M7130平面磨床电气分析与故障分析工作页.docx

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一、磨床的主要结构及运动形式

磨床是用砂轮对工件的表面进行磨削加工的一种精密机床。

磨床的种类很多，有平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、螺纹磨床等。

其中平面磨床应用最为普遍。

平面磨床是磨削平面的机床。

M7130平面磨床是卧轴矩形工作台式，主要由床身，工作台、电磁吸盘、砂轮架（又称磨头）、滑座和立柱等部分组成。

其型号意义如下：

M----磨床、7----平面、1----卧轴矩台式、30---工作台的工作面宽为300mm

1．M7130卧轴矩台平面磨床的主要结构

卧轴矩台平面磨床的外形图如图所示。

在床身中装有液压传动装置，工作台通过活塞杆由液压驱动作往复运动，床身导轨有自动润滑装置进行润滑。

工作台表面有T型槽，用以固定电磁吸盘，再用电磁吸盘来吸持加工工件。

工作台往复运动的行程长度可通过调节装在工作台正面槽中的换向撞块的位置来改变。

换向撞块是通过碰撞工作台往复运动换向手柄来改变油路方向，以实现工作台往复运动。

在床身上固定有立柱，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拖动。

在滑座内部也装有液压传动机构。

滑座可在立柱导轨上作上下垂直移动，并可由垂直进刀手轮操作。

砂轮箱的水平轴向移动可由横向移动手轮操作，也可由液压传动作连续或间断横向移动，连续移动用于调节砂轮位置或整修砂轮，间断移动用于进给。

2．卧轴矩台平面磨床的运动形式

卧轴矩台平面磨床的主运动是砂轮的旋转运动，

进给运动有垂直进给，即滑座在立柱上的上下运动；

横向进给，即砂轮箱在滑座上的水平运动；

纵向进给，即工作台沿床身的往复运动。

工作台每完成一次往复运动时，砂轮箱便作一次间断性的横向进给；当加工完整个平面后，砂轮箱作一次间断性垂直进给

磨床的电气控制是如何实现的

二、电气线路分析

1．主电路分析

在主电路中，M1为砂轮电动机，拖动砂轮的旋转；M2为冷却泵电动机，拖动冷却泵供给磨削加工时需要的冷却液；M3为液压泵电动机，拖动油泵，供出压力油，经液压传动机构来完成工作台往复运动并实现砂轮的横向自动进给，并承担工作台的润滑

主电路的控制要求是：

M1、M2、M3只需进行单方向的旋转，且磨削加工无调速要求；在砂轮电动机M1启动后才开动冷却泵电动机M2；三台电动机共用FU1作短路保护，分别用FR1、FR2作过载保护。

在主电路中M1、M2由接触器KM1控制，由于冷却泵箱和床身是分开安装的，所以冷却泵电动机M2经插头插座X1和电源连接，当需要冷却液时，将插头插入插座。

M3由接触器KM2控制。

2．控制电路分析

在控制电路中，SB1、SB2为砂轮电动机M1和冷却泵电动机M2的启动和停止按钮，SB3、SB4为液压泵电动机M3的启动和停止按钮。

只有在转换开关SA1扳到退磁位置，其常开触点SA1（3-4）闭合，或者欠电流继电器KA的常开触点KA（3-4）闭合时，控制电路才起作用。

按下SB1，接触器KM1的线圈通电，其常开触点KM1（4-5）闭合进行自锁，其主触点闭合砂轮电动机M1及冷却泵电动机M2启动运行。

按下SB2，KM1线圈断电，M1、M2停止。

按下SB3，接触器KM2线圈通电，其常开触点KM2（4-8）闭合进行自锁，其主触点闭合液压泵电动机M3启动运行。

按下SB4，KM2线圈断电，M3停止。

3．电磁吸盘（YH）控制电路的分析

电磁吸盘的工作原理

电磁吸盘控制电路由降压整流电路、转换开关和欠电流保护电路组成。

降压整流电路由变压器T2和桥式全波整流装置VC组成。

变压器T2将交流电压220V降为127V，经过桥式整流装置VC变为110V的直流电压，供给电磁吸盘的线圈。

电阻R1和电容C是用来限制过电压的，防止交流电网的瞬时过电压和直流回路的通断在T2的二次侧产生过电压对桥式整流装置VC产生危害。

电磁吸盘由转换开关SA1控制，SA1有“励磁”、“断电”和“退磁”三个位置。

将SA1扳到“励磁”位置时，SA1（14-16）和SA1（15-17）闭合，电磁吸盘YH加上110V的直流电压，进行励磁，当通过YH线圈的电流足够大时，可将工件牢牢吸住，同时欠电流继电器KA吸合，其触点KA（3-4）闭合，这时可以操作控制电路的按钮SB1和SB3，启动电动机对工件进行磨削加工，停止加工时，按下SB2和SB4，电动机停转。

