摇臂钻床的电气控制.doc

摇臂钻床的电气控制 授 课日 期教 师 姓 名田淑珍教 师 姓 名张 玉 梅学 时10学时培 训 班第 期培 训 班 性 质维修电 工 取 证授课地点电工实训室教 学 科 目电控项目名称摇臂钻床的电气控制课 型综 合知识目标1 掌握摇臂钻床的主要结构及运动形式2 掌握摇臂钻床电气线路分析3 掌握摇臂钻床电气线路安装步骤、摇臂钻床常见的电气故障的排除能力目标1掌握机床检修常用的方法和步骤2掌握带电检修机床的方法德育目标培养学生安全操作，规范操作，文明生产的行为教学重点摇臂钻床电气线路分析、线路的制作及摇臂钻床常见的电气故障的排除教学难点1 学生安全操作，规范操作，文明生产的行为习惯的养成2 摇臂钻床电气线路安装步骤、摇臂钻床常见的电气故障的排除3 电检修机床的方法教学安排1、理论教学2学时2、实践教学6学时3、学生总结汇报2学时教学方式讲授：探究体验式、启发式、实践活动等方式教学手段多媒体：Microsoft PowerPoint、实习训练教学要求1学生在教学实践过程中要穿统一工作服2实践过程中要严格执行操作规程，不得擅自通电试车3操作结束后清理现场4任务训练结束后，写总结报告，分组作成多媒体的形式进行经验体会交流教 学 过 程通过介绍，激发学生对新知识的渴望，从而自然地切入新课教学组织教学引导学生思考：摇臂钻床的用途、结构、怎样加工零件？如何进行电气控制？ 课前活动2、学生讨论：摇臂钻床的各种运动需要几台电动机拖动？如何控制？导入新课揭示课题新授内容引言：钻床用来钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等。钻床按结构可以分为立式钻床、台式钻床、摇臂钻床、卧式钻床和专用钻床等。摇臂钻床应用广泛，操作方便，灵活，常用的有Z35、Z3040型摇臂钻床。摇臂钻床电气控制【教师活动】介绍本任务的知识结构摇臂钻床的主要结构及运动形式电气线路分析电气线路安装步骤摇臂钻床常见的电气故障的排除检修技能训练教学设计学生首先明确电桥的测量范围和电桥测量的意义。使学生明确本次课的教学目的和要求。在学习理论的过程中为实践训练作好准备重点讲解摇臂钻床的运动形式和电机拖动的特点提出问题教学重点对照电路图讲解教学重点及难点对照讲解实际操作教学难点讲解要点及注意事项以提出问题的形式总结在实践过程中出现的问题，并引导学生分析原因学生强化技能训练强调安全及注意事项一、摇臂钻床的主要结构和运动形式【电脑板书】摇臂钻床的主要结构如图所示。在底座上的一端固定着内立柱，内立柱的外面套着外立柱，外立柱可以绕内立柱回转。摇臂的一端为套筒，它套在外立柱上，通过丝杠的正反转可使摇臂沿外立柱作升降移动，摇臂与外立柱之间不能作相对转动，摇臂只能和外立柱一起绕内立柱回转。摇臂升降运动必须严格按照摇臂自动松开，再进行升降，到位后摇臂自动夹紧在外立柱上的顺序进行。Z35摇臂钻床的摇臂松开和夹紧依靠机械机构自动进行，Z3040摇臂钻床的摇臂松开与夹紧依靠液压推动松紧机构自动进行。摇臂连同外立柱绕内立柱的回转运动必须先将外立柱松开，然后用手推动摇臂进行。主轴箱由主传动电动机、主轴和主轴传动机构、进给和变速机构以及机床操作机构等组成。可以通过操作手轮使主轴箱在摇臂上沿导轨作水平移动。主轴箱沿摇臂的水平运动必须先将主轴箱松开，然后再进行移动。工件不大时，将其压紧在工作台上加工；工件较大时，可以直接装在底座上加工。