第三章常用机床电气控制线路

第3章机械设备控制线路原理和故障分析——常用机床电气控制线路2024/8/1413.1电气控制原理图主要包括三部分组成：①主电路——强电流：开关、熔断器、接触器主触点、热继电器电动机等组成，完成机床电动机的启动、正反转、制动、调速等，通常是380V交流电。②控制电路——小电流：继电器和接触器线圈、主令电器、控制触点及控制变压器等，实现机床电动机的启动、正反转、制动、调速基本逻辑控制，控制回路通常是220V、110V交流电压，或24V等直流电压。③辅助电路——电源显示、工作状态指示、工作照明故障报警等：电源变压器、指示灯、照明灯、照明开关等组成。照明回路通常是36V交流电压，指示回路通常是6.3V交流电压等。2024/8/142电气控制原理图分析步骤分析主电路分析控制电路分析辅助电路分析联锁和保护环节总体检查2024/8/1433.2车床电气控制线路3.3.1C620型车床电气控制线路分析2024/8/144作用：普通车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，它主要用来车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型表面，并可用钻头、铰刀、镗刀进行加工。

结构：普通车床主要由床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、溜板与刀架、尾架、光杠、丝杠等部分组成。普通车床的主要作用及结构2024/8/145c620-1普通车床外形图2024/8/1462024/8/147C620车床电力拖动特点及控制要求1、电力拖动系统：主电路中共有两台电动机，一台是主轴电动机，拖动主轴旋转和刀架作进给运动，主轴的正反转是通过摩擦离合器来实现的，所以只要求单向运转；另一台是冷却泵电动机，为车削工件时输送冷却液。两台电动机容量都不大，均采用全压启动。2、控制线路：由主电路、控制电路、照明电路等组成2024/8/1483.3.1C620重型车床电气控制线路M1、M2采用SQ1作电路开关，接触器KM的主触点来控制M1的启动和停止。转换开关SQ2控制M2的启动和停止。2024/8/149控制电路采用380V交流电源供电，只要按动按钮SB2，KM线圈便得失，其自锁触点闭合自锁，它的主触点闭合，此时M1启动。M1启动后，合上SQ2，冷却电动机立即启动。按下按钮SB2两台电动机停止。2024/8/1410照明电路采用36V安全电压，由变压器TC供给，QS3控制照明电路。2024/8/14111.主电路主电路中共有两台电动机，其中M1是主轴电动机，拖动主轴旋转和刀架作进给运动，主轴的正反转是通过摩擦离合器来实现的，所以M1只有正转控制。M2是冷却泵电动机，为车削工件时输送冷却液，主轴电动机和冷却泵电动机的容量都不大，所以采用全压启动。3.3.1C620重型车床电气控制线路2024/8/14122.控制电路主轴电动机的控制：主轴电动机M1由启动按钮SB2和停止按钮SB1及接触器KM来控制。当按下启动按钮SB2时，接触器KM线圈得电吸合，KM主触点闭合，电动机M1启动。(2)冷却泵电动机的控制：电动机M2的功率较小，采用负荷开关QS2来控制电动机的启动和停止。M2是与M1连锁的，只有在主轴电动机M1运转后，冷却泵电动机M2才能启动运转供冷却液。(3)照明电路：照明电路由一台380/24V的变压器TC供给24V安全电压，使用时合上开关QS3即可。3.3.1C620重型车床电气控制线路2024/8/14133.3.1C620重型车床电气控制线路

4、保护环节熔断器FU1和FU2分别对M和控制电路进行短路保护，因向车床供电的电源开关要装熔断器，所以M1未用熔断器进行短路保护。热继电器FR1和FR2分别对电动机M1和M2进行过载保护，其触点串联在KM线圈回路中，M1、M2的任一台电动机过载，热继电器的常闭触点打开，KM都将失电而使两台电动机停止。2024/8/14143.常见故障主轴电动机不能启动

配电箱或总开关中的熔断器已烧断；控制电路出了故障，如：按钮（SB1或SB2已损坏或接触不良）、熔断器断了、热继电器（很可能是其触头部分出了问题）、接触器等；电动机已损坏。(2)按下启动按钮SB2，电动机发出嗡嗡声，不能启动这是电动机缺相引起的，可能原因有：其中一个熔断器已烧断；接触器KM的中有一对主触点没有接触好；电动机的接线有一处已断线。3）按下启动按钮SB2后，电动机M1不能自锁

