电机控制技术项目教程项目课件

项目3典型生产机械电气控制

线路的安装与检修1教学目标1.掌握分析典型设备的电气控制线路的方法。2.熟悉典型生产机械的基本结构、运动形式及对电力拖动的要求。3.熟练识读电气控制线路图，初步完成典型生产机械电气控制线路的安装及检修。2任务3.1C650-2型卧式车床的电气控制线路的安装与检修3.1.1任务描述车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，其种类繁多，有卧式车床、落地车床、立式车床、转塔车床等，生产中以卧式车床应用最为普遍。卧式车床主要用来车削外圆、内圆、断面、螺纹、倒角、切断及割槽等，也可装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等加工。3.1.2任务分析3.1.3相关知识1.电气识图与制图3（1）电气原理图1）电气原理图的组成2）电气原理图的绘制原则（2）电器布置图电气设备、元器件的布置应注意以下几方面：（1）体积大和较重的电气设备、元器件应安装在电器安装板的下方，而发热元器件应安装在电器安装板的上面。（2）强电、弱电应分开，弱电应加屏蔽，以防止外界干扰。（3）需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低。4（4）电器元件的布置应考虑整齐，美观，对称，外形尺寸与结构类似的电器安装在一起，以利于安装和配线。（5）电器元件布置不宜过密，应留有一定距离。如用走线槽，应加大各排电器间距，以利于布线和故障维修。（3）电气接线图绘制接线图的原则是：1）应将各电气元件的组成部分画在一起，布置尽量符合电器的实际情况。2）各电器的图形符号、文字符号及接线端子标记均与电气原理图一致。53）同一控制柜上的电气元件直接相连，控制柜与外部器件相连，必须经过接线端子板，且互连线应注明规格，一般不表示实际走线。2.电气控制线路分析的一般方法和步骤（1）分析主电路（2）分析控制电路（3）分析辅助电路（4）分析联锁与保护环节（5）总体检查3.C650-2型卧式车床（1）车床的主要结构6

C650-2型卧式车床是一种中型车床，其结构主要由床身、主轴变速箱、挂轮箱、进给箱、溜板箱、溜板与刀架、尾座、光杠和丝杠等部分组成，如图3-1所示。图3-1C650-2型卧式车床的结构示意图1—进给箱2—挂轮箱3—主轴变速箱4—溜板与刀架5—溜板箱6—尾架7—丝杠8—光杠9—床身

