控制线路设计任务2-2课件

1、任务2-2 Z3050摇臂钻床电气控制线路 正确进行Z3050摇臂钻床电气控制线路维修操作 识读Z3050摇臂钻床电气图，分析电气控制原理 了解Z3050摇臂钻床的结构、运动形式及电气控制 掌握Z3050摇臂钻床维修的要求和方法知识目标技能目标教学任务描述 Z3050型摇臂钻床是生产企业经常使用的一种孔加工设备， 可以用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。摇臂钻床操作方便、灵活，适用于单件或批量生产带有多孔大型零件的孔加工，是一种主轴箱可在摇臂上左右移动，并随摇臂绕立柱回转180的钻床。 教学任务分析 作为机床线路维修电工，要了解Z3050型摇臂钻床基本操作，正确分析Z3050

2、型摇臂钻床线路原理、元件作用，并对钻床相关的液压系统、机械传动和电磁阀控制原理和动作过程要有一定的了解，具备初步判断故障属于电气故障还是液压、机械故障的能力。本任务主要学习Z3050型摇臂钻床原理和元件作用的分析方法，并能够正确检修Z3050型摇臂钻床电气控制线路故障。 教学相关知识一、Z3050摇臂钻床的型号意义 教学相关知识二、Z3050摇臂钻床的主要结构和运动形式 摇臂升降电动机摇臂升降丝杠外立柱底座主轴电动机主轴箱摇臂主轴工作台电源总开关 Z3050摇臂钻床的外形及结构教学相关知识 Z3050摇臂钻床主要有底座、内外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等部分组成。内立柱固定在底座上，它外面套着空

3、心的外立柱，外立柱可绕着不动的内立柱回转180。摇臂一端的套筒部分与外立柱滑动配合，摇臂可沿外立柱上下移动，但不能绕外立柱转动，只能与外立柱一起相对内立柱回转。 主轴箱安装在摇臂的水平导轨上，可由手轮操纵沿摇臂作径向移动。当需要钻削加工时，先将主轴箱固定在摇臂导轨上，摇臂固定在外立柱上，外立柱紧固在内立柱上。工件不大时可压紧在工作台上加工，较大的工件需安装在夹具上加工，通过调整摇臂高度、回转及主轴箱位置，完成钻头的调整调准工作，转动手轮操控钻头进行钻削。 摇臂钻床的主要运动形式包括主轴带动钻头的旋转运动；进给运动时钻头的上下运动；辅助运动时主轴箱沿摇臂水平移动、摇臂沿外立柱上下移动以及摇臂连同

4、外立柱一起相对于内立柱的回转运动。 教学相关知识三、Z3050摇臂钻床的电气控制线路分析 1.主电路分析 Z3050型摇臂钻床共有四台电动机，除冷却泵电动机采用断路器QF2直接启动外，其余三台电动机均采用接触器直接启动 表2-2-1 Z3050型摇臂钻床电动机的控制和保护电器 电动机的名称及代号控制电器过载保护电器短路保护电器主轴电动机M1由接触器KM1控制单向运转热继电器KH1断路器QF1摇臂升降电动机M2由接触器KM2、KM3控制正反转间歇性工作，不设过载保护断路器QF3液压泵电动机M3由接触器KM4、KM5控制正反转热继电器KH2断路器QF3冷却泵电动机M4由断路器QF2控制断路器QF2

5、断路器QF2教学相关知识图2-2-3 Z3050摇臂钻床电气控制线路 1） M1是主轴电动机，由接触器KM1控制，只要求单方向旋转，主轴的正反转由机械手柄操作。M1装于主轴箱顶部，拖动主轴及进给传动系统运转。热继电器FR1作为电动机M1的过载及断相保护，短路保护由断路器QF1中的电磁脱扣器装置来完成。 2）M2是摇臂升降电动机，用接触器KM2和KM3控制其正反转。由于电动机M2是间断性工作，所以不设过载保护。 3）M3是液压泵电动机，用接触器KM4和KM5控制其正反转。由热继电器FR2作为过载及断相保护。该电动机的主要作用是拖动油泵供给液压装置压力油，以实现摇臂、立柱以及主轴箱的松开和夹紧。

