典型机械设备电器控制系统.ppt
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1、第三章第三章 典型机械设备电气控制系统分析典型机械设备电气控制系统分析教学目的:(1)了解机械设备电气控制系统的分析方法 (2)掌握车、铣床的工作过程,电气控制原理 (3)能够结合电气原理图对常见电气故障进行分析重点:车、铣床的工作原理,电气控制分析难点:电气控制分析 一、进行设备电气控制系统分析应注意的问题:(1)机械设备概况调查 (2)电气设备及电气元件选用 (3)机械设备与电气设备和电气元件的联接关系 二、机械设备电气控制系统的分析步骤:(1)设备运动分析;(2)主电路分析;(3)控制电路分析;(3)对照明、信号其他电路部分进行识图分析。第一节第一节 卧式车床的电气控制电路卧式车床的电气
2、控制电路 车床是应用最广泛的一种机床,在实际中有很多工件需车床是应用最广泛的一种机床,在实际中有很多工件需车床是应用最广泛的一种机床,在实际中有很多工件需车床是应用最广泛的一种机床,在实际中有很多工件需要车床进行端面、内孔的加工,螺纹杆可利用车床进行进行要车床进行端面、内孔的加工,螺纹杆可利用车床进行进行要车床进行端面、内孔的加工,螺纹杆可利用车床进行进行要车床进行端面、内孔的加工,螺纹杆可利用车床进行进行外螺纹的加工。外螺纹的加工。外螺纹的加工。外螺纹的加工。1、车床的用途:、车床的用途:车削外圆、内圆、端面、螺纹、定型表面,并可以钻头、铰车削外圆、内圆、端面、螺纹、定型表面,并可以钻头、铰
3、刀等进行加工。刀等进行加工。2、车床的结构:、车床的结构:床身、主轴变速箱、尾座进给箱、丝杆、光杆、刀架、溜板床身、主轴变速箱、尾座进给箱、丝杆、光杆、刀架、溜板箱等组成。箱等组成。3、运动形式:主运动主轴带动卡盘或顶尖的旋转运动。进给运动溜板带动刀架的横向和纵向的直线运动。辅助运动除主运动及进给运动外的其它运动:刀架的快速前进与后退、尾架的移动、工件的夹紧与放松等。4、C650型普通车床电力拖动特点:型普通车床电力拖动特点:由三台电动机带动:由三台电动机带动:(1)主电动机)主电动机带动主轴旋转,为了能加工螺纹在退带动主轴旋转,为了能加工螺纹在退刀时避免乱扣,要求反转退刀;同时在加工螺纹时,
4、由于刀时避免乱扣,要求反转退刀;同时在加工螺纹时,由于工件的旋转速度与进给量之间有严格的比例关系,因此进工件的旋转速度与进给量之间有严格的比例关系,因此进给运动与主运动由同一台电动机带动。主轴电动机不需要给运动与主运动由同一台电动机带动。主轴电动机不需要调速,主轴的调速是通过机械调速实现的。调速,主轴的调速是通过机械调速实现的。(2)刀架快速移动电动机:)刀架快速移动电动机:为了缩短辅助时间,刀架的运动可快速移动;移动方向为了缩短辅助时间,刀架的运动可快速移动;移动方向由机械装置实现,电动机单方向运行。由机械装置实现,电动机单方向运行。(3)冷却泵电动机:实现刀具的冷却。)冷却泵电动机:实现刀
5、具的冷却。5、电动机控制的特点:、电动机控制的特点:(1)主电动机)主电动机30kw,采用直接起动,为缩短停止时间采,采用直接起动,为缩短停止时间采用串电阻反接制动停车;为了便于对刀操作,主轴有用串电阻反接制动停车;为了便于对刀操作,主轴有点动控制,点动采用串电阻的低速点动。点动控制,点动采用串电阻的低速点动。(2)快速电动机功率较小,采用直接起动,单方向旋转,)快速电动机功率较小,采用直接起动,单方向旋转,刀架的运动方向由机械决定,与电动机无关;采用自刀架的运动方向由机械决定,与电动机无关;采用自由停车。由停车。第一节第一节 卧式车床的电气控制电路卧式车床的电气控制电路C650主电机正反转及