（2）车床的运动形式7主运动：工件的旋转运动进给运动：溜板带动刀架的纵向或横向直线运动，其中纵向运动是指相对操作者向左或向右的运动，横向运动是指相对操作者向前或向后的运动。辅助运动：溜板带动刀架的快速移动。（3）车床的电气控制线路图3-2C650-2型卧式车床的电气原理图83.1.4任务实施1.电气控制线路的安装2.电气控制线路的调试3.常见电气故障的诊断与检修（1）主轴电动机不能起动1）M1主电路熔断器FU1和控制电路熔断器FU5熔体熔断，应更换。2）热继电器FR1已动作过，常闭触点未复位，要判断故障所在位置，还要查明引起热继电器动作的原因，并排除。可能有的原因：长期过载；继电器的整定电流太小；热继电器选择不当。按原因排除故障后，将热继电器复位即可。93）控制电路接触器线圈松动或烧坏，接触器的主触点及辅助触点接触不良，应修复或更换接触器。4）起动按钮或停止按钮内的触点接触不良，应修复或更换按钮。5）各连接导线虚接或断线。6）主轴电动机损坏，应修复或更换。（2）主轴电动机断相运行1）电源断相。2）熔断器有一相熔体熔断，应更换。3）接触器有一对主触点没接触好，应修复。（3）主轴电动机起动后不能自锁故障原因是控制电路中自锁触点接触不良或自锁电路接线松开，修复即可。10（4）按下停止按钮，主轴电动机不停止1）接触器主触点熔焊，应修复或更换接触器。2）停止按钮的常闭触点被卡住，不能断开，应更换停止按钮。（5）冷却泵电动机不能起动1）按钮SB6触点不能闭合，应更换。2）熔断器FU2熔体熔断，应更换。3）热继电器FR2已动作过，未复位。4）接触器KM4线圈或触点已损坏，应修复或更换。5）冷却泵电动机已损坏，应修复或更换。（6）快速移动电动机不能起动1）行程开关SQ已损坏，应修复或更换。2）接触器KM5线圈或触点已损坏，应修复或更换。3）快速移动电动机已损坏，应修复或更换。11任务3.2M7130平面磨床的电气控制线路的安装与检修3.2.1任务描述磨床是用磨具和磨料(如砂轮、砂带、油石、研磨剂等)对工件的表面进行磨削加工的一种机床，通过磨削加工，使工件的形状及表面的精度、粗糙度达到预期的要求。根据用途和采用的工艺方法不同，磨床可以分为平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、工具磨床和各种专用磨床，平面磨床又分为卧轴和立轴、矩台和圆台四种类型，下面以M7130型卧轴矩台平面磨床为例介绍磨床的电气控制线路。3.2.2任务分析3.2.3相关知识121.平面磨床的主要结构及运动形式（1）主要结构M7130型卧轴矩台平面磨床的主要结构包括床身、立柱、滑座、砂轮箱、工作台和电磁吸盘，如图3-3所示。图3-3卧轴矩台平面磨床的结构示意图1—床身2—工作台3—电磁吸盘4—砂轮箱5—砂轮箱横向移动手柄6—滑座7—立柱8—工作台换向撞块9—工作台往复运动手柄10—活塞杆11—砂轮箱垂直进刀手轮13（2）运动形式主运动：砂轮的旋转运动进给运动：垂直进给，即滑座在立柱上的上下运动横向进给，砂轮箱在滑座上的水平运动纵向进给，工作台沿床身的往复运动工作台每完成一往复运动时，砂轮箱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的垂直进给。2.平面磨床的电力拖动特点及控制要求3.平面磨床电气控制线路M7130型平面磨床的电气控制原理图如图3-4所示。14图3-4M7130型平面磨床的电气原理图3.2.4任务实施1.电气控制线路的安装2.电气控制线路的调试3.常见电气故障的诊断与检修15（1）电磁吸盘没有吸力或吸力不足如果电磁吸盘没有吸力，首先应检查电源，从整流变压器T1的一次侧到二次侧，再检查到整流器VC输出的直流电压是否正常；检查熔断器FU1、FU2、FU4；检查SA2的触点、插头座X3是否接触良好；检查欠电流继电器KI的线圈有无断路；一直检查到电磁吸盘线圈YH两端有无110V直流电压。如果电压正常，电磁吸盘仍无吸力，则需要检查YH有无断线。如果是电磁吸盘的吸力不足，则多半是工作电压低于额定值，如桥式整流电路的某一桥臂出现故障，使全波整流变成半波整流，VC输出直流电压下降一半；也可能是YH线圈局部短路，使空载时VC输出电压正常，而接上YH后电压低于正常值110V。