6、4）M4是冷却泵电动机，由断路器QF2直接控制，并实现短路、过载及断相 保护。摇臂升降电动机M2和液压泵电动机M3共用断路器QF3中电磁脱扣器作为短路保护。相关知识 Z3050钻床共有4台电动机。除冷却泵电动机采用断路器直接起动外，其余三台异步电动机均采用接触器直接起动。 电源配电盘装在立柱前下部，断路器QF1作为电源引入开关。冷却泵电动机M4装在靠近立柱的底座上,升降电动机M2装于立柱顶部，其余电气设备置于主轴箱或摇臂上。由于Z3050摇臂钻床的内、外立柱间未装汇流排，因此在使用时不允许沿一个方向连续转动摇臂，以免发生事故。2.控制线路分析 控制线路电源由控制变压器TC降压后供给110V电压

7、，熔断器FU1作为短路保护。 1）开车前的准备工作 为保证操作安全，本钻床具有“开门断电”功能。所以开车前应将立柱下部及摇臂后部的电门盖关好，方能接通电源。合上QF3（5区）及总电源开关QF1（2区），则电源指示灯HL1（10区）显亮，表示钻床的电气线路已进入带电状态。 相关知识相关知识 2）主轴电动机M1的控制 按下起动按钮SB3（12区），接触器KM1吸合并自锁，使主轴电动机M1停止旋转，同时指示灯HL2熄灭。 3）摇臂升降控制 按下上升按钮SB4（15区）（或下降按钮SB5），则时间继电器KT1（14区）通电吸合，其瞬时闭合的常开触头（17区）闭合，接触器KM4线圈（17区）通电，液压泵

8、电动机M3起动，正向旋转，供给压力油。压力油经分配阀体进入摇臂的“松开油腔”推动活塞移动，活塞推动菱形块，将摇臂松开。同时活塞杆通过弹簧片压下位置开关SQ2，使其常闭触头（17区）断开，常开触头（15区）闭合。前者切断了接触器KM4的线圈电路，KM4主触头（6区）断开，液压泵电动机M3停止工作。后者使交流接触器KM2（或KM3）的线圈（15区或16区）通电，KM2（或KM3）的主触头（5区）接通M2的电源，摇臂升降电动机M2起动旋转，带动摇臂上升（或下降）。如果此时摇臂尚未松开，则位置开关SQ2的常开触头则不能闭合，接触器KM2（或KM3）的线圈无电，摇臂就不能上升（或下降）。当摇臂上升（或下

9、降）到所需位置时，松开按钮SB4（或SB5），则接触器KM2（或KM3）的和时间继电器KT1断电释放，M2停止工作，随之摇臂停止上升（或下降）。 相关知识 由于时间继电器KT1断电释放，经1-3s时间的延时后，其延时闭合的常闭触头（18区）闭合，液压泵M3反转，随之泵内压力油经分配阀进入摇臂的“夹紧油腔”使摇臂夹紧。在摇臂夹紧后，活塞杆推动弹簧片压下位置开关SQ3，其常闭触头（19区）断开，KM5断电释放，M3最终停止工作，完成了摇臂的松开上升（或下降）夹紧的整套动作。 组合开关SQ1a（15区）和SQ1b（16区）作为摇臂升降的超限程限位保护。当摇臂上升到限位位置时，压下SQ1a使其关断，接