进行加工时，外立柱夹紧在内立柱上，主轴箱夹紧在摇臂上。外立柱的松紧和主轴箱的松紧是依靠液压推动松紧机构进行的。在钻削加工时，主运动为主轴带动钻头的旋转运动；进给运动是主轴的纵向进给；辅助运动有摇臂沿外立柱的升降运动，主轴箱沿摇臂的水平移动，摇臂连同外立柱一起绕内立柱的回转运动。Z35摇臂钻床的电气控制是如何实现的？二、Z35电气线路分析【教师活动：放映摇臂钻床的电气线路原理图并讲解】1 主电路分析在主电路中，M1为冷却泵电动机，提供冷却液，由于容量较小，由转换开关SA2直接控制。M2为主轴电动机，由接触器KM1控制，热继电器FR作过载保护。M3为摇臂升降电动机，由接触器KM2和KM3控制其正反转的点动运行，不装过载保护。M4为立柱放松夹紧的电动机，由接触器KM4和KM5控制其正反转点动运行，不装过载保护。在主电路中，整个机床用FU1作短路保护，M3、M4及其控制回路共用FU2作短路保护。除了冷却泵以外，其他的电源都通过汇流排A引入。2控制电路分析控制电路的电源是127V的交流电，由变压器TC将380V交流电降为127V得到。Z35摇臂钻床控制电路采用十字开关SA1操作，十字开关由十字手柄和四个微动开关组成，十字手柄有5个位置：“上”、“下”、“左”、“右”、“中”。如下表所示。十字开关每次只能扳到一个方向，接通一个方向的电路。十字开关的操作说明手柄位置实物位置接通微动开关的触点控制电路工作情况中都不通控制线路断电左SA1-1KA得电并自锁，零压保护右SA1-2KM1得电，主轴运转上SA1-3KM2得电，摇臂上升下SA1-4KM3得电，摇臂下降（1）零压保护合上电源首先将十字开关扳向左边，微动开关SA1-1接通，零压继电器KA线圈通电吸合并自锁。当机床工作时，再将十字手柄扳向需要的位置。若电源断电，零压继电器KA释放，其自锁触点断开；当电源恢复时，零压继电器不会自动吸合，控制电路不会自动通电，这样可防止电源中断又恢复时，机床自行启动的危险。（2）主轴电动机运转将十字开关扳向右边，微动开关SA1-2接通，接触器KM1线圈通电吸合，主轴电动机M2启动运转。主轴的正反转由主轴箱上的摩擦离合器手柄操作。摇臂钻床的钻头的旋转和上下移动都由主轴电动机拖动。将十字开关扳到中间位置，SA1-2断开，主轴电动机M2停止。（3）摇臂的升降将十字手柄扳向上边，微动开关SA1-3闭合，接触器KM2因线圈通电而吸合，电动机M3正转，带动升降丝杠正转。摇臂松紧机构如下图所示，升降丝杠开始正转时，升降螺母也跟着旋转，所以摇臂不会上升。下面的辅助螺母因不能旋转而向上移动，通过拨叉使传动松紧装置的轴逆时针方向转动，结果松紧装置将摇臂松开。在辅助螺母向上移动时，带动传动条向上移动。当传动条压上升降螺母后，升降螺母就不能再转动了，而只能带动摇臂上升。在辅助螺母上升而转动拨叉时，拨叉又转动开关SQ2的轴，使触点SQ2-2闭合，为夹紧作准备。这时KM2的常闭触点断开，接触器KM3线圈不会通电。摇臂放松夹紧机构示意图当摇臂上升到所需的位置时，将十字开关扳回到中间位置，这时接触器KM2因线圈断电而释放，其常闭触点KM2（10-11）闭合，因触点SQ2-2已闭合，接触器KM3线圈通电而吸合，电动机M3反转使辅助螺母向下移动，一方面带动传动条下移而与升降螺母脱离接触，升降螺母又随丝杠空转，摇臂停止上升；另一方面辅助螺母下移时，通过拨叉又使传动松紧装置的轴顺时针方向转动，结果松紧装置将摇臂夹紧；同时，拨叉通过齿轮转动开关SQ2的轴，使摇臂夹紧时触点SQ2-2断开，接触器KM3释放，电动机M3停止。