在加工完毕后，为了从电磁吸盘上取下工件，将SA1扳到“退磁”位置，这时SA1（14-18）、SA1（15-16）、SA1（4-3）接通，电磁吸盘中通过反方向的电流，并用可变电阻R2限制反向去磁电流的大小，达到既能退磁又不致反向磁化目的。

退磁结束后，将SA1扳至“断电”位置，SA1的所有触点都断开，电磁吸盘断电，取下工件。

若工件的去磁要求较高时，则应将取下的工件，再在磨床的附件，交流退磁器上进一步去磁。

使用时，将交流去磁器的插头插在床身的插座X2上，将工件放在去磁器上即可去磁。

当转换开关SA1扳到励磁位置时，SA1的触点SA1（3-4）断开，KA（3-4）接通，若电磁吸盘的线圈断电或电流太小吸不住工件，则欠电流继电器KA释放，其常开触点KA（3-4）断开，M1、M2、M3因控制回路断电而停止。

这样就避免了工件因吸不牢而被高速旋转的砂轮碰击飞出的事故。

如果不需要启动电磁吸盘，则应将X3上的插头拔掉，同时将转换开关SA1扳到退磁位置，这时SA1（3-4）接通，M1、M2、M3可以正常启动。

与电磁吸盘并联的电阻R3为放电电阻，为电磁吸盘断电瞬间提供通路，吸收线圈断电瞬间释放的磁场能量。

因为电磁吸盘是一个大电感，在电磁吸盘从工作位置转换到放松位置的瞬间，线圈产生很高的过电压，易将线圈的绝缘损坏，也将在转换开关SA1上产生电弧，使开关的触点损坏。

4．照明电路分析

照明变压器T1将380V的交流电压降为36V的安全电压供给照明电路。

EL为照明灯，一端接地，另一端由开关SA2控制，FU3为照明电路的短路保护。

磨床电气线路安装训练

1．磨床的主要的电气设备

表1列出了磨床的主要的电气设备。

2．磨床电气线路的安装步骤

（1）制作15×400×600毫米和15×300×400毫米的木制模拟板。

（2）按照编号原则在电气线路图上给主电路、控制电路、照明和指示电路及电磁吸盘电路编号。

（3）按电气元件明细表配齐元件，并对元件进行检测。

（4）给各电气元件和元件的接线端上做好与电气线路图上相应的文字和号码标志。

（5）将接触器、熔断器、整流降压变压器T1、T2，硅整流器、欠电流继电器KA、热继电器、插头插座X2、X3，电容、电阻和接线板安装在大模拟板上。

将按钮、工作台照明灯和开关、指示灯、X1和接线板安装在小模拟板上。

大小模拟板相距米，连接线用软管保护。

大模拟板至各电动机和电磁吸盘（可用110V100W的白炽灯代替）的连接线用软管保护。

（6）选配合适的导线，并在线头两端做好与电路图中的编号相同的号码，然后接线。

在模拟板内部采用BVR塑铜线，电源开关至大模拟板的接线及接到电动机的接线用四芯橡皮套绝缘的电缆线，接到电磁吸盘及小模拟板的联接线采用BVR塑铜线并应穿在导线通道内加以保护。