6、点动控制电路C650主电机制动控制电路第二节X62W万能升降台铣床控制线路案例:案例:案例:案例:很多工件的端面或台阶面的加工可利用铣床进行。很多工件的端面或台阶面的加工可利用铣床进行。很多工件的端面或台阶面的加工可利用铣床进行。很多工件的端面或台阶面的加工可利用铣床进行。如铣形槽、平面。如铣形槽、平面。如铣形槽、平面。如铣形槽、平面。一、铣床的作用:一、铣床的作用:用于铣销加工:铣平面、斜面、沟槽;装上分度头还用于铣销加工:铣平面、斜面、沟槽;装上分度头还可以铣齿轮;装上圆工作台还可以铣切凸轮、弧形槽,用可以铣齿轮;装上圆工作台还可以铣切凸轮、弧形槽,用途十分广泛。途十分广泛。二、铣床的结构
7、:二、铣床的结构:主要由主要由床身、底座、升降台、刀杆支架、溜板、床身、底座、升降台、刀杆支架、溜板、工作台、悬梁等部分组成。如下图所示:工作台、悬梁等部分组成。如下图所示:组成:组成:床身固定在底座上,床身内装有主轴的传动机床身固定在底座上,床身内装有主轴的传动机构及主轴变速机构;在床身顶部有水平轨导,其上装构及主轴变速机构;在床身顶部有水平轨导,其上装有悬梁,悬梁上装有刀杆支架(用于固定铣刀心轴)。有悬梁,悬梁上装有刀杆支架(用于固定铣刀心轴)。床身前部装有垂直导轨,升降台可沿其上下移动,升床身前部装有垂直导轨,升降台可沿其上下移动,升降台装有水平导轨,其上装有可水平移动的溜板,溜降台装有
8、水平导轨,其上装有可水平移动的溜板,溜板上设有可转动的旋转机构,可旋转机构上设有纵向板上设有可转动的旋转机构,可旋转机构上设有纵向导轨,工作台在其上可作纵向运动。工作台上有燕尾导轨,工作台在其上可作纵向运动。工作台上有燕尾槽用于固定工件。槽用于固定工件。三、铣床的运动形式三、铣床的运动形式1、主运动、主运动铣刀的旋转运动为主运动。铣刀的旋转运动为主运动。铣削加工有顺铣和逆铣两种。在加工工件前首先应该铣削加工有顺铣和逆铣两种。在加工工件前首先应该确定铣削方向。确定铣削方向。2、进给运动、进给运动工件垂直铣刀轴线方向上的运动。即工工件垂直铣刀轴线方向上的运动。即工作台的纵向及上下运动;一般有纵向、
9、横向、垂直三个作台的纵向及上下运动;一般有纵向、横向、垂直三个运动方向。运动方向。3、辅助运动、辅助运动工作台的回转运动、其它的调整运动。工作台的回转运动、其它的调整运动。四、铣床对电力拖动的要求:四、铣床对电力拖动的要求:采用多电动机拖动,共采用多电动机拖动,共3台电机。台电机。1、主电机、主电机M1(7、5kw)完成主轴的旋转运动,主轴要完成主轴的旋转运动,主轴要求不平繁的正反转,以用于顺铣和逆铣。由于铣刀为不连续刀求不平繁的正反转,以用于顺铣和逆铣。由于铣刀为不连续刀刃,起动过程为克服不平稳在主轴传动系统中加入了飞轮以增刃,起动过程为克服不平稳在主轴传动系统中加入了飞轮以增加其平稳性,但
