机床线路排故.docx

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机床线路排故

机床线路排故

实习指导书

杭州职业技术学院

机电工程系电气教研室

2006年10月编

课题一：

机床电气控制电路的故障分析方法

由于各类机床型号不止一种，即使同一种型号，制造商的不同，其控制电路也存在差别。

只有通过典型的机床控制电路的学习，进行归纳推敲，才能抓住各类机床的特殊性与普遍性。

重点学会阅读、分析机床电气控制电路的原理图；学会常见故障的分析方法以及维修技能，关键是能做到举一反三，触类旁通。

检修机床电路是一项技能性很强而又细致的工作。

当机床在运行时一旦发生故障，检修人员首先对其进行认真的检查，经过周密的思考，作出正确的判断，找出故障源，然后着手排除故障。

一、如何阅读机床电气原理图

掌握了阅读原理图的方法和技巧，对于分析电气电路，排除机床电路故障是十分有意义的。

机床电气原理图一般由主电路、控制电路、照明电路、指示电路等几部分组成。

阅读方法如下：

1、主电路的分析：

阅读主电路时，关键是先了解主电路中有哪些用电设备，主要所起的作用，由哪些电器来控制，采取哪些保护措施。

2、控制电路的分析：

阅读控制电路时，根据主电路中接触器的主触点编号，很快找到相应的线圈以及控制电路。

依次分析出电路的控制功能。

从简单到复杂，从局部到整体，最后综合起来分析，就可以全面读懂控制电路。

3、照明电路的分析：

阅读照明电路时，查看变压器的变比、灯泡的额定电压。

4、指示电路的分析：

阅读指示电路时，了解这部分的内容，很重要的一点是：

当电路正常工作时，为机床正常工作状态的指示；当机床出现故障时，是机床故障信息反馈的依据。

二、机床电气控制电路故障的一般分析方法

1、修理前的调查研究

A、问

询问机床操作人员，故障发生前后的情况如何，有利于根据电气设备的工作原理来判断发生故障的部位，分析出故障的原因。

B、看

观察熔断器内的熔体是否熔断；其它电气元件有烧毁、发热、断线、导线连接螺钉是否松动；触点是否氧化、积尘等。

要特别注意高电压、大电流的地方，活动机会多的部位，容易受潮的接插件等。

C、听

电动机、变压器、接触器等，正常运行的声音和发生故障时的声音是有区别的，听声音是否正常，可以帮助寻找故障的范围、部位。

D、摸

电动机、电磁线圈、变压器等发生故障时，温度会显著上升，可切断电源后用手去触摸判断元件是否正常。

注：

不论电路通电还是断电，要特别注意不能用手直接去触摸金属触点！

必需借助仪表来测量。

2、从机床电气原理图进行分析

首先熟悉机床的电气控制电路，结合故障现象，对电路工作原理进行分析，便可以迅速判断出故障发生的可能范围。

3、检查方法

根据故障现象分析，先弄清属于主电路的故障还是控制电路的故障，属于电动机的故障还是控制设备的故障。

当故障确认以后，应该进一步检查电动机或控制设备。

必要时可采用替代法，即用好的电动机或用电设备来替代。

属于控制电路的，应该先进行一般的外观检查，检查控制电路的相关电气元件。

如接触器、继电器、熔断器等有无硬裂、烧痕、接线脱落、熔体是否熔断等，同时用万用表检查线圈有无断线、烧毁，触点是否熔焊。

外观检查找不到故障时，将电动机从电路中卸下，对控制电路逐步检查，可以进行通电吸合试验，观察机床电气各电器元件是否按要求顺序动作，发现哪部分动作有问题，就在那部分找故障点，逐步缩小故障范围，直到全部故障排除为止，决不能留下隐患。

有些电器元件的动作是由机械配合或靠液压推动的，应会同机修人员进行检查处理。

4、无电原理图时的检查方法

首先，查清不动作的电动机工作电路。

在不通电的情况下，以该电动机的接线盒为起点开始查找，顺着电源线找到相应的控制接触器，然后，以此接触器为核心，一路从主触点开始，继续查到三相电源，查清主电路；一路从接触器线圈的两个接线端子开始向外延伸，经过什么电器，弄清控制电路的来龙去脉。