将十字开关扳到下边，微动开关触点SA1-4闭合，接触器KM3因线圈通电而吸合，电动机M3反转，带动升降丝杠反转。开始时，升降螺母也跟着旋转，所以摇臂不会下降。下面的辅助螺母向下移动，通过拨叉使传动松紧装置的轴顺时针方向转动，结果松紧装置也是先将摇臂松开。在辅助螺母向下移动时，带动传动条向下移动。当传动条压住上升螺母后，升降螺母也不转了，带动摇臂下降。辅助螺母下降而转动拨叉时，拨叉又转动组合开关SQ2的轴，使触点SQ2-1闭合，为夹紧作准备。这时KM3的常闭触点KM3（7-8）是断开的。当摇臂下降到所需要的位置时，将十字开关扳回到中间位置，这时SA1-4断开，接触器KM3因线圈断电而释放，其常闭触点闭合，又因触点SQ2-1已闭合，接触器KM2因线圈通电而吸合，电动机M3正转使辅助螺母向上移动，带动传动条上移而与升降螺母脱离接触，升降螺母又随丝杠空转，摇臂停止下降；辅助螺母上移时，通过拨叉使传动松紧装置的轴逆时针方向转动，结果松紧装置将摇臂夹紧；同时，拨叉通过齿轮转动组合开关SQ2的轴，使摇臂夹紧时触点SQ2-1断开，接触器KM2释放，电动机M3停止。限位开关SQ1是用来限制摇臂升降的极限位置。当摇臂上升到极限位置时，SQ1-1断开，接触器KM2因线圈断电而释放，电动机M3停转，摇臂停止上升。当摇臂下降到极限位置，触点SQ1-2断开，接触器KM3因线圈断电而释放，电动机M3停转，摇臂停止下降。（4）立柱和主轴箱的松开与夹紧立柱的松开与夹紧是靠电动机M4的正反转通过液压装置来完成的。当需要立柱松开时，可按下按钮SB1，接触器KM4因线圈通电而吸合，电动机M4正转，通过齿轮离合器，M4带动齿轮式油泵旋转，从一定的方向送出高压油，经一定的油路系统和传动机构将外立柱松开。松开后可放开按钮SB1，电动机停转，即可用手推动摇臂连同外立柱绕内立柱转动。当转动到所需位置时，可按下SB2，接触器KM5因线圈通电而吸合，电动机M4反转，通过齿轮式离合器，M4带动齿轮式离合器反向旋转，从另一方送出高压油，在液压推动下将立柱夹紧。夹紧后可放开按钮SB2，接触器KM5因线圈断电而释放，电动机M4停转。Z35摇臂钻床的主轴箱在摇臂上的松开与夹紧和立柱的松开与夹紧由同一台电动机M4和同一液压机构进行。3照明电路分析照明电路的电压是36V安全电压，由变压器TC提供。照明灯一端接地，保证安全。照明灯由开关SA3控制，由熔断器FU3作短路保护。三、Z35摇臂钻床电气线路安装训练【教师活动：讲解接线要求给予一定的指导。】1摇臂钻床的主要的电气设备表1列出了摇臂钻床的主要的电气设备。2Z35摇臂钻床的安装步骤【电脑详细板书】（1）分析和熟悉控制电路图。（2）按元件明细表配齐电气设备和电气元件，并检测所有元件。（3）按编号原则在原理图上给各电气元件接线端编号。（4）给各电气元件按原理图的符号作好标记，并给各电气元件接线端作编号标记。（5）根据电动机的容量、线路的走向和电气元件的尺寸，正确选配导线规格、导线通道类型和导线数量，选配接线板的节数、控制板的尺寸及管夹。（6）并根据原理图的编号给各连接线端作好标记。（7）在内立柱的电源引入盘内安装电源总开关，熔断器FU1和冷却液泵电动机的组合开关SA2。