10、触器KM2断电释放，M2停止运行，摇臂停止上升；当摇臂下降到极限位置时，压下SQ1b使其断开，接触器KM3断电释放，M2停止运行，摇臂停止下降。 相关知识 摇臂的自动夹紧由位置开关SQ3控制。如果液压夹紧系统出现故障，不能自动夹紧摇臂，或者由于SQ3调整不当，在摇臂夹紧后不能使SQ3的常闭触头断开，都会使液压泵M3因长期过载运行而损坏。为此电路中设有FR2，其整定值应根据电动机M3的额定电流进行整定。 摇臂升降电动机M2的正反转KM2和KM3不允许同时获电动作，以防止电源相间短路，为避免因操作失误，主触头熔焊等原因而造成短路事故，在摇臂上升和下降的控制电路中采用了接触器联锁和复合按钮联锁，以确

11、保电路安全工作。 相关知识 4）立柱和主轴箱的夹紧（或放松）即可以同时进行，也可以单独进行，由转换开关SA1（22-24区）和复合按钮SB6（或SB7）（20或21区）进行控制。SA1由三个位置，扳到中间位置时，立柱和主轴箱的夹紧（或放松）同时进行；扳到左边位置时，立柱夹紧（或放松）；扳到右边位置时，主轴箱夹紧（或放松）。复合按钮SB6是松开控制按钮，SB7是夹紧控制按钮。 相关知识 立柱和主轴箱的夹紧与放松控制 将转换开关SA1扳到中间位置，然后按下松开按钮SB6，时间继电器KT2、KT3线圈（20、21区）同时得电。KT2的延时断开的常开触头（22区）瞬时闭合，电磁铁YA1、YA2得电吸合

12、。而KT3延时闭合的常开触头（17区）经1-3s延时后闭合，使接触器KM4获电吸合，液压泵电动机M3正转，供出的压力油进入立柱和主轴箱的松开油腔，使立柱和主轴箱同时松开。松开SB6，时间继电器KT2、KT3断电释放，KT3延时闭合的瞬时分断，接触器KM4断电释放，液压泵电动机M3停转。KT2延时分断的常开触头（22区）经1-3s后分断，电磁铁YA1、YA2线圈断电释放，立柱和主轴箱同时松开的操作结束。立柱和主轴箱同时夹紧的工作原理与松开相似，只要SB7，使接触器KM5获电吸合，液压泵电动机M3反转即可。 相关知识 立柱和主轴箱单独松开、夹紧 如果希望单独控制主轴箱，可将转换开关SA1扳到右侧位

13、置。按下松开按钮SB6（或SB7），时间继电器KT2、KT3线圈同时得电，这时只有电磁铁YA2单独通电吸合，从而实现主轴箱的单独松开（或夹紧）。松开复合按钮SB6（或SB7），时间继电器KT2、KT3断电释放，KT3通电延时闭合的常开触头瞬时分断，接触器KM4断电释放，液压泵电动机M3停转。经1-3s的延时后，KT2延时分断的常开触头（22区）分断，电磁铁YA2的线圈断电释放，主轴箱松开（或夹紧）的操作结束。 同理，把转换开关SA1扳到左侧，则使立柱单独松开或夹紧。 因为立柱和主轴箱的松开与夹紧是短时间的调整工作，所以采用点动控制。 相关知识 5）冷却泵电动机M4的控制 扳动断路器QF2，就可

14、以接通或断开电源，操纵冷却泵电动机M4的工作或停止。 6）照明、指示电路分析 照明、指示电路的电源也有控制变压器TC降压后提供24V、6V的电压，由熔断器FU3、FU2作短路保护，EL是照明灯，HL1是电源指示灯，HL2是主轴指示灯。 相关知识四、Z3050摇臂钻床电器控制元件实际位置图 相关知识相关知识相关知识五、Z3050摇臂钻床电气控制线路常见故障分析 Z3050摇臂钻床电气控制的控制特点是电气控制与液压、机械相互配合，共同完成摇臂升降、立柱和主轴箱的夹紧与松开等功能。在维修中不仅要注意电气部分能否正常工作，而且也要注意它与机械和液压部分的协调关系。另外，由于Z3050摇臂钻床内、外立柱