必要的时候，边查找边画出草图。

若需拆卸时，要记录拆卸的顺序、电器结构等，再采取排除故障的措施。

5、在检修机床电气故障时应注意以下问题：

①检修前应将机床清理干净。

②将机床电源断开。

③电动机不能转动，要从电动机有无通电，控制电动机的接触器是否吸合入手，决不能立即拆修电动机。

通电检查时，一定要先排除短路故障，在确认无短路故障后方可通电，否则，会造成更大的事故。

④当需要更换熔断器的熔体时，必须选择与原熔体型号相同，不得随意扩大，以免造成意外的事故或留下更大的后患。

因为熔体的熔断，说明电路存在较大的冲击电流，如短路、严重过载、电压波动很大等。

⑤热继电器的动作、烧毁，也要求先查明过载原因，不然的话，故障还是会复发。

并且修复后一定要按技术要求重新整定保护值，并要进行可靠性试验，以避免发生失控。

⑥用万用表电阻档测量触点、导线通断时，量程置于“×1Ω”档。

⑦如果要用兆欧表检测电路的绝缘电阻，应断开被测支路与其它支路联系，避免影响测量结果。

⑧在拆卸元件及端子连线时，特别是对不熟悉的机床，一定要仔细观察，理清控制电路，千万不能蛮干。

要及时做好记录、标号，避免在安装时发生错误，方便复原。

螺丝钉、垫片等放在盒子里，被拆下的线头要作好绝缘包扎，以免造成人为的事故。

⑨试车前先检测电路是否存在短路现象。

在正常的情况下进行试车，应当注意人身及设备安全。

⑩机床故障排除后，一切要恢复到原来样子。

三、机床电气控制电路电阻法检查故障举例

根据故障现象判断故障范围，检查故障的方法有电阻法、电压法、短接法等。

下面主要介绍电阻法检查故障。

电阻法检查故障可以分为通电观察故障现象、检查并排除电路故障、通电试车复查三个过程。

1、通电观察故障现象

第一步：

验电。

合上实验台上的电源开关（空气开关），用电笔检查电动机控制线路进线端（端子排）是否有电；检查电动机控制线路电源开关（组合开关代用）上接线桩是否有电；合上电源开关，检查电源开关下接线桩、熔断器上接线桩、熔断器下接线桩是否有电；检查有金属外壳是否漏电；一切正常，可进行下一步通电试验。

第二步：

通电试验，观察故障现象，确定故障范围。

按照故障现象，确定可能产生故障原因，然后切断电源（注意最后一定切断实验台上的电源开关），并在电路图上画出检查故障的最短路径。

例1：

如下图顺序起动逆序停止控制线路原理图（设电路只一处故障），按下起动按钮SB2时，M1电动机不能起动，故障是在从FU2熔断器-1号线-FR1常闭触头-2号线-FR2常闭触头-3号线-SB1常闭触头-4号线-SB2常开触头-5号线-KM1线圈-9号线的路径中。

（图1）顺序起动逆序停止控制线路原理图

2）检查并排除电路故障

把万用表从空档切换到⨯10或⨯100电阻档，并进行电气调零。

调零后，可利用二分法，把万用表的一支表棒（黑表棒或红表棒），搭在所分析最短故障路径的起始一端（或末端）。

如上例中按下起动按钮SB2时，M1电动机不能起动，把万用表的一支表棒（黑表棒或红表棒），搭在上图中1号线所接的FU2接线桩，另一支表棒搭在所判断故障路径中间位置电气元件的接线桩上，如4号线所接的SB1接线桩。

（两表棒间如有起动按钮，应按下起动按钮）此时，万用表指针应指向零位，表明故障不在两表棒间的电路路径：

1号线—FR1常闭触头—2号线—FR2常闭触头—3号线—SB1常闭触头中，而在所分析故障路径的另一半路径中（电阻为无穷“∞”则故障在此路径中、如两表棒间有线圈，无故障时电阻值应为线圈直流电阻值，约1800Ω~2000Ω）。