（8）在摇臂盒中的开关板上安装接触器KM1KM5，熔断器FU2，零压继电器KA，热继电器FR，变压器TC和一定节数的编好号的接线板。（9）安装接线，并根据机械要求安装SQ1-1、SQ1-2和SQ2-1、SQ2-2，检查电路接线。（10）接通电源，分别观察4台电动机的转向是否符合要求。（11）安装传动装置，并清理场地。（12）检查线路接线无错误后通电试车，并仔细调整行程开关的位置，使之完全符合工作要求。四、Z35摇臂钻床常见的电气故障的排除 （1）主轴电动机不能启动主轴电动机不能启动故障原因可能为：检查熔断器FU1，若熔断器FU1的熔丝熔断，应更换熔丝；检查十字开关的触头是否良好，如微动开关SA1-2损坏或接触不良，应更换或修复；如果十字开关良好，则应检查零压继电器是否损坏，接线有无松脱；如果接触器KM1会动作，电动机仍不启动，应检查接触器主触头的接线是否松脱，接触是否良好，电源电压是否过低。（2）主轴电动机不能停转这类故障一般是由于接触器的主触头熔焊在一起造成的，更换熔焊的主触头即可排除故障。（3）摇臂升降松开夹紧线路故障摇臂升降和松紧是由电气和机械结构配合实现放松上升（下降）夹紧的半自动工作顺序的控制。维修时除检查电气部分外，还要检查机械部分是否正常。若摇臂升降后不能完全夹紧，主要是由于SQ2-1或SQ2-2过早分断致使摇臂未夹紧就停止了夹紧动作，应将SQ2的动触点SQ2-1和SQ2-2调到适当的位置，故障便可消除。若摇臂升降后不能按需要停止，这是因为检修时误将触点SQ2-1和SQ2-2的接线互换了。如将十字开关扳到下降位置为例，KM3线圈通电吸合，电动机M3反转，摇臂先松开后下降，摇臂松开后SQ2-1闭合，若将触点SQ2-1和SQ2-2的接线互换了，将造成SA1-4和限位开关SQ1-2不起作用，这样即使将十字开关扳到中间位置或限位开关SQ1-2断开也不能切断接触器KM3线圈的电源，下降不能停止，结果将导致机床运动部件和已夹好的工件相撞，发生此类故障因立即切断总电源开关。摇臂升降电动机正反转重复不停，致使摇臂升降后夹紧放松的动作反复不止。故障的原因是SQ2的两个触点SQ2-1和SQ2-2之间的距离调得太近。如当上升到位后，将十字开关扳回零位，接触器KM2已释放，触点SQ2-2已闭合，KM3吸合，电动机反转将摇臂夹紧，夹紧后SQ2-2断开，KM3释放，但由于电动机和传动机械的惯性，使得机械部分继续转动一小段距离，由于SQ2-1离得太近而被接通，接触器KM2又吸合，电动机M3又正转，经过很短的距离，SQ2-1断开，KM2释放，但由于电动机和传动机械的惯性，使得机械部分再转动一小段距离，由于SQ2-2离得太近而被接通，接触器KM3又吸合，电动机又反转，如此循环，致使摇臂升降后夹紧放松的动作反复不止。所以在检修时，在调整好机械部分后，应对行程开关进行仔细地调整。（4）立柱夹紧与松开电路的故障若立柱松紧电动机不能启动，则故障的原因可能为：FU2熔丝熔断；按钮SB1或SB2接触不良；接触器KM4、KM5的常闭触头或主触头接触不良。若立柱松紧电动机工作后不能停止，这是由于KM4、KM5的主触头熔焊造成的，应立即切断总电源，更换主触点，防止电动机过载而烧毁。五、检修技能训练【教师活动：作好监护工作、成绩评定，记录在表中。】1训练目的（1）进一步掌握Z35型摇臂钻床的工作原理，电力拖动的特点。（2）熟练掌握机床控制线路安装的方法和调试过程中故障排除的方法。