课题十三-B2012A-型龙门刨床电气检修

任务１认识B2012A型龙门刨床任务２检修B2012A型龙门刨床课题十三B2012A型龙门刨床电气检修B2012A型龙门刨床是机械化、自动化程度很高的大型金属切削机床，它能同时夹持多个工件和多面多刀加工各种平面、斜面：槽，适用于加工大型而狭长的工件，如机床床身、横梁、导轨和箱体等，还可以进行低速磨削加工。龙门刨床配上专用铣磨头电动机后，除可进行刨削加工外还可进行磨削或铣削加工，也称为龙门铣磨刨床。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修１．了解B2012A型龙门刨床的基本结构，熟悉B2012A型龙门刨床的基本操作方法。２．能看懂B2012A型龙门刨床电路图。３．掌握B2012A型龙门刨床电路的工作原理。学习目标任务１认识B2012A型龙门刨床课题十三B2012A型龙门刨床电气检修龙门刨床的电气控制系统复杂，自动化控制程度较高，它的主驱动系统有电动机扩大机—发电机—电动机（AR－G－M）直流调速系统（简称G－M系统）、晶闸管直流调速系统、变频调速系统、开关磁阻电动机调速系统（SRD）等，维修、维护难度较大，要想快速、准确地排除B2012A型龙门刨床的电气故障，必须先熟悉G－M驱动的B2012A型龙门刨床的主要结构、运动形式，以及正确试车操作方法，学会识读B2012A型龙门刨床的电气控制电路图，为检修龙门刨床常见故障奠定基础。任务引入课题十三B2012A型龙门刨床电气检修相关知识一、B2012A型龙门刨床的型号规格课题十三B2012A型龙门刨床电气检修二、B2012A型龙门刨床主要结构龙门刨床外形图课题十三B2012A型龙门刨床电气检修三、B2012A型龙门刨床运动形式龙门刨床主运动是工作台的往复运动；进给运动是刀架的前进切削运动，包括垂直进给与水平进给运动；工作台后退时不做切削，只让工作台返回，准备第二次切削；辅助运动有横梁的夹紧与放松、横梁的升降运动、刀架的快速移动以及抬刀、放刀等运动。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修四、B2012A型龙门刨床电气控制特点１．调速范围２．静差率３．工作台往复循环中的速度变化４．工作台在25m／min以下时为等切削力区，输出转矩应保持恒定，在高出25m／min时，输出功率应保持恒定。因此，采用机电配合的调速方案，以提高电动机功率的合理使用。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修５．在磨削加工时，工作台速度降到1m／min。６．有必要的联锁，保证各部件的动作协调，避免因机床的误动作而引起事故。龙门刨床的进给运动与辅助运动与工作台的往复运动有机配合，完成加工工艺流程。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修龙门刨床工作台速度图ａ）有慢速切入、慢速退出ｂ）只有慢速退出ｃ）低于10m／min0～1—正向启动1～2—慢速切入3～4—正常切削5～6—慢速退出6～7—工作台制动7～8—反向启动8～9—高速返回10～11—后退减速缓冲11～0—工作台制动课题十三B2012A型龙门刨床电气检修五、B2012A型龙门刨床电气控制方框图B2012A型龙门刨床控制电路之间关联图课题十三B2012A型龙门刨床电气检修六、B2012A型龙门刨床工作原理B2012A型龙门刨床采用电机扩大机作为励磁调节器的直流发电机—电动机系统（G－M），通过调节直流电动机电压来调节输出速度，并采用两级齿轮变速箱变速的机电联合调节方法，其主运动为刨台频繁的往复运动，对速度的控制有一定的要求，采用机械速比为2∶1和电气调速范围为10∶1的机电联合调速系统。B2012A型龙门刨床电气控制系统电路如图所示。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修龙门刨床主驱动控制电路及抬刀电路课题十三B2012A型龙门刨床电气检修交流机组电路图课题十三B2012A型龙门刨床电气检修主驱动机组启动及刀架控制电路课题十三B2012A型龙门刨床电气检修横梁及工作台控制电路课题十三B2012A型龙门刨床电气检修１．驱动系统的组成该系统具有电压负反馈、电流正反馈、电流截止负反馈和桥形稳定环节，图ａ所示为主驱动简化图。0Ⅲ绕组控制电路的等效电路如图ｂ所示。（１）桥形稳定控制在电动机启动、制动、换向及负载变化时，会发生主回路电流及电动机转速的振荡现象。而产生振荡的原因是扩大机和电动机均具有电磁惯性，其次是系统的放大倍数过大或反馈强度过大。如果调节起来不够及时，就会出现调节过头而产生振荡，使系统的稳定性能降低。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修龙门刨床主驱动系统图ａ）主驱动系统简化图ｂ）０Ⅲ绕组控制电路的等效电路课题十三B2012A型龙门刨床电气检修（２）电压负反馈与电流正反馈控制电压反馈信号UfV