再用万用表检查另一半电路，上例中把万用表的一支表棒（黑表棒或红表棒）搭在5号线所接的SB2接线桩，另一支表棒搭于9号线所接的FU2接线桩，电阻应为1800Ω~2000Ω，则路径：

SB2常开触头—5号线—KM1线圈—0号线—熔断器FU2无故障，故障应在SB1—SB2的4号线。

用万用表测量SB1-SB2的4号线电阻为无穷“∞”，故障判断正确。

然后用短接线连接SB1—SB2的4号线排除故障。

以上第二步判断由于只有三段线，也可用万用表一段、一段线检查，直至找到故障点，找到后用短线连接故障点排除故障。

（检查的三段线分别是SB1-SB2的4号线、SB2常开触头-KM1线圈-熔断器FU2的9号线一一检查排故）

3）通电试车复查，完成故障排除任务

试车前先用万用表初步检查控制电路的正确性。

上例顺序起动逆序停止控制线路，用万用表的⨯10或⨯100电阻档，搭在控制回路熔断器FU2的9号线与1号线之间，按下起动按钮SB2，电阻应为1800Ω~2000Ω；模拟KM1通电吸合状态（指导教师允许时，手动使KM1、KM2同时通电吸合状态，电阻也为900Ω~1000Ω，则电路功能正常。

在按第一步和第二步试电步骤通电试车，试车成功，拆除短路线，整理好工作台，并把万用表打回空挡。

完成故障排除任务。

注意事项：

1）注意检电，必须检查有金属外壳的元器件外壳是否漏电；

2）电阻法必须在断电时使用，万用表不能在通电状态测电阻：

3）用短路线短路故障点时，必须线号相同的同号线才能短路；

4）如需再次试电观察故障现象，必须经指导老师同意；

〖特别提醒〗

1、电阻测量法，必须在断电情况下进行。

2、在排除故障时，通常以接触器、继电器的得电与否来判断故障在主电路还是控制电路。

几个进给动作同时不工作，排除故障就找公共电路部分；其它几个进给动作，只有一个进给不动作，排除故障就找该支路部分。

3、电路中的各操作手柄位置也很重要。

4、通过模拟故障排除，培养大家的分析能力和判断能力。

5、本指导书采用的排故方法仅供参考,学员应当领会精神,做到举一反三。

6、本指导书的模拟故障点一律参照浙江亚龙教仪有限公司的模拟机床的故障点。

附件一智能答题器的操作方法

一、智能答题器的面板及按键功能。

其操作面板如图2所示。

（图2）智能答题器面板图

当不答题时，六位发光数码管分别显示题目编号和故障点数。

当答题时，六位发光数码管分别显示故障始端与故障未端

当按下已答次数时，后三位发光数码管显示已答题次数。

各按键功能是：

1、数字键：

0～9，可以输入故障点编号。

2、确认键：

按数字键及交卷键后均需按“确认”键。

3、下一题键：

题号加1。

4、上一题键：

题号减1。

5、交卷键：

按此键，再按确认键后，LED显示UP----，此时将锁死所有键盘输入。

不能再进行修改，可由上位机重新激活。

（6）已答次数：

按此键后，可以显示当前试题答过的次数，显示时间为1秒。

（7）退格键：

答题时修改或清除输入的故障始端和故障未端的编号。

（8）退出：

表示退出本次答题操作。

二、智能答题器的操作

1、开机启动并由老师发卷后，蜂鸣器响一声，进入考试状态。

2、学生可以根据试题及故障现象查找故障点，在电气原理图上找到故障点两端编号，并输入编号，例如“005006”。

再按<确认>键，方有效。

故障始端/故障末端编号无操作顺序要求，例如“005006”与“006005”等效。

3、输入后答题器自动对输入的答案进行对错判别，输入对的则立即消除故障点，故障数减1，并鸣叫一声；输入错的则故障数不变，试答的答错次数加1，保留答题端号直至输入新的答案。