表1M7130型平面磨床电气元件明细表

符号

元件名称

型号

规格

件数

作用

M1

M2

M3

KM1

KM2

SB1

SB2

SB3

SB4

FR1

FR2

T

YH

VD

KA

C

R

X1

X2

X3

FU1

FU4

FU2

FU3

R2

R3

SA1

SA2

EL

砂轮电动机

冷却泵电动机

液压泵电动机

交流接触器

交流接触器

按钮

按钮

按钮

按钮

热继电器

热继电器

变压器

电磁吸盘

硅整流器

欠电流继电器

电容

电阻

插头插座

插头插座

插头插座

熔断器

熔断器

熔断器

熔断器

电位器

电阻

转换开关

照明开关

工作台照明

JO2-31-2

PB-25A

JO2-21-4

CJ0-10A

CJ0-10A

LA2型

LA2型

LA2型

LA2型

JR10-10

JR10-10

BK-200

HDXP

4×2CZ11C

GF型

CY0-36型

CY0-36型

CY0-36型

RL1

RL1

RL1

RL1

HZ

3KW2860r/min

min

127V10A

127V10A

500V5A

500V5A

500V5A

500V5A

6.71A

2.71A

380/127、36、

110V，1.45A

600V5μF

50W500Ω

60/25A

15/2A

15/2A

15/2A

36V40W

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

3

1

2

1

1

1

1

1

1

砂轮传动

供给冷却液

液压泵传动

控制M1、M2

控制M3

砂轮启动

砂轮停止

液压泵启动

液压泵停止

M1过载保护

M3过载保护

降压整流

吸持工件

整流

欠电流保护

放电保护

放电保护

连接M2

交流去磁

连接电磁吸盘

总线路短路保护

降压整流保护

控制电路短路保护

照明电路短路保护

限制去磁电流

放电保护

控制充磁去磁

低压照明开关

加工时照明用

（7）在大模拟板附近安装电动机并接线。

（8）布线时，在大模拟板内采用走线槽的敷线方法，接到电动机或小模拟板的导线必须经过接线端子板。

在按原理图接线的同时，应在导线的线头上套有与原理图一致的线号的编码套管。

（9）安装结束后清理场地。

按照电气图逐线进行检查。

检查布线的正确性和接点的可靠性，同时进行绝缘电阻测量和接地通道是否连续的试验。

（10）试车。

试车时要密切注视各电动机和电气元件有无异常现象。

发现异常现象应立即断开电源开关，进行检查处理，找出原因排除故障后再通电试车。

3．注意事项

（1）安装时必须认真细致地作好线号地安置工作，不得产生差错。

（2）如果通道内导线根数较多时，应按规定放好备用导线，并将导线通道牢固地支撑住。

（3）通电前检查布线是否正确，应一个环节一个环节地进行，以防止由于漏检而产生通电不成功。

（4）安装整流电路时，不可将整流二极管的极性接错和漏装散热器，否则会发生二极管和控制变压器因短路和二极管过热而被烧毁。

磨床常见的电气故障的排除

1．磨床中的电动机都不能启动

磨床中的电动机都不能启动的原因有：

（1）欠电流继电器KA的触点KA（3-4）接触不良，接线松动脱落或有油垢，导致电动机的控制线路中的接触器不能通电吸合，电动机不能启动。

将转换开关SA1扳到励磁位置，检查继电器触点KA（3-4）是否接通，不通则修理或更换触点，可排除故障。

（2）转换开关SA1（3-4）接触不良、接线松动脱落或有油垢，控制电路断开，各电动机无法启动。

将转换开关SA1扳到退磁位置，拔掉电磁吸盘的插头，检查触点SA1（3-4）是否接通，不通则修理或更换转换开关。

2．砂轮电动机的热继电器FR1脱扣

（1）砂轮电动机的前轴瓦磨损，电动机发生堵转，产生很大的堵转电流，使得热继电器脱扣。

应修理或更换轴瓦。

（2）砂轮进刀量太大，电动机堵转，产生很大的堵转电流，使得热继电器动作，因此需要选择合适的进刀量。

（3）更换后的热继电器的规格和原来的不符或未调整，应根据砂轮电动机的额定电流选择和调整热继电器。

3．电磁吸盘没有吸力

（1）检查熔断器FU1、FU2或FU4熔丝是否熔断，若熔断应更换熔丝

（2）检查插头插座X3接触是否良好，若接触不良应进行修理。

（3）检查电磁吸盘电路。

检查欠电流继电器的线圈是否断开，电磁吸盘的线圈是否断开，若断开应进行修理。

（4）检查桥式整流装置。

若桥式整流装置相邻的二极管都烧成短路，短路的管子和整流变压器的温度都较高，则输出电压为零，致使电磁吸盘吸力很小甚至没有吸力；若整流装置两个相邻的二极管发生断路，则输出电压也为零，则电磁吸盘没有吸力。