这个故障就是由接触器KM引起，可能是接触器自锁用的辅助常开触头接触不好或接线松开。3.3.1C620重型车床电气控制线路2024/8/14153.3.1C620重型车床电气控制线路4）按下停止按钮后，主轴电动机不能停止

这类原因主要是由于接触器KM1的主触点熔焊造成或停止接钮SB1常闭触点被卡住，不能断开造成。

5）冷却电动机不能启动主轴电动机未启动；熔断器FU1已烧断；转换开关QS2已损坏；冷却电动机已损坏。

6）照明灯不亮

照明灯已坏、熔断器FU3变压器已坏；转换开关QS3已坏；连接线路已断路。2024/8/14163.3.2CW6140车床电气控制线路2024/8/1417CW6140普通车床的作用：CW6140车床是一种应用广泛的金属切削通用机床主要用于：车削外圆、内圆、端面、螺纹、螺杆以及车削定型表面，并可用钻头、绞刀等刀具进行钻孔、镗孔、倒角、割槽及切断等加工工作。3.3.2CW6140车床电气控制线路2024/8/1418CW6140普通车床的结构：CW6140车床结构图它主要由床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、丝杠、光杠、尾架等部分组成。3.3.2CW6140车床电气控制线路2024/8/1419CW6140普通车床的运动形式：主运动进给运动辅助运动