10、这样就引起停车时间延长,为此采用机械制动加其平稳性,但这样就引起停车时间延长,为此采用机械制动停车。停车。2、进给电机、进给电机M2完成工作台三个相互垂直方向的运动。工完成工作台三个相互垂直方向的运动。工作台运动时只允许有一个方向上的运动,在同一直线上不同方作台运动时只允许有一个方向上的运动,在同一直线上不同方向上的运动由电动机正反转来实现。机械传动,由三个不同的向上的运动由电动机正反转来实现。机械传动,由三个不同的离合器确定方向;即有垂直运动离合器、纵向运动离合器、横离合器确定方向;即有垂直运动离合器、纵向运动离合器、横向运动离合器。用机械操纵手槽配合位置开关以及机械离合器向运动离合器。用机
11、械操纵手槽配合位置开关以及机械离合器实现不同方向的控制。实现不同方向的控制。3、冷却泵电机、冷却泵电机M3略。略。4、工作台能作快速移动、工作台能作快速移动由进给电动机通过快速成传由进给电动机通过快速成传动链实现。动链实现。5、主轴变速以及进给变速要求有冲动过程、主轴变速以及进给变速要求有冲动过程消除顶齿消除顶齿现象。现象。6、当使用圆工作台时,不允许工作台作直线运动。、当使用圆工作台时,不允许工作台作直线运动。7、进给运动只有在主轴旋转后才能进行。、进给运动只有在主轴旋转后才能进行。五、五、X62W铣床主电路分析铣床主电路分析 M1由由KM1控制直接起动,由控制直接起动,由SA3选择正反向。
12、选择正反向。SB1、SB2、SB3、SB4实现升降台和床身上两处操作。实现升降台和床身上两处操作。由由SB1、SB2的常开,的常开,KM1的常闭及主轴制动离合器的常闭及主轴制动离合器YC1构成主轴制动停车控制环节。制动时间很短,所以采构成主轴制动停车控制环节。制动时间很短,所以采用点动控制用点动控制 主轴上刀和换刀时,为安全,主轴必须处于制动状态,主轴上刀和换刀时,为安全,主轴必须处于制动状态,上刀、换刀前将制动控制开关上刀、换刀前将制动控制开关SA2扳到接通位置,接通主轴扳到接通位置,接通主轴制动离合器制动离合器YC1,使主轴处于制动状态,同时,使主轴处于制动状态,同时SA2-1断开使断开使
13、主轴转动控制电路断电。上刀换刀结束将主轴转动控制电路断电。上刀换刀结束将SA2扳回断开位置。扳回断开位置。(1)主轴电机的控制:启动和制动(2)主轴变速时的瞬时点动(3)六个方向进给的控制(4)圆工作台的控制(5)其他控制五、五、X62W铣床控制电路分析铣床控制电路分析 X62W铣床控制电路分析铣床控制电路分析 主轴变速冲动主轴变速冲动将变速手柄拉出,转动变速盘选好主轴变速,将变速手柄拉出,转动变速盘选好主轴变速,将变速手柄推回,推回复位时压动主轴变速行程开关将变速手柄推回,推回复位时压动主轴变速行程开关SQ5,使,使SQ5-1闭合,闭合,SQ5-2断开,断开,KM1线圈瞬时通电吸合,主电动机
14、线圈瞬时通电吸合,主电动机作瞬时点动,使齿轮良好啮合,变速手柄复位后,作瞬时点动,使齿轮良好啮合,变速手柄复位后,SQ5复位,复位,切断主电动机瞬时点动电路切断主电动机瞬时点动电路 纵向进给纵向进给将纵向进给手柄扳向右侧,通过连动机构接通纵将纵向进给手柄扳向右侧,通过连动机构接通纵向进给离合器,压下行程开关向进给离合器,压下行程开关SQ1,使,使SQ1_1闭合,闭合,SQ1_2断断开。圆工作台选择开关触点开。圆工作台选择开关触点SA11,SA13闭合。进给电动闭合。进给电动机机M2正向起动旋转。正向起动旋转。向前进给向前进给将垂直与横向手柄扳到向前位置,接通横将垂直与横向手柄扳到向前位置,接通
