的电力拖动形式及控制要求车床的主轴一般只需要单向运转，只有在加工螺纹时要退刀，需要主轴反转。根据加工工艺的要求，主轴应能够在相当宽的范围内进行调速。CA6140型普通车床对电力拖动控制的要求如下:（1）主轴电动机从经济性、可靠性考虑，一般选用笼型三相异步电动机，不进行电气调速。而采用齿轮箱进行机械有级调速。（2）为车削螺纹，主轴要求有正反转。其正反转的实现，可由拖动电动机正反转或采用机械方法来实现，CA6140型普通车床用机械方法正反转。（3）主轴电动机的启动、停止采用按钮操作，一般普通车床上的三相异步电动机均采用直接启动。停止采用机械制动。（4）刀架移动和主轴转动有固定的比例关系，以便满足对螺纹的加工需要。这由机械传动保证，对电气方面无任何要求。（5）车削加工时，刀具及工件温度较高，有时需要冷却，通常配有冷却泵电动机。且要求主轴电动机启动后冷却泵电动机才能选择开动与否，而主轴电动机停止时，冷却泵应该立即停止。（6）具有必要的电气保护环节，如各电路的短路保护和电动机的过载保护。（7）具有安全的局部照明装置。二、CA6140型普通车床电气原理电路分析1.主电路分析主电路中共有三台电动机，M1为主轴电动机，带动主轴旋转和刀架作进给运动：M2为冷却泵电动机：M3为刀架快速移动电动机。三相交流电源通过漏电保护断路器QF引入，总熔断器FU由用户提供。三台电动机均直接启动，单向运转，分别由交流接触器KM1、KM2、KM3控制运行。M1的短路保护由QF的电磁脱扣器来实现，而M2和M3电动机分别由熔断器FU1、FU2来实现短路保护：热继电器FR1、FR2分别作为M1、M2的过载保护，由于M3是短期工作，故未设过载保护，KM1、KM2、KM3分别对电动机M1、M2、M3进行欠压和失压保护。图10-2所示为CA6140型普通车床的电气原理电路，它可分为主电路、控制电路和照明电路等。2.控制电路分析控制电路的电源由变压器TC二次绕组输出110V电压提供，由FU6作短路保护。该车床的电气控制盘装在床身左下部后方的壁龛内，在开动机床时，应先用钥匙向右旋转SA2，使SA2断开，再合上断路器QF，接通电源，然后就可以开启照明灯及按动电动机控制按钮。（1）主轴电动机的控制按下绿色的启动按钮SB1，接触器KM1的线圈得电动作，其主触点闭合，主轴电动机启动运行。同时，KM1动合触点（3-5）闭合，起自锁作用。另一组动合触点KM1（9-11）闭合，为冷却泵电动机启动作准备。停车时，按下红色蘑菇形按钮SB2，KM1线圈失电，M1停车：SB2在按下后可自行锁住，要复位需要向右旋转。（2）冷却泵电动机控制若车削时需要冷却，则先合上旋钮开关SA1，在M1运转情况下，KM2线圈得电吸合，其KM2主触点闭合，冷却泵电动机运行。当M1停止时，M2也自动停止。（3）刀架快速移动电动机的控制M3的启动是由安装在进给操纵手柄顶端的按钮SB3来控制，与KM3组成点动控制环节。将操纵手柄扳到所需方向，压下SB3，KM3得电，M3启动，刀架就向指定方向快速移动。3.照明与信号指示电路分析控制变压器TC的二次绕组分别输出24V和6V电压，作为机床低压照明灯和信号灯电源，EL为机床低压照明灯，由开关SA3控制，HL为电源信号灯，以FU5、FU4作短路保护。4.电气保护环节KM1动合辅助触点（9-11）实现了主轴电动机M1和冷却泵电动机M2的顺序启动和联锁保护。除短路和过载保护外，该电路还设有由行程开关SQ1、SQ2组成的位置保护环节。SQ2为电气箱安全开关，它与钥匙开关动断触点SA2并联后与断路器QF线圈串联。工作时SA2是断开的，QF线圈不通电，断路器能合闸。