工件的旋转运动，主轴电动机通过带轮传动到主轴箱旋转刀架带动刀具的直线运动，有手动和机动两种

除切削运动外的其他运动，如尾架的移动、工件的夹紧与放松等。3.3.2CW6140车床电气控制线路CW61402024/8/1420CW6140普通车床电力拖动特点及控制要求：多运动部件主轴电动机要能正、反转，采用Y-△降压启动刀具和工件会发热具有保护功能加工时需要照明两台电动机进行拖动配冷却泵电动机，用于车削工件时输送冷却液电气线路中设有过载、短路、欠电压和失电压保护3.3.2CW6140车床电气控制线路设有局部照明装置及电源和工作显示2024/8/14213.3.2CW6140车床电气控制线路电源开关及保护主轴电动机冷却泵电动机照明电路过载、零压保护正转反转△运行Y形启动正转反转2024/8/1422主电路工作原理分析CW6140普通车床工作原理分析：1、电源采用三相380V交流供电，由开关SQ1引入，FU1做短路保护，FR1、FR2分别为M1、M2的过载保护2、KM1、KM2分别控制主轴电动机M1的正反转，KM4控制Y降压启动，KM3接△运行3、SQ2为冷却泵电动机M2启动开关4、PE为地线2024/8/1423控制电路工作原理分析CW6140普通车床工作原理分析：SA1为转换开关，,可连接4个档位，分别为3-4，4-5，4-7，空挡KA为零压继电器，防止电源中断又恢复后，电动机自行启动危机安全SA1接3-4，接通KASA1接4-5，接通KM1、KT、KM4SA1接4-7，接通KM2、KT、KM4KT延时断开KM4，接通KM32024/8/1424辅助电路工作原理分析CW6140普通车床工作原理分析：TC变压器将380V电源电压变为36VSA2为照明开关EL为照明显示灯2024/8/14253.3.2CW6140车床电气控制线路电源开关及保护主轴电动机冷却泵电动机照明电路过载、零压保护正转反转△运行Y形启动正转反转2024/8/1426CW6140型车床常见电气控制电路故障分析与检修故障现象故障点分析方法与检修主轴电动机不能启动电源部分故障1、检查FU1接线头是否脱落或过热2、检查开关SQ1是否良好控制电路故障检查FU2、热继电器FR1\FR2常闭触头、开关SA1接线头、中间继电器KA线圈是否断路主轴电动机不能停车接触器主触头这类原因多数是因接触器主触头发生融焊Y\△不能转换接触器辅助触头、线圈检查KM3常闭触头、KT线圈是否断路2024/8/1427课后作业1、画出CW6140型普通车床电气控制线路图，标明各部分名称及作用。2、写出CW6140型车床常见电气控制电路的故障以及分析与检修方法Z3050摇臂钻床电气控制电路钻床是一种用途广泛的孔加工机床。它主要是用钻头钻削精度要求不太高的孔，适用于大中型零件的加工，钻孔、扩孔、铰孔、钻螺纹等。型号含义Z3050摇臂钻床电气控制电路X16横臂长度1600mm卧式钻床台式钻床立式钻床钻床的结构类型内立柱主轴箱摇臂主轴工作台底座升降电动机主轴电动机电源开关外立柱z30型钻床介绍一、Z3050型摇臂钻床的结构二、摇臂钻床的运动形式主轴旋转运动摇臂升降运动立柱、摇臂、主轴箱的夹紧、放松运动由主轴电动机驱动，能实现正反转、停车（制动）、变速、进给，空挡等控制由摇臂升降电动机驱动，能实现正反转由液压泵电动机驱动，能实现正反转摇臂钻床冷却泵运动由冷却泵电动机驱动，单方向旋转三、Z3050型摇臂钻床的电气控制线路分析三、Z3050型摇臂钻床的电气控制线路分析（一）主电路分析冷却泵主轴电机摇臂升降液压泵1、M1为主轴电机，单向运转，由KM1控制启动。2、M2为摇臂升降电机，正反转，由KM2（升）、KM3（降）控制3、M3为液压泵电机，正反转，由KM4（松）、KM5（紧）控制4、M4为冷却泵电机，单向运转，由开关SQ2控制启动。三、Z3050型摇臂钻床的电气控制线路分析（二）控制电路分析1．主轴电动机Ml的控制：按起动按钮SB2，则接触器KMl吸合并自锁，使主电动机Ml起动运行。按停止按钮SB1，则接触器KMl释放，使主电动机M1停止旋转。三、Z3050型摇臂钻床的电气控制线路分析（二）控制电路分析2．摇臂升降控制摇臂的升降由M2拖动，SB3和SB4分别为摇臂升、降的点动按钮。由SB3、SB4和KM2、KM3组成具有双重互锁的M2正反转点动控制电路。升降三、Z3050型摇臂钻床的电气控制线路分析（二）控制电路分析2．摇臂升降控制因为摇臂平时是夹紧在外立柱上的，所以在摇臂升降之前，先要把摇臂松开，再由M2驱动升降；摇臂升降到位后，再重新将它夹紧。而摇臂的松、紧是由液压系统完成的。松紧三、Z3050型摇臂钻床的电气控制线路分析（二）控制电路分析三、Z3050型摇臂钻床的电气控制线路分析（二）控制电路分析2．摇臂上升控制按钮SB3→KT线圈通电→KT动合触点闭合（14－15），KM4线圈通电；KT延时动合闭合，电磁阀线圈YA通电，M3正转（摇臂松开）→松开到位（SQ2动作）→KM2得电，KM4断电→M2正转，摇臂上升三、Z3050型摇臂钻床的电气控制线路分析（二）控制电路分析2．摇臂上升控制上升到位后松开SB3→KM2断电，M2停转；KT线圈断电，KT动断触点闭合，KM5线圈通电，M3反转，摇臂夹紧→摇臂夹紧后，压下行程开关SQ3，SQ3动断触点断开，YA断电；KM5断电，M3停转。三、Z3050型摇臂钻床的电气控制线路分析（二）控制电路分析2．摇臂下降控制摇臂的下降由SB4控制KM3→M2反转来实现。时间继电器KT的作用是在摇臂升降到位、M2停转后，延时1～3s再起动M3将摇臂夹紧。三、Z3050型摇臂钻床的电气控制线路分析（二）控制电路分析3．主轴箱和立柱松、紧的控制主轴箱和立柱的松、紧是同时进行的，SB5和SB6分别为松开与夹紧控制按钮，由它们点动控制KM4、KM5→控制M3的正、反转三、Z3050型摇臂钻床的电气控制线路分析（三）辅助电路分析照明电路的工作电压为安全电压36V，由控制变压器TC提供。控制电路为交流110V。SA2为照明电路开关3.4磨床电气控制线路3.4.1M7120型平面磨床电气控制线路2024/8/14472024/8/1448M7120平面磨床对电力拖动及控制的要求

1）由于砂轮的旋转运动一般不要求调速，由一台三相交流异步电动机拖动即可。且砂轮电动机、液压泵电动机和冷却泵电动机都只要求单方向旋转；

2）砂轮升降电动机要求能正反转；

3）冷却泵电动机应在砂轮电动机起动后才运转；

4）保护环节应包括短路保护、电动机过载保护、零压保护、电磁吸盘欠压保护；

5）电磁吸盘应有去磁控制；

6）必要的指示信号及照明灯。2024/8/14493.4.1M7120型平面磨床电气控制线路2024/8/14503.4.1M7120型平面磨床电气控制线路2024/8/14513.4.1M7120型平面磨床电气控制线路1.主电路主电路中有4台电动机。其中M1是液压泵电动机，实现工作台的往复运动；M2是砂轮电动机，带动砂轮转动来完成磨削工件加工；M3是冷却泵电动机，为砂轮磨削工件时输送冷却液；M4是砂轮升降电动机，用于磨削过程中调整砂轮与工件之间的位置。2.控制电路