15、间未装设汇流环，在操作及检修过程中不能沿一个方向连续转动摇臂，以免发生事故。 相关知识表2-2-2 Z3050摇臂钻床电气控制线路常见故障 故障现象故障分析解决措施电动机不启动电源开关、各电动机熔断器、热继电器动作查找动作原因并排除相关控制电路接触点松动或存在断点禁锢松动点或连接断点电动机不能停止相应的电动机停止按钮失控更换或修理相应按钮控制接触器触头熔焊排除熔焊原因并更换触头摇臂不能升降SQ2安装位置移动，使SQ2不动作调整SQ2安装位置SQ2损坏，使SQ2不动作更换SQ2元件活塞杆压不上SQ2，使SQ2不动作液压系统故障M3电源相序接反，使SQ2不动作调整M3电源相序摇臂夹不紧SQ3安装位

16、置不合适，使SQ3动作过早调整SQ3安装位置SQ3移位，使SQ3动作过早检查固定螺丝是否松动夹紧力不够活塞杆阀芯卡死或油路堵塞立柱、主轴箱不能夹紧或松开接触器KM4不能吸合检查SB6接线情况接触器KM5不能吸合检查SB7接线情况油路故障请液压、机械修理人员检修摇臂升降限位保护开关失灵组合开关SQ1损坏更换或修理SQ1元件组合开关SQ1触头熔焊不动作更换或修理SQ1元件立柱、主轴箱能夹紧，但释放后就松开菱形块和承压块的角度方向装错液压、机械修理人员检修菱形块和承压块的距离不适当液压、机械修理人员检修相关知识六、摇臂钻床安全操作规程 1.工作前对所用摇臂钻床和工卡量进行全面检查，确认无误时方可工作

17、。2.严禁戴手套操作，女生发辫应挽在帽子内。3.在启动摇臂钻床前，要对急停按钮等主要电气元件位置性能做详细认真的检查，确保功能正常。 4.使用摇臂钻床时，横臂回转范围内不准有障碍物。工作前，横臂必须卡紧。5.工作台上不准存放物件，被加工件必须按规定卡紧，以防工件移位造成重大人身伤害事故和设备事故。6.工件装夹必须牢固可靠。钻小件时，应用工具夹持。7.使用自动走刀时，要选好进给速度，调整好行程限位块。手动进刀时，一般按照逐渐增压和逐渐减压原则进行，以免用必过猛造成事故。8.钻头上绕有长铁屑时，要停车清除。禁止用风吹、用手拉，要用刷子或铁钩清除。9.精铰深孔时，拔取圆器和销棒，不可用力过猛，以免手

18、撞在刀具上。10.不准在旋转的刀具下，翻转、卡压或测量工件。不准触摸旋转的刀具。11.工作结束时，将横臂降到最低位置，主轴箱靠近立柱，并且都要卡紧。 教学任务实施 1. 通过查阅Z3050摇臂钻床相关资料和分析Z3050摇臂钻床控制线路原理图、Z3050摇臂钻床电器控制元件型号作用表，掌握Z3050摇臂钻床电气控制原理及控制开关、按钮及各电器元件的作用。 2. 通过在Z3050摇臂钻床进行操作，了解钻床的运动形式和操作步骤。 3.在教师的指导下对Z3050摇臂钻床控制线路进行模拟配电盘安装，可简化或省略液压传动部分。通过配盘安装及试车熟悉线路原理和电器元件间连接关系。 4.学生两人一组，在Z3050摇臂钻床控制线路模拟配电盘上相互设置自然故障点，一名学生练习排除故障，另一名学生安全监护。近一步熟悉线路原理和初步掌握故障的排除技能。教学任务实施 5.在教师的指导下对实际Z3050摇臂钻床进行操作。熟悉钻床的主要结构和运动形式，了解Z3050摇臂钻床的各种工作状态和操作方法。 6.参照Z3050摇臂钻床电器位置图和接线图，熟悉钻床电器元件的实际位置和走线情况，并通过测量等方法找出实际走线路径。 7.教师示范检修。在Z3050摇臂钻床上人为设置自然故障点，由教师示范检修，边分析边检查，直至故