此时应更换整流二极管。

4．电磁吸盘吸力不足

（1）交流电源电压低，导致整流后的直流电压相应下降，致使电磁吸盘吸力不足。

（2）桥式整流装置故障。

桥式整流桥的一个二极管发生断路，使直流输出电压为正常值的一半，断路的二极管和相对臂的二极管温度比其他两臂的二极管温度低。

（3）电磁吸盘的线圈局部短路，空载时整流电压较高而接电磁吸盘时电压下降很多（低于110V），这是由于电磁吸盘没有密封好，冷却液流入，引起绝缘损坏。

应更换电磁吸盘线圈。

5．电磁吸盘退磁效果差，退磁后工件难以取下

（1）退磁电路电压过高，此时应调整R2，使退磁电压为5~10V。

（2）退磁回路断开，使工件没有退磁，此时应检查转换开关SA1接触是否良好，电阻R2有无损坏。

（3）退磁时间掌握不好，不同材料的工件，所需退磁时间不同，应掌握好退磁时间。

检修技能训练

1．训练目的

（1）进一步熟悉M7130型磨床的主要电气设备及工作原理

（2）学会根据电气控制线路图分析各部分电路的工作过程

（3）掌握电气线路故障分析的方法

（4）学会排除电磁吸盘中出现的故障

2．技能训练准备

（1）看懂M7130型磨床的电气原理图，了解电动机M1、M2、M3的启动条件和它们之间的联锁关系，熟悉SA1转换开关的操作位置和触点通断情况，清楚电吸盘励磁和退磁的工作过程和原理。