输入已做的故障点，或故障端号超范围、不完整，不做任何记录和改动。

4、在每题下若故障数显示为“000”，则表示该题目已完成，此时将对输入的任何故障端号不做任何记录和改动。

5、若做完所有的已设置的题目（最多16题），学员可以按<交卷>键提前交卷，显示“Sure-？

”，再按<确认>键，显示“UP----”，表示终端机等待上位机收卷，此时将锁死所有键盘输入以防他人乱动，交卷后任何输入都无效，但可由上位机重新激活。

老师也可以利用计算机强制收卷，而不必等待学生是否交卷。

课题二：

X62W万能铣床故障的分析与排除

1、实训内容

X62万能铣床电气控制线路的故障分析及检修。

2、实训器材

常用电工工具，万用表、500V兆欧表、钳形电流表。

3、实训步骤及要求

（1）在操作师傅的指导下，对铣床进行操作，了解铣床的各种工作状态、操作方法及操作手柄的作用。

（2）在教师指导下，弄清铣床电器元件安装位置及走线情况；结合机械、电气、液压几方面相关的知识，弄清铣床电气控制的特殊环节。

（3）在X62万能铣床上人为设置自然故障。

（4）教师示范检修，步骤如下：

1）用通电试验法引导学生观察故障现象；

2）根据故障现象，依据电路图，用逻辑分析法确定故障范围；

3）采用正确的检查方法，查找故障点并排除故障；

4）检修完毕，进行通电试验，并做好维修记录。

5）教师设置故障，主电路一处，控制电路两处，由学生进行检修训练。

（5）教师设置人为的故障点，由学生检修。

4、故障设置原则

（1）不能设置短路故障、机床带电故障，以免造成人身伤亡事故；

（2）不能设置一接通总电源开关电动机就启动的故障，以免造成人身和设备事故；

（3）设置故障不能损坏电气设备和电器元件；

（4）在初次进行故障检修训练时，不要设置调换导线类故障，以免增大分析故障的难度。

5、排故实习要求

（1）学生应根据故障现象，先在原理图上正确标出最小故障范围的线段，然后采用正确的检查和排故方法并在额定时间内排除故障。

（2）排除故障时，必须修复故障点，不得采用更换电器元件、借用触点及改动线路的方法，否则，作不能排除故障点扣分。

（3）检修时，严禁扩大故障范围或产生新的故障，并不得损坏电器元件。

6、注意事项

（1）熟悉X62万能铣床电气线路的基本环节及控制要求；

（2）弄清电气、液压和机械系统如何配合实现某种运动方式，认真观摩教师的示范检修；

（3）检修时，所有的工具、仪表应符合使用要求；

（4）不能随便改变升降电动机原来的电源相序；

（5）排除故障时，必须修复故障点，但不得采用元件代换法；

（6）检修时，严禁扩大故障范围或产生新的故障；

（7）带电检修，必须有指导教师监护，以确保安全。

7、成绩评定

考核及评分标准见表1

表1评分标准

项目内容

配分

评分标准

扣分

得分

故障分析

30分

排除故障前不进行调查研究扣5分

检修思路不正确扣5分

标不出故障点、线或标错位置，每个故障点扣10分

检修故障

60分

切断电源后不验电扣5分

使用仪表和工具不正确，每次扣5分

检查故障的方法不正确扣10分

查出故障不会排除，每个故障扣20分

检修中扩大故障范围扣10分

少查出故障，每个扣20分

损坏电器元件扣30分

检修中或检修后试车操作不正确，每次扣5分

安全、文明生产

10分

防护用品穿戴不齐全扣5分

检修结束后未恢复原状扣5分

检修中丢失零件扣5分

出现短路或触电扣10分

工时

1小时，检查故障不允许超时，修复故障允许超时，每超时5分钟扣5分，最多可延长20分钟。

合计

100分

备注

每项扣分最高不超过该项配分

第一节X62W型卧式万能铣床电气控制线路分析

铣床主要用于加工零件的平面，斜面，沟槽等型面；安装分度头后，可加工直齿轮或螺旋面，安装回转圆工作后则可加工凸轮和弧形槽。

一、铣床的主要工作情况

X62W卧式万能铣床有三种运动：

1．主运动——主轴带动铣刀的旋转运动

*主轴通过变换齿轮实现变速，有变速冲动控制

*主轴电动机的正、反转改变主轴的转向，实现顺铣和逆铣。

*为减小负载波动对铣刀转速的影响，以保证加工质量，主轴上装有飞轮，转动惯量较大，要求主轴电动机有停车制动控制。