与给定电压UC对0Ⅲ的控制作用相反，U0Ⅲ＝Uc－UfV。负载变化时，电压负反馈使发电机端电压接近不变，使转速接近不变，改善了系统的静、动态特性。但电压负反馈系统的静特性硬度差些，调速范围较窄，主要是不能补偿电动机电枢压降引起的转速降落。在电压负反馈的基础上再加入电流正反馈，组成电压负反馈与电流正反馈的调速系统，弥补电压负反馈的不足。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修提示当负载电流增大时，电流正反馈使发电机端电压升高的同时，电压负反馈却阻碍发电机电压的升高。因而电压负反馈较强的系统，必须配以较强的电流正反馈，才能补偿电动机的转速降，以保证一定的静特性硬度。但电流正反馈过强，可能引起电枢电流和传动系统的严重冲击，使系统不能稳定工作。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修（３）电流截止负反馈当电动机因负载突然猛增或由于机械部分被卡住时，主回路的电枢电流将会增加到危险的程度，有烧毁电动机的可能，而且电动机的转矩也急骤增大，使系统的机械传动机构受到巨大的冲击，影响设备的精度，严重时将使机械部件损坏。所以，一方面在主回路中装设过电流继电器KA1进行保护，另一方面在电路设计上加入电流截止负反馈，使静特性能符合系统实际工作的需要。在正常工作范围内，使系统具有很硬的机械特性，而当电动机过载时，系统则具有很软的机械特性。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修带电流截止负反馈的调速系统静特性如图所示。带有电流截止负反馈的调速系统静特性课题十三B2012A型龙门刨床电气检修２．主驱动机组启动电路交流电动机MA驱动直流发电机G1、励磁机G2，构成主驱动机组。（１）主驱动机组对电气控制的要求（２）主驱动机组的控制电路课题十三B2012A型龙门刨床电气检修３．刀架控制电路（１）自动进刀刀架的进给采用的是带紧胀环的进刀机构，依靠紧胀环转动角度的大小来控制每次的进刀量。每次进刀完成后，利用刀架驱动电动机反向旋转来使紧胀环复位，为第二次进刀做好准备。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修提示K2H

常开触点（13－4／13）是自锁触点，保证工作台在返回行程中如果按下工作台停止按钮SB10（13－7／8），此时工作台虽然停下，刀具仍能保持在抬起位置，避免了由于刀具落下造成工件表面与刀具本身的损坏。（２）刀架快速移动为缩短机床调整时间，需要刀架快速移动。将刀架移动机械手柄扳至快速移动位置，使相应行程开关SQC、SQY、SQZ恢复原状，然后按下刀架“快移”按钮SB3、SB4、SB5，相应的刀架快速移动。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修提示只有当工作台停车时，KJI常闭触点（13－6／10）复位，刀架才能快速移动，这是刀架快移与自动进给的联锁。４．横梁控制电路横梁上升时按照放松→上升→夹紧的次序工作；横梁下降时按照放松→下降→回升→夹紧的次序工作，多了一个“回升”环节。由电动机MJ

控制横梁的夹紧与放松，由电动机MH控制横梁的升降，横梁夹紧的程度采用电流检测的方法进行控制。控制电路如图所示。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修（１）横梁上升按下SB6（1区）→KJOH