（2）清楚M7130型磨床中电气元件的具体部位。

（3）准备所用工具和仪表：

电工常用工具，万用表或试灯。

对万用表或试灯在使用前应做好检查。

3．训练内容

（1）能根据具体的故障现象，按该机床电气原理图进行分析，指出可能产生故障的原因和存在的区域，并做针对性检查。

（2）以正确的步骤检查排除故障，即故障调查→电路分析→断电检查→通电检查。

如对故障原因有一定把握，亦可直接进行断电和通电检查。

（3）正确使用测试工具和仪表。

特别是万用表，应按要求和注意事项使用。

（4）排除M7130平面磨床主电路或控制电路中，人为设置的两个电气自然故障点。

1．训练步骤

（1）故障调查

了解故障的特点，询问故障出现时机床所产生的特殊现象。

这有助于进行第二步，即依据电气原理图和所了解的故障情况，对故障产生的可能原因和所涉及的部位做出初步的分析和判断，并在电气原理图上标出最小故障范围。

如机床的故障现象为电动机M3不能起动。

产生这一故障的原因会是多种的，所涉及到的电路范围也会是多处。

而了解清楚故障出现时机床的运行情况，可有助于缩小故障的检查范围，直达故障区。

如果操作者介绍说是由于工件过长，工作台行程较大，往返工作几次后出现这一情况，并且吸盘无吸力，则可进行电路分析。

（2）电路分析

根据以上故障现象和操作者所介绍的情况依据电气原理图，对故障可能产生的原因和所涉及的电路部分进行分析并作出初步判断。

对电动机M3不动作故障，从原理图上看，故障可能出现的范围会涉及到电路的以下几部分：

一是电动机及其M3控制回路（包括本M3身故障，FU1、FU2及接触器KM2的故障及线路连接问题）。

二是电磁吸盘和整流电路部分。

而根据操作者的介绍，可以初步的断定故障范围极大可能在电磁吸盘和整流电路部分。

很可能是由于行程过长，造成吸盘接线接触不好或断裂。

为准确地对故障原因做出判断，可根据以上分析结果对电路进行检查。

（3）检查线路

检查分两种，断电检查和通电检查。

首先做断电检查：

用万用表对电磁吸盘及其引出线和插头插座进行检查，看有否断线和接触不良，有断线和接触不良应解决处理。

若处理好后，试车故障仍然存在，同时发现吸盘仍无吸力，就要进行通电检查，看整流电路有无输出。

其次做通电检查：

接通电源，

用万用表测16号线与19号线间电压，无输出。

再测16号线和17号线间电压，有电压为直流110V。

据此可以断定，问题存在于16号线、17号线、19号线范围内，需要断电检查。

经检查，17号线至19号线间不通。

进一步检查发现电流继电器KA的线圈坏了。

更换电流继电器后，故障排除，机床正常工作。

这个例子只是介绍排除故障的步骤及常用方法。

但电气故障是多种多样的，就是同一故障现象，发生的原因也不会相同。

因此，要在看懂电气原理图的基础上与实际情况相结合灵活处理，才能迅速、准确地判断和排除故障。

5．注意事项

（1）通电检查时，最好将电磁吸盘拆除，用110V，100W的白炽灯作负载。

一是便于观察整流电路的直流输出情况，二是因为整流二极管为电流元件，通电检查必须要接入负载。

（2）通电检查时，必须熟悉电气原理图，弄清机床线路走向及元件部位。

检查时要核对好导线线号。

而且要注意安全防护和监护。

（3）用万用表测电磁吸盘线圈电阻值时，要先调好零，选用低阻值挡。

因吸盘的直流电阻较小。

（4）用万用表测直流电压时，要注意选用的量程和挡位，还要注意检测点的极性。

选用量程可根据说明书所注电磁吸盘的工作电压和电气原理图中图注选择。

M7130平面磨床故障排除测试

1、三台电动机都不能启动

（1）欠电流继电器KA的常开接触不良和转换开关QS2的触头（3一4）接触不良、接线松脱或有油垢。

检修故障时，应将转换开关QS2扳至"吸合"位置，检查欠电流继电器KA常开触头（3一4）的接通情况，不通则修理或更换元件，就可排除故障。

否则，将转换开QS2扳到"退磁"位置，拔掉电磁吸盘插头，检查QS2的触头（3一4）的通断情况，不通则修理或更换转换开关。

（2）若KA和QS2的触头（3一4）无故障，电动机仍不能启动，可检查热继电器FRl、FR2常闭触头是否动作或接触不良。

2、电磁吸盘无吸力

（1）首先用万用表测三相电源电压是否正常。

若电源电压正常，再检查熔断器FUl、FU2、FU4有无熔断现象。

常见的故障是熔断器FU4熔断，造成电磁吸盘电路断开，使吸盘无吸力。

（2）如果检查整流器输出空载电压正常，而接上吸盘后，输出电压下降不大，欠电流继电器KA不动作，吸盘无吸力。

依次检查电磁吸盘YH的线圈、接插器X2、欠电流继电器KA的线圈有无断路或接触不良的现象。

检修故障时，可使用万用表测量各点电压，查出故障元件，进行修理或更换，即可排除故障。

3、电磁吸盘吸力不足

引起这种故障的原因是电磁吸盘损坏或整流器输出电压不正常。

电磁吸盘的电源电压由整流器VC供给。

空载时，整流器直流输出电压应为130—140V，负载时不应低于110V。

若整流器空载输出电压正常，带负载时电压远低于110V，则表明电磁吸盘线圈己短路，短路点多发生在线圈各绕组间的引线接头处。

这是由于吸盘密封不好，切削液流入，引起绝缘损坏，造成线圈短路。

若短路严重，过大的电流会使整流元件和整流变压器烧坏。

出现这种故障，必须更换电磁吸盘线圈，并且要处理好线圈绝缘，安装时要完全密封好。

若电磁吸盘电源电压不正常，多是因为整流元件短路或断路造成的。

应检查整流器VC的交流侧电压及直流侧电压。

若交流侧电压正常，直流输出电压不正常，则表明整流器发生元件短路或断路故障。

如某一桥臂的整流二极管发生断路，将使整流输出电压降低到额定电压的一半；若两个相邻的二极管都断路，则输出电压为零。

排除此类故障时，可用万用表测量整流器的输出及输入电压，判断出故障部位，查出故障元件，进行更换或修理即可。

4、电磁吸盘退磁不好使工件取下困难

（1）退磁电路断路，根本没有退磁，

a.检查转换开关QS2接触是否良好，

b.退磁电阻R2是否损坏

（2）是退磁电压过高

应调整电阻R2，使退磁电压调至5~10V;

（3）退磁时间太长或太短

对于不同材质的工件，所需的退磁时间不同，注意掌握好退磁时间。

5、砂轮电机不能启动

6、砂轮电机断相运行

7、砂轮电机能启动但不能自锁

8、液压泵电机不能启动

9、液压泵电机断相运行

10、液压泵电机能启动但不能自锁

11、局部照明不亮

12、砂轮电动机的热继电器FRl经常脱扣

（1）砂轮电动机Ml为装入式电动机，它的前轴承是铜瓦，易磨损。

磨损后易发生堵转现象，使电流增大，导致热继电器脱扣。

若是这种况，应修理或更换轴瓦。

（2）砂轮进刀量太大，电动机超负荷运行，造成电动机堵转，电流急剧上升，热继电器脱扣。

因此，工作中应选择合适的进刀量，防止电动机超载运。

（3）更换后的热继电器规格选得太小或整定电流没有重新调整，使电动机末达到额定负载时，热继电器就己脱扣。

因此，应注意热继电器必须按其被保护电动机的定电流进行选择和调整。

13、冷却泵电动机烧坏

（1）切削液进入电动机内，造成匝间或绕组间短路，使电流增大;

（2）反复修理冷却泵电动机后，使电动机端盖轴隙增大，造成转子在定子内不同心，工作时电流增大，电动机长时间过载运行;

（3）冷却泵被杂物塞住引起电动机堵转，电流急剧上升。

由于该磨床的砂轮电动机与冷却泵电动机共一个热继电器FRl，而且两者容量相差太大，当发生以上故障时，电流增大不足以使热继电器FRl脱扣，从而造成冷却泵电动机烧坏。

若给冷却泵电动机加装热继电器，就可以避免发生这种故障。

9、液压泵电机断相运行