若电气控制盘的门被打开时，SQ2闭合，使QF线圈得电，断路器QF自动断开，此时即使出现误合闸，QF也可以在0.1s内再次自动跳闸，达到安全保护目的。SQ1为挂轮箱安全行程开关，当箱罩被打开后，SQ1断开，使主轴电动机停转或无法启动。接触器KM1、KM2、KM3可实现失压和欠压保护三、CA6140型普通车床常见电气故障的分析1.按下SB1，主轴电动机M1不能启动在电源指示灯亮的情况下，首先检查接触器KM1是否能吸合。（1）如果KM1不吸合，可检查热继电器的动断触点FR1是否动作后未复位：熔断器FU6是否熔断。如果没有问题，可用万用表交流250V挡逐级检查接触器KM1线圈回路的110V电压是否正常，从而判断出是控制变压器110V绕组的问题，还是接触器KM1线圈烧坏，或是熔断器FU6的问题，或是回路中的连线有问题。（2）如果KM1吸合，电动机M1还不转用万用表交流500V挡检查接触器KM1主触点的输出端有无电压。如果无电压，可再测量KM1主触点的输入端，如果还没有电压，则只能是电源开关到接触器KM1输入端的连线有问题：如果KM1输入端有电压，则是由于KM1的主触点接触不好：如果接触器KM1的输出端有电压，则应检查电动机M1有无进线电压，如果无电压，说明接触器KM1输出端到电动机M1进线端之间有问题（包括热继电器FR1和相应的连线）：如果电动机M1进线电压正常，则可能是电动机本身的问题。另外，如果电动机M1断相，或者因为负载过重，也可引起电动机不转，应进一步检查判断。2.主轴电动机M1启动后不能自锁检查接触器KM1的自锁触点KM1（3-5）接触是否良好，自锁回路连线是否接好。另外，当接触器KM1控制回路（启动按钮SB1除外）的任何地方有接触不良的现象时，都可能出现主轴电动机工作中突然停转的现象。3.按下停止按钮SB2，主轴电动机Ml不能停止断开电源开关QF，看接触器KM1是否能释放。如果能释放，说明KM1的控制回路有短路现象，应进一步排查：如果KM1仍然不释放，说明接触器内部有机械卡死现象，或接触器主触点因“熔焊”而粘死，需拆开修理。这类故障的原因多数是因接触器KM1主触点发生熔焊或停止按钮SB2损坏所致。4.主轴电动机M1断相运行若在按下SB1时M1不能启动并发出“嗡嗡”声，或是在运行过程中突然发出“嗡嗡”声，这是电动机发生断相故障的现象。发现电动机断相，应立即切断电源，避免损坏电动机。断相就是三相电源缺少了一相，造成的原因可能是三相熔断器FU的一相熔断，或是接触器的三相主触点其中有一相接触不良，也可能是接线脱落，或是热继电器三相热元件中有一相接触不良。5.冷却泵电动机M2不能启动因为M2是与M1联锁的，所以必须在M1启动后M2才能启动，即先看主轴电动机M1是否已经启动，还要确定冷却泵开关SA1是否闭合：如果只是M2不能启动，则可按上述检查M1不能启动的方法进行检查，若把SA1合上，接触器KM2不吸合，则故障出在控制电路中，这时应依次检查KM1的辅助动合触点（9-11）是否接触不良，接触器KM2的线圈是否有断路现象，热继电器FR2的动断触点是否正常。6.刀架快速移动电动机M3不能启动首先检查熔断器FU2熔体是否熔断，然后检查接触器KM3主触点的接触是否良好：若无异常或按下点动按钮SB3时，接触器KM3不吸合，则故障必定在控制电路中。这时应依次检查点动按钮SB3及接触器KM3的线圈是否有断路现象。7.控制变压器的故障该车床采用控制变压器TC给控制和照明、信号指示电路供电，机床的控制变压器常常会出现烧毁等故障，其主要原因是:（1）过载。控制变压器的容量一般都比较小，在使用中一定要注意其负荷与变压器的容量相适应，如随意增大照明灯的功率或加接照明灯，都容易使变压器因过载而烧毁。