2训练内容（1）在模拟板上安装Z35的控制电路，并按操作过程进行模拟操作。（2）在调试的过程中，能根据故障的现象，按电气原理图分析故障的原因。（3）在试车成功的模拟板上设置摇臂上升后不能夹紧的故障。3训练步骤及要求（1）按电气元件明细表配齐电气设备和元件，并逐个校验。根据实训条件部分元件可以代用。（2）按编号原则在原理图上给各电气元件接线端编号。（3）给各电气元件按原理图的符号作好标记，并给各电气元件接线端作编号标记。（4）根据电动机的容量、线路的走向和电气元件的尺寸，正确选配导线规格、导线通道类型和导线数量，选配接线板的节数、控制板的尺寸及管夹。（5）并根据原理图的编号给各连接线端作好标记。（6）在控制板上安装电气元件并布线。布线时应选择合理的走向。（7）安装控制板外的所有控制元件，进行控制板外布线。（8）检查电路的接线是否正确及检测线路的绝缘。（9）接通电源，按机床的控制过程进行模拟操作。（10）在调试的过程中，根据故障的现象，按电气原理图分析故障的原因。（11）试车成功后，在模拟板上设置摇臂上升后不能夹紧的故障。4注意事项（1）在安装机床电气设备时，应当注意三相交流电源的相序。如果三相电源的相序接错了，电动机的旋转方向就要与规定的方向不符，在开动机床时容易发生事故，Z35型摇臂钻床三相电源的相序可以用立柱和主轴箱的夹紧机构来检查。可先按下松开按钮SB5，若立柱和主轴箱都松开，表示电源的相序正确，否则将电源线路中任意两根导线对调位置。电源的相序正确后，再调整升降M2的接线。（2）不要漏接接地线。学生熟悉摇臂钻床的结构和主要的运动形式授课中强调主电路中各接触器的作用及相互之间的关系并注重安全生产教育。分析完控制电路后分组讨论可以帮助学生更好地掌握控制电路的动作过程加深知识的理解，为动手操作作准备。在教学中应根据学生的工种特点，授课注重理论联系生产实际。这一点很重要。采取以点带面，分组互助的教学方法。必须在指导老师的监护下通电试车。提出问题让学生分析故障的原因及消除措施，学生可以积极地思考并总结经验这是维修电工考证的排故题目，要求学生能够掌握检查故障的方法分析故障原因的思路要清楚小结通过本次任务的完成我们应掌握摇臂钻床的主要结构及运动形式、电气线路分析、电气线路安装步骤、摇臂钻床常见的电气故障的排除，熟练掌握摇臂钻床的检修技能训练，养成安全操作，规范操作，文明生产的行为习惯作业（2学时）写总结报告，并作成PPT进行交流、汇报课后反思 课后加以总结后再填写。编定日期： 教 师 签 字： 教研组长签字： 审定日期： 教务主任签字： 附表1 Z35摇臂钻床电气元件明细表学生姓名： 班级： 课程名称： 小组成员： 带队教师： 实训日期：表1 Z35摇臂钻床电气元件明细表符号元件名称型号规格件数作用M1冷却泵电动机JCB-22-20.125KW2790r/min1供给冷却液M2主轴电动机JO2-42-45.5KW1440 r/min1主轴转动M3摇臂升降电动机JO2-22-41.5KW1410 r/min1摇臂升降M4立柱夹紧松开电动机JO2-21-60.8KW930 r/min1立柱夹紧松开KM1交流接触器CJ0-2020A127V1控制主轴电动机KM2交流接触器CJ0-1010A127V1摇臂上升KM3交流接触器CJ0-1010A127V1摇臂下降KM4交流接触器CJ0-1010A127V1立柱松开KM5交流接触