16（2）电磁吸盘退磁效果差应检查退磁回路有无断开或元件损坏。如果退磁的电压过高也会影响退磁效果，应调节R2使退磁电压一般为5~10V。此外，还应考虑是否有退磁操作不当的原因，如退磁时间过长。（3）控制电路触点（6-8）的电器故障平面磨床电路较容易产生的故障还有控制电路中由SA2和KI的常开触点并联的部分。如果SA2和KI的触点接触不良，使触点（6-8）间不能接通，则会造成M1和M2无法正常起动，平时应特别注意检查。17任务3.3Z3040型摇臂钻床的电气控制线路的安装与检修3.3.1任务描述钻床是一种孔加工机床，可用来钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹及修刮端面等多种形式的加工。钻床按用途和结构可分为立式钻床、卧式钻床、摇臂钻床、深孔钻床、台式钻床等。在各种钻床中，摇臂钻床操作方便，灵活，适用范围广，具有典型性，特别适用于单件或批量生产中带有多孔大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常见的机床。下面以Z3040型摇臂钻床为例进行分析。3.3.2任务分析183.3.3相关知识1.摇臂钻床的主要结构及运动形式（1）主要结构摇臂钻床主要由底座、外立柱、内立柱、摇臂、主轴箱及工作台等部分组成，如图3-5所示。图3-5摇臂钻床结构及运动情况示意图1—底座2—工作台3—主轴纵向进给4—主轴旋转主运动5—主轴6—摇臂7—主轴箱沿摇臂径向运动8—主轴箱9—内外立柱10—摇臂回转运动11—摇臂上下垂直运动19（2）运动形式主运动：主轴带动钻头的旋转运动进给运动：主轴带动钻头作上下的纵向运动，此时要求主轴箱由夹紧装置紧固在摇臂的水平导轨上，外立柱紧固在内立柱上，摇臂紧固在外立柱上辅助运动有：摇臂沿外立柱的垂直移动；主轴箱沿摇臂水平导轨的径向移动；摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。2.摇臂钻床的电力拖动特点及控制要求3.摇臂钻床的电气控制线路20图3-6Z3040型摇臂钻床电气原理图3.3.4任务实施1.电气控制线路的安装212.电气控制线路的调试3.常见电气故障的诊断与检修（1）摇臂不能松开（2）摇臂不能升降1）行程开关SQ2的动作不正常，这是导致摇臂不能升降最常见的故障。2）摇臂升降电动机M2、控制其正反转的接触器KM2、KM3以及相关电路发生故障，也会造成摇臂不能升降。在排除了其他故障之后，应对此进行检查。3）如果摇臂是上升正常而不能下降，或是下降正常而不能上升，则应单独检查相关的电路及电器部件（如按钮开关、接触器、限位开关的有关触点等）。22（3）摇臂上升或下降到极限位置时，限位保护失灵检查限位保护开关SQ1，通常是SQ1损坏或是其安装位置移动。（4）摇臂升降到位后夹不紧通常是行程开关SQ3的故障造成的，如果SQ3移位或安装位置不当，使SQ3在夹紧动作未完全结束就提前吸合，M3提前停转，从而造成夹不紧。（5）摇臂的松紧动作正常，但主轴箱和立柱的松、紧动作不正常1）控制按钮SB5、SB6，其触点有无接触不良，或接线松动。2）液压系统是否出现故障。23任务3.4T68型卧式镗床的电气控制线路的安装与检修3.4.1任务描述镗床是一种精密加工机床，主要用于加工高精度圆柱孔，这些孔的轴心线要求都是钻床难以胜任的，除此功能外，镗床还可进行扩、铰、车、铣等工序。因此镗床的加工范围很广。按用途不同镗床可分为卧式镗床、坐标镗床、金刚镗床及专用镗床等。下面对常用的T68型卧式镗床的电气控制作一简单分析。3.4.2任务分析243.4.3相关知识1.镗床的主要结构及运动形式（1）主要结构T68卧式镗床的结构如图3-7所示，主要由床身、前立柱、镗头架、后立柱、尾座、下溜板、上溜板、工作台等部分组成。（2）运动形式主运动：镗轴和平旋盘的旋转运动进给运动：镗轴的轴向进给、平旋盘刀具溜板的径向进给、镗头架的垂直进给、工作台的纵向进给和横向进给辅助运动：工作台的回转、后立柱的轴向移动、尾座的垂直移动及各部分的快速移动等。