2．进给运动——加工中工作台或进给箱带动工件的移动，以及圆工作台的旋转运动。

（即工件相对铣刀的移动）。

*工作台的纵向（左、右）横向（前后）、垂直（上下）六个方向的进给运动由进给电动机M拖动，六个方向由操作手柄改变传动键实现要求M2正反转及各运动之间有连锁（只能一个方向运动）控制。

*工作台能通过电磁铁吸合改变传动键的传动比实现快速移动,有变速冲动控制。

*使用圆工作台时，圆工作台旋转与工作台的移动运动有连锁控制。

*主轴旋转与工作进给有连锁：

铣刀旋转后，才能进给。

进给结束后，铣刀旋转才能结束

*主运动和进给运动设有比例协调速要求，主轴与工作台单独拖动，

*为操作方便，应能在两处控制各部件的起停。

二、主电路

铣床由三台电动机拖动

1.主轴电动机M1

由KM3控制，转向开关SA5控制M1的正、反转。

KM2主触点串两相电阻与速度继电KS实现反接制动和变速冲动。

转向开关SA5触点通断情况

2．进给电动机M2

由KM4、KM5实现M2的正转。

KM6控制快速电磁铁（通为快速，断为慢速）。

3．冷却电动机M3

由KM1控制单方向运转。

要求主轴电动机起动后，M3才能起动。

三、控制电路

控制电路电源为127V

（一）主轴电动机M1的控制

1、主轴起停控制

主轴（M1）的起，停在两地操作，一处在升降台上，一处在床身上。

非变速状态，SQ7不受压，根据P5用的铣刀，由SA5选择转向，合上QS：

起动

按SB1（SB2）

路径：

按SB1：

1—3—4—13—15—16—17—25—27—31—32—33—34——40—41—42—24—10—11—12—2

②主轴停止

按SB3（SB4）：

路径：

SB3：

③主轴变速冲动

主轴变速可在主轴不动时进行，亦可在轴工作时进行，利用变速手柄与限位开关SQ7的联动机构进行控制。

SQ7-1+

SQ7受压KM2+M1反接制动

SQ7-2-KM3-

路径：

1—3—4—13—14—21—22—23—24—10—11—12—2

（二）进给电动机M2的电气控制

工作台进给方向有左右（纵向）（纵向操作手柄SQ1SQ2）、前后（横向）。

上下（垂直）运动（十字复式操作手柄SQ3、SQ4）。

由正向接触器KM3反向接触器KM4控制M2的正反转（SQ1SQ2）。

纵向操作手柄和十字变式操作手柄，分别设在铣床工作台正面与侧面。

工作纵向操作手柄行程开关触点通断情况

圆工作选择开关SA1触点通断情况

SA1为圆工作台选择开关。

位置

触点

向左

压

（SQ2）

中

间

（行）

向右

压

（SQ1）

SQ1-1

-

-

+

SQ1-2

+

+

-

SQ2-1

+

-

-

SQ2-2

-

+

+

位置

触点

接通圆

工作台

断圆

工作台

SA1-1

-

+

SA1-2

+

-

SA1-3

-

+

十字型手柄工作台升降、横向行程开关触点通断情况

位置

触点

向前

（下）

压SQ3

中

间

（行）

向后

（上）

压SQ4

SQ3-1

+

-

-

SQ3-2

-

+

+

SQ4-1

-

-

+

SQ4-2

+

+

-

工作台移动控制电路的电源从44点引出，串入KM3的自锁触点，是保证主轴旋转与工作进给和联锁要求。

不需要圆工作台时，SA1置于断状态（SA1-1+SA1-2—SA1-3+），起动主轴电动机M1。

1、工作台的控制

1）工作台左、右进给运动的控制。

（1）右进给运动控制：

→合上纵向进给机械离合器

手柄板向右→SQ1-1+

→压下SQ1SQ1-2-→KM4+→M2正转→工作台右移

路径：

44→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SA1-1→SQ1-1→KM4线圈→KM2常闭触点→62（44→49→50→51→52→54→55→56→57→58→59→60→61→62）→46→45→8→9→10→11→12→2