(1)液压泵电动机M1的控制

(2)砂轮电动机M2及冷却泵电动机M3的控制

(3)砂轮升降电动机M4的控制

(4)电磁吸盘控制电路分析

(5)照明和指示灯电路2024/8/1452M7120型磨床常见电气控制电路故障分析与检修3.4.1M7120型平面磨床电气控制线路1.砂轮只能下降，不能上升2.电磁吸盘没有吸力3.电磁吸盘吸力不足2024/8/14533.4.2M1432A型万能外圆磨床电气控制线路2024/8/14543.4.2M1432A型万能外圆磨床电气控制线路KM32024/8/14553.4.2M1432A型万能外圆磨床电气控制线路2024/8/14563.4.2M1432A型万能外圆磨床电气控制线路1.主电路主电路共有5台电动机。其中M1是液压泵电动机，给液压传动系统供给压力油；M2是双速电动机，是能带动工件旋转的头架电动机；M3是内圆砂轮电动机；M4是外圆砂轮电动机；M5是给砂轮和工件供冷却液的冷却泵电动机。5台电动机都具有短路保护和过载保护。2.控制电路

(1)液压泵电动机M1的控制

(2)头架电动机M2的控制

(3)内、外圆砂轮电动机M3和M4的控制

(4)冷却泵电动机M5的控制

(5)电路的保护及照明指示2024/8/14573.5Z35型摇臂钻床电气控制线路2024/8/14583.5Z35型摇臂钻床电气控制线路2024/8/14591.主电路

Z35型摇臂钻床有4台电动机。即主轴电动机M2、摇臂升降电动机M3、立柱夹紧与松开电动机M4及冷却泵电动机M1。为满足攻螺纹工序，要求主轴能实现正反转，而主轴电动机M2只能正转，主轴的正反转是采用摩擦离合器来实现的。2.控制电路主轴电动机M2和摇臂升降电动机M3采用十字开关SA进行操作，当操作手柄分别扳到这4个位置时，便相应压下后面的微动开关，其动合触点闭合而接通所需的电路。操作手柄每次只能扳在一个位置上，其余仍处于断开状态。当手柄处于中间位置时，4个微动开关都不受压，全部处于断开状态。3.5Z35型摇臂钻床电气控制线路2024/8/1460

主要结构：底座、床身、悬梁、刀杆支架、工作台、溜板箱和升降台等。一、主要结构与运动分析3.6X62W型万能铣床电气控制线路2024/8/1461

1－底座2－主轴变速手柄3－主轴变速数字盘4－床身5－悬梁6－刀杆支架7－主轴8－工作台9－工作台纵向操纵手柄10－回转台11－床鞍12－工作台升降及横向操纵手柄13－进给变速手柄及数字盘14－升降台2024/8/1462（1）主轴电动机M1能进行正反转，采用倒顺开关控制。主电动机常采用反接制动停车方式。二、电力拖动形式及控制要求（2）进给电动机M2实现进给，由操纵手柄改变传动链来实现三个方向的选择，每个方向上有正反向运动，同一时间只允许工作台向一个方向移动，故三个方向的运动之间应有联锁保护。（3）工作台在三个方向上必须能进行快速移动控制，另外，回转工作台能快速回转，采用快速电磁铁YA吸合来改变传动链的传动比来实现快速移动。2024/8/1463（4）主轴与进给采用机械变速的方法，改变变速箱传动比来实现的，要求变速时有电动机冲动（短时转动）控制。（5）进给运动要在铣刀旋转之后才能进行，加工结束必须在铣刀停转前停止进给运动；回转工作台旋转时，工作台不能向其他方向移动。（6）为操作方便，应能在两处控制各部件的起动停止。（7）由一台电动机M3拖动，供给铣削时的冷却液。2024/8/14642024/8/1465