25图3-7T68卧式镗床结构示意图

2.镗床的电力拖动特点及控制要求3.镗床的电气控制线路3.4.4任务实施1.电气控制线路的安装262.电气控制线路的调试3．常见电气故障的诊断与检修（1）主轴电动机M1不能起动1）熔断器FU1、FU2或FU3的熔丝烧断。2）热继电器FR的控制触点断开。3）中间继电器KA1或KA2线圈损坏，或接线松脱，使KM3、KM1或KM2不能得电。4）接触器KM1或KM2线圈损坏或接线松脱，使KM6或KM7、KM8不能得电。（2）主轴电动机M1只有低速挡没有高速档1）时间继电器KT发生故障。272）限位开关与变速手柄联动失效或SQ（12-13）接触不良以及接线松脱，造成KT不能通电，KM7、KM8不吸合，主轴没有高速档。3）主轴电动机M1电源进线接错，电动机起动不了任务3.5X62W型万能铣床的电气控制线路的安装与检修3.5.1任务描述铣床是一种高效率的铣削加工机床，可用来加工各种表面、沟槽和成形面等。按结构形式和加工性能分为立式铣床、卧式铣床、龙门铣床、仿形铣床和各种专用铣床，X62W型万能铣床是一种通用的多用途机床。283.5.2任务分析3.5.3相关知识1.铣床的主要结构及运动形式（1）主要结构图3-8X62W万能铣床结构示意图

29（2）运动形式主运动：主轴带动刀杆和铣刀的旋转运动进给运动：工作台带动工件在水平的纵、横方向及垂直方向三个方向的运动辅助运动：工作台在三个方向的快速移动2.铣床的电力拖动特点及控制要求3.铣床的电气控制线路3.5.4任务实施1.电气控制线路的安装2.电气控制线路的调试3．常见电气故障的诊断与检修30（1）主轴电动机控制电路故障1）M1不能起动从电源、QS1、FU1、KM1的主触点、FR1到换相开关SA3，从主电路到控制电路进行检查。2）M1停车时无制动重点是检查电磁离合器YC1，如YC1线圈有无断线、接点有无接触不良，整流电路有无故障等。3）主轴换刀时无制动如果在M1停车时主轴的制动正常，而在换刀时制动不正常，从电路分析可知应重点检查制动控制开关SA1。4）按下停车按钮后M1不停故障的主要原因可能是KM1的主触点熔焊。

315）主轴变速时无瞬时冲动由于主轴变速行程开关SQ1在频繁动作后，造成开关位置移动，甚至开关底座被撞碎或触点接触不良，都将造成主轴无变速时的瞬时冲动。（2）工作台进给控制电路故障1）工作台不能纵向进给2）工作台各个方向都不能进给①控制电路电压不正常。②KM3或主触点接触不良。③电动机M2损坏或接线松脱。④KM1（7-13）或KM2（7-13）点接线松脱。3）工作台不能快速进给32任务3.6桥式起重机的电气控制线路的故障检修3.6.1任务描述起重机是一种用来起重与空中搬运重物的机械设备，广泛应用于工矿企业、车站、港口、仓库、建筑工地等部门。桥式起重机又分为通用桥式起重机、冶金专用起重机、龙门起重机与缆索起重机等。通用桥式起重机是机械制造工业中最广泛使用的起重机械，又称“天车”或“行车”。桥式起重机按起吊装置不同，可分为吊钩桥式起重机、电磁盘桥式起重机和抓斗桥式起重机。本节以吊钩桥式起重机的电气设备进行讨论与分析。333.6.2任务分析3.6.3相关知识1.桥式起重机的主要结构及运动形式（1）主要结构图3-9为桥式起重机的结构示意图(横截面图)，它一般由桥架(又称大车)、大车移行机构、装有提升机构的小车、操纵室、小车导电装置(辅助滑线)、起重机总电源导电装置(主滑线)等部分组成。（2）运动形式1）起重机由大车电动机驱动沿车间两边的轨道作纵向前后运动。34图3-9桥式起重机结构示意图1—驾驶室2—辅助滑线架3—交流磁力控制盘4—电阻箱5—起重小车6—大车拖动电动机7—端梁8—主滑线9—主梁352）小车及提升机构由小车电动机驱动沿桥架上的轨道作横向左右运动。3）在升降重物时由起重电动机驱动作垂直上下运动。2.桥式起重机的主要技术参数（1）额定起重量（2）跨度（3）提升高度（4）移行速度（5）提升速度（6）工作类型3.桥式起重机的电力拖动特点及控制要求364.桥式起重机电动机的工作状态（1）移行机构电动机的工作状态（2）提升机构电动机的工作状态1）提升时电动机的工作状态2）下降时电动机的工作状态①重物下降②轻载下降5.凸轮控制器及其控制线路凸轮控制器是一种大型手动控制电器，用以直接操作与控制电动机的正反转、调速、起动与停止。广泛应用于中、小型起重机的移行机构和小型起重机的提升机构的控制中。37（1）凸轮控制器的结构、型号及主要性能1）凸轮控制器的结构凸轮控制器从外部看，由机械结构、电气结构、防护结构等三部分组成。2）凸轮控制器的型号及主要性能（2）凸轮控制器控制的小车移行机构的控制线路（3）凸轮控制器控制的大车移行机构和副钩控制线路1）凸轮控制器控制的大车移行机构控制线路2）凸轮控制器控制的副钩控制线路6.主钩提升机构磁力控制器控制线路