（2）停止右进给：

纵向操作手柄板回中间位置，SQ1不受压，工作台行止移动。

（3）左进给运动控制：

→合上纵向进给机械离合器

手柄板向左→SQ2-1+

→压下SQ2-2-→KM5+→M2反转→工作台左移

路径：

44→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SA1-1→SQ2-1→KM5线圈→KM4常闭触点→82→62→44→49→50→51→52→53→54→55→56→57→58→59→60→61→62→46→69→73→74→79→80→81→62→46→45→8→9→10→11→12→2。

（4）停止左进给：

纵向操作手柄板回中间位置，SQ2不受压，工作台停止移动。

2）工作台前后和上下进给运动的控制。

十字开关：

上、下、前、后、中间五个位置

①工作台向上运动控制：

→合上垂直进给的机械离合器

十字手柄板向上→SQ4-1+

→压下SQ4SQ4-2-→KM5-+→M2反转→工作台向上运动

路径：

44→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SA1-1→SQ4-1→KM5线圈→KM4常闭触点→82→62（44→49→63→64→65→66→67→68→54→55→56→69→73→77→78→79→80→81→82→62）→46→45→8→9→10→11→12→2。

②工作台向下运动控制；

→合上垂直进给的机械离合器

十字手柄向下→SQ3-1+

→压下SQ3SQ3-2-→KM4-+→M2正转→工作台向下运动

路径：

44→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SA1-1→SQ3-1→KM4线圈→KM5常闭触点→62。

③工作台向前边运动控制：

→合上横向进给的机械离合器

十字手柄板向前→SQ3-1+

→压下SQ3SQ3-2-→KM4-+→M2正转→工作台向前运动

④工作台向后运动控制：

→合上横向进给的机械离合器

十字手柄板向后→SQ4-1+

→压下SQ4SQ4-2-→KM5-+→M2反转→工作台向后运动

工作台六个方向的运动有极限保护。

左、右

工作台各方向运动有联锁:

机械联锁

横向与升降

左、右运动,横向与升降是电气联锁

3）工作台的快速移动

（1）主轴转动时的快速运动

按下SB5（SB6）→KM6+→电磁铁YB通电→工作台快速进给

路径：

44→SA1-3→SB5（SB6）→KM6线圈→86→82→62→46（44→49→63→64→65→71→75→（76-83）→84→85→86→62）→46→8→9→10→11→12→2。

（2）主轴不工作时的快速运动：

注：

49→63→64→65→66→67→68→54→53→52→51→50→49是回路。

SA5扳向“停止”位置，按SB1（SB2）→KM3+（自锁），提供进给运动的电源→操作工作台手柄→进给电动机M2转动→按下SB5（SB6）→KM16+→电磁铁YB通电→工作台快速进给。

4）进给变速时的冲动控制（工作台停止移动进行，所有手柄置中间）。

工作台变速手柄→SQ6

进给变速手柄外拉→对准需要速度，将手柄拉出到极限→压动限位开关SQ6→KM4+→进给电动机M2正转，便于齿轮啮合。

进给变速手柄推回原位，进给变速完成。

（三）圆工作台进给的控制。

1）圆工作台单向转动。

SA1-1-

开关SA1板向“接通”位置SA1-2+→工作台两个进给手柄扳向中间位置→

SA1-3-

→主轴电动机M1转动

按下SB1（SB2）→KM3+

→KM4+→进给电动机M2正转→圆工作台回转。

路径：

44→49→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SQ1-2→SQ2-2→SA1-