线圈（1区）得电→KHJ线圈（5区）得电→电动机MJ反转→横梁放松→放松到位压下位置开关SQ10，SQ10－b（5区）断开→KHJ线圈失电→电动机MJ

停转→放松完毕；同时SQ10－ａ（2区）闭合→KQH线圈（2区）得电→电动机MH正转→横梁上升。上升到位松开SB6→KJOH

线圈失电→KQH

线圈失电→电动机MH停转→上升停止→KQJ线圈（4区）得电→电动机MJ正转→横梁夹紧→SQ10复位→当夹紧电流上升到使电流继电器KA2线圈（13－5／10）动作→KQJ线圈失电→电动机MJ停转→横梁夹紧结束。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修（２）横梁下降按下SB7（1区）→KJOH线圈（1区）得电→KHJ线圈（5区）得电→电动机MJ反转→横梁放松→放松到位压下位置开关SQ10，SQ10－b（5区）断开→KHJ线圈失电→电动机MJ停转→放松过程完毕；同时SQ10－a闭合→KHH线圈（3区）得电→电动机MH反转→横梁下降；KHH线圈得电后，同时KTH线圈（6区）得电，其断电延时断开常开触点（1区）闭合，为回升做好准备。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修下降到位松开SB7→KJOH线圈失电→KHH线圈失电→电动机MH停转→下降停止→KQJ

线圈（4区）得电→电动机MJ正转→横梁夹紧→SQ10复位，KQJ线圈得电后→KQH线圈（2区）得电→电动机MH正转→横梁作回升动作；由于KHH线圈的失电→KTH线圈失电→经KTH短暂的断电延时（0.1～0.4s）→KQH线圈失电→电动机MH停转→回升停止→当夹紧电流上升到使KA2动作→KQJ线圈失电→电动机MJ停转→横梁夹紧结束。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修提示横梁下降所设置的回升环节，是为了消除带动横梁的丝杠与螺母之间的间隙，以防横梁歪斜，保证横梁对工作台的平行度不超过允许误差范围。５．工作台控制电路（１）工作台对电控系统的要求１）调整工作时，工作台能以较低速度“步进”或“步退”。２）能按速度图的要求完成自动往复循环。３）工作台停止时应有制动，防止“爬行”。４）磨削时低速运行。５）有必需的联锁保护。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修（２）工作台的“步进”或“步退”课题十三B2012A型龙门刨床电气检修步进、步退时给定励磁的部分电路课题十三B2012A型龙门刨床电气检修（３）工作台自动循环位置开关布置示意图课题十三B2012A型龙门刨床电气检修减速与换向时行程开关状态表课题十三B2012A型龙门刨床电气检修１）启动，慢速切入工件。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修慢速切入时０Ⅲ绕组励磁电路课题十三B2012A型龙门刨床电气检修２）切削进给。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修前进工作进程时０Ⅲ绕组励磁电路课题十三B2012A型龙门刨床电气检修３）慢速退出。４）高速返回。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修５）反向减速。在工作台返回行程将结束时，撞块C碰上位置开关SQ3，其工作流程如下：课题十三B2012A型龙门刨床电气检修６）慢速切入。工作台返回行程结束时，撞块D碰上位置开关SQ4，其工作流程如下：课题十三B2012A型龙门刨床电气检修工作台自动循环动作与速度图课题十三B2012A型龙门刨床电气检修（４）工作台的低速和磨削加工工作台前进或后退调速手柄处于低速位置时，与调速电位器R－Q、R－H联动的微动开关SQQ（13－7／15）或SQH（13－7／15）闭合。当前进继电器KQ或后退继电器KH得电时，它们的常开触点KQ