38图3-10凸轮控制器控制原理图39图3-11磁力控制器控制原理图407.桥式起重机的电气保护设备（1）桥式起重机保护箱（2）制动器与制动电磁铁（3）其他安全装置8.桥式起重机的供电3.6.4任务实施1.15/3t(重级)桥式起重机电气控制线路2.15/3t桥式起重机常见电气故障的诊断与检修（1）合上电源总开关QS，并按下起动按钮SB1后，主接触器KM不吸合1）线路无电压，应检查总开关QS及起动按钮SB1。2）熔断器FU2熔断，应更换FU2熔芯。413）紧急按钮在按下位置或安全开关SQ6~SQ8时未闭合，应检查相应各安全开关，并修复。4）主接触器KM线圈断路，应更换主接触器KM。5）各凸轮控制器手柄没在零位，应使凸轮控制器手柄设在零位。6）过电流继电器KI0~KI4动作后未复位，应更换过电流继电器KI0~KI4。（2）主接触器吸合后，过电流继电器KI0~KI4立即动作凸轮控制器SA1~SA3电路接地；电动机M1~M4绕组接地；电磁抱闸线圈YB1~YB4接地，应用万用表电阻档或兆欧表检查相关线路，查找接地点。（3）当电源接通，转动凸轮控制器手轮后，电动机不起动。421）凸轮控制器主触点接触不良，应修复凸轮控制器主触点。2）滑触线与集电环接触不良，应清除滑触线与集电环接触点之间的杂质并修复。3）电动机定子绕组或转子绕组断路，应用万用表测量，并更换相应绕组。4）电磁抱闸线圈断路或制动器未放松，应用万用表测量，更换电磁抱闸线圈或检查制动器机械部分并更换。（4）转动凸轮控制器后，电动机起动运转，但达不到额定功率且转速明显减慢1）线路压降太大，供电质量差，应减少线路中的附加阻性元件。432）制动器未全部松开，应检查制动器机械部分并更换。3）转子电路中的附加电阻未完全切除，应断开附加电阻。4）机构卡住，应疏通机构。（5）制动电磁铁线圈过热1）电磁铁线圈的电压与线路电压不符；制动器的工作条件与线圈特性不符；电磁铁的牵引力过载，应重选与线路电压、制动器的工作条件及负载相符的电磁铁线圈或电磁铁。