各转换开关、限位开关的作用，各指令开关的状态以及与相应控制手柄的动作关系如表所示。

三、电气控制线路分析工作台纵向限位开关工作状态

纵向手柄触点向左中间（停）向右SQ1-1--+SQ1-2++-SQ2-1+--SQ2-2-++2024/8/1466工作台升降、横向限位开关工作状态

升降、横向手柄触点向前向下中间（停）向后向上SQ3-1+--SQ3-2-++

SQ4-1--+SQ4-2++-2024/8/1467回转工作台转换开关工作状态

位置触点接通回转工作台断开回转工作台SA1-1-+SA1-2+-SA1-3-+2024/8/1468

QS为电源总开关。

1.主电路1）主电机M1由KM3控制，由倒顺开关SA5预选转向，KM2的主触点串联两相电阻与速度继电器KS配合实现停车反接制动。另外还通过机械结构和接触器KM2进行变速冲动控制。2024/8/14691.主电路2）工作台拖动电动机M2由接触器KM4、KM5的主触点控制，并由接触器KM6主触点控制快速电磁铁YA。2024/8/14701.主电路3）冷却泵拖动电动机由接触器KM1控制，单方向旋转。2024/8/14712．控制电路（1）主电动机的起动控制在非变速状态，主轴变速冲动限位开关SQ7（3－7、3－8）不受压。由SA5选择转向，合上QS，按下SB1（12－13）或SB2（12－13）→KM3线圈通电并自锁→主电动机M1起动运行。2024/8/14722．控制电路（1）主电动机的停止控制停止时，按下SB3（8－9、11－12）或SB4（8－9、8－11）→KM3线圈随即断电，但此时速度继电器KS的正向触点（9－7）或反向触点（9－7）总有一个闭合着→制动接触器KM2线圈立即通电→主电动机M1串入电阻R进行反接制动。

2024/8/14732．控制电路（2）主轴变速冲动控制主轴变速冲动开关SQ7（3－7、3－8）动作，接触器KM2线圈短时通电，电动机M1串入电阻R低速冲动一次。

2024/8/1474（3）工作台移动控制1）只有主轴旋转后工作台才能进给，进给电动机M2由KM4、KM5控制，实现正反转。2）工作台移动方向由各自的操作手柄来选择。有二个操作手柄，一个为左右（纵向）操作手柄；另一个为前后（横向）和上下（升降）十字操作手柄。2024/8/1475（3）工作台移动控制SA1为回转工作台转换开关，当使用回转工作台时，SA1-2闭合，当使用普通工作台时，SA1-l和SA1-3均闭合。

2024/8/1476

向右（压下SQ1）：

SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SA1-l→SQ1-1→KM5常闭触点→KM4线圈。l）工作台纵向（左右）移动2024/8/1477

l）工作台纵向（左右）移动向左（压下SQ2）：

SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SA1-l→SQ2-1→KM4常闭触点→KM5线圈。2024/8/1478

l）工作台纵向（左右）移动如果操作者同时将十字手柄扳向工作位置，则SQ4-2和SQ3-2中必有一个断开，KM4、KM5线圈根本不能通电，通过这种电气方式来实现工作台左右移动同前后及上下移动之间的互锁。2024/8/1479l）工作台纵向（左右）移动若要快速移动，按下SB5（21－25）或SB6（21－25），使得KM6以“点动方式”通电，快速电磁铁线圈YA通电，接上快速离合器，工作台快速移动。2024/8/1480

向上向后（压下SQ4）：

SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SA1-l→SQ4-l→KM4常闭触点→KM5线圈。2）工作台横向（前后）和升降（上下）移动2024/8/1481向下向前（压下SQ3）：

SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SA1-l→SQ3-l→KM5常闭触点→KM4线圈。2）工作台横向（前后）和升降（上下）移动2024/8/1482

工作台在主轴不转时进行快速移动，将换向开关SA5扳在停止位置，然后扳动所选方向的进给手柄，按下主轴起动按钮和快速按钮，KM4或KM5及KM6线圈通电，工作台沿选定方向快速移动。

3）工作台的主轴停车快速移动2024/8/1483

在同一时间内，工作台只允许向一个方向移动，各运动方向之间的联锁是利用机械和电气两种方法来实现的。工作台的向右、向左控制，是同一手柄操作的，手柄本身带动限位开关SQ1和SQ2起到左右移动的联锁作用。同理，工作台的前后和上下四个方向的联锁，是通过十字手柄本身来实现的。

（4）工作台各运动方向的联锁2024/8/1484

工作台的纵向移动同横向及升降移动之间的联锁是利用电气方法来实现的。由纵向操作手柄控制的SQ1-2和SQ2-2和横向、升降进给操作手柄控制的SQ3-2和SQ4-2两个并联支路控制接触器KM4和KM5的线圈，若两个手柄都扳动，则把这两个支路都断开，使KM4或KM5都不能工作，达到联锁的目的。（4）工作台各运动方向的联锁2024/8/1485