（13－7／15）或KH

（13－7／15）闭合，使低速运行继电器KJO得电，KJO常闭触点（13－7／13）断开，减速运行继电器KJ不得电，扩大机0Ⅲ控制绕组在较低的给定电压下低速运行。低速运行时，0Ⅲ控制绕组电流较小，此时励磁变化引起的扩大机输出电动势的变化较小，影响了稳速性能。为稳定工作台低速运行的工作速度，利用KJO常开触点（13－4／8）闭合，短接RP9部分电阻，增加0Ⅱ控制绕组的电流正反馈深度来提高运行速度的稳定性能。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修（５）加速度调节器（６）停车制动与自消磁电路工作台停车时，切断扩大机0Ⅲ控制绕组给定电压，这时电压负反馈在0Ⅲ绕组中流过一个很大的反向电流，从而对发电机去磁，使其端电压下降。由于直流电动机转速来不及变化，因而电动机的反电动势将大于发电机端电压，电动机处于发电制动而迅速停车。B2012A型龙门刨床采用二级停车制动，从按下工作台停止按钮SB10到KT延时断开常开触点（13－4／1、11）断开为第一级停车制动，以后为第二级停车制动。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修加速度调节器电路课题十三B2012A型龙门刨床电气检修停车制动与自消磁电路课题十三B2012A型龙门刨床电气检修（７）润滑泵电动机MRB控制将转换开关SA7（13－7／14）转到“自动”或“连续”位置，接触器KRB线圈（13－7／14）得电，润滑泵电动机MRB运转，润滑泵正常工作后，工作台才能自动循环，它是由润滑压力继电器KP的常开触点（13－7／8）来实现的。（８）扩大机欠补偿环节为有效地减小扩大机剩磁电压，设置了扩大机补偿环节，如图所示。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修扩大机欠补偿环节课题十三B2012A型龙门刨床电气检修B2012A型龙门刨床电气设备名称明细表B2012A型龙门刨床电气设备名称明细见表。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修B2012A型龙门刨床电气设备名称明细表课题十三B2012A型龙门刨床电气检修B2012A型龙门刨床电气设备名称明细表课题十三B2012A型龙门刨床电气检修B2012A型龙门刨床电气设备名称明细表课题十三B2012A型龙门刨床电气检修七、B2012A型龙门刨床器件位置图B2012A型龙门刨床电气器件布置图课题十三B2012A型龙门刨床电气检修任务实施一、认识B2012A型龙门刨床的主要结构和操作部件观摩B2012A型龙门刨床实物与图所示。龙门刨床外形图课题十三B2012A型龙门刨床电气检修二、熟悉B2012A型龙门刨床的电气设备名称、型号规格、代号及位置三、观摩操作首先切断设备总电源，然后在教师指导下，根据表所示元器件明细表、图，弄清各位置开关、操作手柄、电动机、电磁铁安装位置，熟悉控制柜中电气元件位置，熟悉线路走向，清楚各操作按钮。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修B2012A型龙门刨床电气设备名称明细表课题十三B2012A型龙门刨床电气检修B2012A型龙门刨床电气设备名称明细表课题十三B2012A型龙门刨床电气检修B2012A型龙门刨床电气设备名称明细表课题十三B2012A型龙门刨床电气检修B2012A型龙门刨床电气设备名称明细表课题十三B2012A型龙门刨床电气检修B2012A型龙门刨床电气器件布置图课题十三B2012A型龙门刨床电气检修B2012A型龙门刨床电气控制柜内接线图课题十三B2012A型龙门刨床电气检修提示识别器件时，电气开关、操作手柄位置等不能扳动，电位器不要调动；熟悉线路走向时，不能扳动和拉扯导线，不能拆动导线。三、观摩操作１．开机准备工作２．横梁升降操作３．刀架快速移动操作４．主驱动机组启动操作课题十三B2012A型龙门刨床电气检修５．工作台控制操作（１）启动润滑油泵（２）工作台“步进”或“步退”（３）工作台自动进给提示试车时仔细观看工作台运行过程中的速度变化，以及抬刀、放刀、进刀动作，多观察几个自动循环过程。龙门刨床结构和操作复杂，试车应在教师监督和刨床操作人员指导下进行。四、识读B2012A型龙门刨床电路图课题十三B2012A型龙门刨床电气检修任务测评对任务实施完成情况进行检查，并将结果填入表。评分标准课题十三B2012A型龙门刨床电气检修１．掌握B2012A型龙门刨床电路典型故障的分析方法以及故障的检测流程。２．能按照正确的检测步骤，排除B2012A型龙门刨床电路的典型电气故障。学习目标任务２检修