（2）短路。产生短路的原因较多，包括灯头接触不良造成局部过热，螺口灯泡本身产生短路：此外，控制电路的故障也会造成变压器二次侧短路。因此平时应注意检查，并选用合适的熔体。8.合上开关QF，电源信号灯HL不亮（1）合上照明灯开关，看照明灯是否亮，如果照明灯能亮，说明控制变压器TC之前的电源电路没有问题。可检查熔断器FU4是否熔断，信号灯泡是否烧坏，灯泡与灯座之间接触是否良好。如果都没有问题，则用万用表交流电压挡检查控制变压器有无6V电压输出。通过测量可确定是连线问题，还是控制变压器的6V绕组问题，或是某处有接触不良的问题。（2）如果照明不亮，则故障很可能发生在控制变压器之前，或电源信号和照明灯电路同时出问题的可能性。但发生这种情况的概率毕竟很小，一般应先从控制变压器前查起。首先检查熔断器FU是否熔断，如果没有问题，可用万用表的交流500V挡测量电源开关QF输出端L1、L2间电压是否正常。如果不正常，再检查电源开关输入电源进线端，从而可判断出故障是电源进线无电压，还是电源开关接触不良或损坏：如果L1、L2间电压正常，可再检查控制变压器TC输入接线端电压是否正常。如果不正常，应检查电源开关输出到控制变压器输入之间的电路，例如，连线是否有问题、熔断器FU3是否良好等。如果变压器输入电压正常，可再测量变压器6V绕组输出端的电压是否正常。如果不正常，则说明控制变压器有问题：如果正常，则说明电源信号灯和照明灯电路同时出现问题，可按前面的步骤进行检查，直到查出故障点。9.合上电源开关QF，电源信号灯HL亮，合上照明灯开关SA3，照明灯不亮首先检查照明灯泡是否烧坏：熔断器FU5对公共端有无电压。（1）如果熔断器上端有电压，下端无电压，则说明熔断器熔体与熔断器座之间接触不良，或熔体熔断，断电后，用万用表的电阻挡再进一步的确认。（2）如果熔断器输入端都无电压，应检查控制变压器TC的24V绕组输出端。如果有电压，则是变压器输出到熔断器之间的连线有问题：如果无电压，则是控制变压器24V绕组有问题。（3）如果熔断器两端有电压，再检查照明灯两端有无电压。如果有电压，说明照明灯泡与灯座之间接触不好：如果无电压，可继续检查照明灯开关两端的电压，以确定故障点。02、CA6140型普通车床电气控制电路的安装1.CA6140型普通车床电气原理电路CA6140型普通车床电气原理电路如图10-2所示。2.CA6140型普通车床电气控制配电盘接线图CA6140型普通车床电气控制配电盘接线图如图10-3所示。3.安装接线步骤（1）按图10-3中电气布置位置参看图10-2进行接线。（2）按照项目15的要求进行接线，先完成配电盘上的接线。（3）3台电动机、控制按钮、开关、照明灯等外接设备应通过接线端子板与配电盘上的电气元件相连接。（4）注意CA6140型普通车床全电路的短路保护由电源的三相熔断器（图10-2中的FU）提供，因此还应检查电源的熔断器熔体是否符合规格。4.通电试运行（1）接线完毕，应经过检查确认无误后，方可合上QF通电试运行。（2）合上电源开关QF，接通电源，电源指示灯HL应亮。用万用表测量各部分电路的电压是否正常，并检查照明灯EL。（3）按下SB1、SB2，控制M1的启动与停机。（4）在M1运行时旋动SA1，控制M2的启动与停机。（5）用SB3点动控制M3的启动与停机。（6）检查由SQ1、SQ2组成的保护环节是否正常。（7）将通电试运行的情况与分析记录于表10-1。5.注意事项（1）在实训前，最好能到现场观察CA6140型（或其他型号）普通车床，了解车床的基本结构、运行方式，以及电力拖动的特点和电气控制的要求。观察各电气元件的安装位置和操作方法。（2）如果是