B2012A型龙门刨床课题十三B2012A型龙门刨床电气检修B2012A型龙门刨床电气控制线路复杂，使用过程中不可避免地会发生各种电气故障，影响设备的正常运行。作为机床维修人员，应能迅速、准确地采用正确的方法，查明故障原因并修复故障，以保障设备正常运行。本任务就来学习B2012A型龙门刨床常见电气故障的检修方法，逐步提高检修复杂电气线路故障的能力。任务引入课题十三B2012A型龙门刨床电气检修相关知识B2012A型龙门刨床典型故障分析１．主驱动系统的故障（１）发电机没有输出电压（２）直流电动机不启动（３）励磁机的常见故障１）励磁机没有输出电压①控制柜内部接线松脱、电动机电刷接触不良，因此，造成发电机不能自励。只要把松脱的线接好，或调控好电刷的压力即可。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修②剩磁消失而不能发电输出电压，可将并励绕组与电枢绕组断开，用直流电源（一般100V左右）给并励绕组供电，使磁极充磁，充磁时间2～3min。如还没有输出，可改变极性，重新充磁。２）励磁机的输出极性相反。如果电动机的旋转方向正确，输出电压极性相反，应该是励磁绕组和电枢绕组的极性同时接反了，可将其中任一绕组极性改接。３）励磁机空载电压正常，加负载后电压下降过大。这是由于串励绕组或换向极绕组的极性接反，将其中一组绕组的极性改接即可。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修（４）电机扩大机的常见故障１）空载时电压低或没有输出①控制绕组有断路或短路现象。②交轴回路电刷顺着电枢旋转方向移动过多。③交轴助磁绕组极性接反，绕组断线。④电刷在刷盒内卡死，不能与换向器接触。⑤换向器以及电枢绕组短路或断路。⑥补偿绕组和换向极绕组断路。⑦各绕组接线头脱落。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修提示扩大机与发电机电压极性一定要相符，它关系到电压负反馈的正确与否，因此对极性要认真检查与测量。２）扩大机空载时发电正常，带负载时电压很低。检查电枢绕组、补偿绕组、换向极绕组的极性是否正确，是否有短路。３）有负载时产生自激①该故障的原因是电刷逆电枢旋转方向移动太多，产生一个助磁磁通，使输出电压升高，从而引起自激，可将电刷逐步顺着电枢旋转方向移动，直到不产生自激为止。②补偿绕组的并联电阻器接触不良或开路，而造成过补偿。４）扩大机电刷与换向器间的火花大，输出电压不稳定。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修２．工作台换向过程中的常见故障分析（１）换向时越位过大产生越位过大的主要原因有：１）减速制动回路工作不正常。２）减速开关（RbQ、RbH

）和继电器KJ的工作情况不正常。３）电位器RP3和RP4上的触点有接触不良现象。４）电压负反馈强度不合适，如果负反馈系数低于0.4，可适当加强电压负反馈以减小越位。如果负反馈强度合适，则需要观察RP8的大小，检查稳定作用的强弱；观察RP1和RP2的大小，检查强迫励磁的强度；观察RP3和RP4的大小，检查减速制动的强弱。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修５）截止电压较低。一般在电动机换向允许的情况下，可适当提高截止电压。６）稳定环节作用较小或减速制动强度过高。要把加速调节器旋到“越位减小”的位置来调节RP3、RP4。否则，即使调整好RP3、RP4，刨床工作时，只要调节器旋到“越位减小”处，仍能出现反向冲击现象。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修（２）换向越位过小换向越位过小表明换向过程的制动作用过强，主电路制动电流过大，使直流电动机Ｍ的电刷下产生严重火花，同时会使机械部分受到过大的冲击，影响电动机和机床的使用寿命；越位过小还会产生进刀量较大时来不及进刀的问题。因为进刀时间从碰撞换向位置开关SQ4开始，经过一段时间越位，工作台由后退变为前进，再使SQ4复位为止，所以换向过小来不及进刀。换向越位最小距离规定在最高速时不小于30～50mm。换向越位过小的原因和处理方法与换向越位过大相反。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修（３）换向不正常１）工作台在后退减速开关附近来回不断地往复运动。这是因为前进调速电位器R－Q上有铜屑，造成（101－231）接通短路。２）如果RP3上的231、233、235、237接点与RP4上的232、234、236、238接点中任意一个接点互换，也会造成碰减速开关就反向的现象。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修３．工作台运行中的常见故障（１）步进和步退动作不正常故障可能的原因是：１）检查相关的触点和200号线头在R2上接触是否良好。２）检查VD1和VD2整流管是否击穿。３）检查给定电压是否过低。４）电流正反馈是否太弱，可调节相关的电阻值。５）工作台润滑油的黏度是否合适。６）步进失效，而步退正常，是因为步进和步退电路不平衡，可检查RP5、RP6电位器上的短接点是否接触不良，造成支路不通。课题十三B2012A型龙门刨床电气检修（２）工作台速度过高１）电压负反馈电路中有断线，造成电压负反馈信号消失，使0Ⅲ控制绕组中的电流增大，使电机扩大机和直流发电机过电压，从而使带动工作台的电动机速度过高。２）直流电动机的励磁绕组出线端松脱，电动机剩磁很小，如果电动机在轻载或空载情况下运转时，将会产生“飞车”现象。如果电动机驱动较大负载，将使电动机停转。３）发电机自激也会使工作台速度过高，可检查绕组接线和极性。４）扩大机过补偿。扩大机补偿的并联电阻RP13断路，使扩大机工作在过补偿状态，造成扩大机和直流发电机输出过电压，引起工作台速度过高。课题十三B2012A型龙门