15、横向进给离合器。压下向进给离合器。压下SQ3,SQ31闭合,闭合,SQ32断开。断开。KM2吸合,电动机正转。吸合,电动机正转。KM4仍断电释放,慢速进给电仍断电释放,慢速进给电磁离合器磁离合器YC2通电动作经齿轮传动机构推动工作台向前通电动作经齿轮传动机构推动工作台向前工作进给。工作进给。进给变速进给变速M1起动后将垂直与横向、纵向进给手柄均起动后将垂直与横向、纵向进给手柄均扳回中间位置才可进行变速。拉出进给变速手柄选择好扳回中间位置才可进行变速。拉出进给变速手柄选择好合适的进给速度,拉出中变速孔盘推动合适的进给速度,拉出中变速孔盘推动SQ6,使,使SQ62断开,断开,SQ61闭合。闭合。K
16、M2线圈瞬时通电吸合,使进给线圈瞬时通电吸合,使进给电动机正转以利于齿轮的啮合。电动机正转以利于齿轮的啮合。常见故障分析:常见故障分析:1.主轴电动机不能起动主轴电动机不能起动 2.主轴不能主轴不能 变速冲动变速冲动 3.主轴不能制动主轴不能制动 4.按下停止按钮后主轴不停按下停止按钮后主轴不停 5.工作台不能进给工作台不能进给 6.进给不能变速冲动进给不能变速冲动 7.工作台向左、右、前、后进给都正常,没有向上和工作台向左、右、前、后进给都正常,没有向上和向后进给向后进给 8.其他进给正常,不能纵向进给其他进给正常,不能纵向进给 9.工作台不能快速移动工作台不能快速移动主电路主轴电机控制及快
17、速移动主轴电机控制及快速移动工作台运动控制工作台运动控制第三节 控制线路故障分析方法 由于应用在不同的场合,因而各种电气控制线路具有不同的特点。但对于各种不同电气控制线路的故障,采用的分析方法是大同小异的,也就是所谓的基本检修方法。这些方法包括直观法、电压测量法、电阻测量法、对比法、置换元件法、逐步开路法、强迫闭合法和短接法等。实际检修时,要综合运用上述方法,并根据积累经验,对故障现象进行分析,快速准确地找到故障部位,采取适当方法加以排除。1.直观法(直观法(1)检查步骤)检查步骤 直观法是根据电器故障的外壳表现,通过目测、鼻闻、耳听等手段,来检查、判断故障的方法。调查情况 向机床操作者和故障
18、在场人员询问故障情况,包括故障外部表现、大致部位、发生故障时环境情况(如有无异常气体、明火等,热源是否靠近电器,有无腐蚀性气体侵蚀,有无漏水等)、是否有人修理过、修理的内容等。初步检查 根据调查的情况,看有关电器外部有无损坏,连线有无断路、松动,绝缘有无烧焦,螺旋熔断器的熔断指示器是否跳出,电器有无进水、油垢,开关位置是否正确等。试车 通过初步检查,确认不会使故障进一步扩大和造成人身、设备事故后,可进行试车检查。试车中要注意有无严重跳火、冒火、异常气味、异常声音等现象,一经发现应立即停车,切断电源。注意检查电机的温升及电器的动作程序是否符合电气原理图的要求,从而发现故障部位。(2)检查方法)检
19、查方法 用观察火花的方法检查故障用观察火花的方法检查故障 电器的触点在闭合、分断电路电器的触点在闭合、分断电路或导线线头松动时会生火花,因此可以根据火花的有无、大小或导线线头松动时会生火花,因此可以根据火花的有无、大小等现象来检查电器故障。例如,正常固紧的导线螺钉间不应有等现象来检查电器故障。例如,正常固紧的导线螺钉间不应有火花产生,当发现该处有火花时,说明线头松动或接触不良。火花产生,当发现该处有火花时,说明线头松动或接触不良。电器的触点在合、分断电路时跳火,说明电路是通路,不跳火电器的触点在合、分断电路时跳火,说明电路是通路,不跳火说明电路不通。当观察到控制电动机的接器主触点两相有火花,说
20、明电路不通。当观察到控制电动机的接器主触点两相有火花,一相无火花时,无火花的触点接触不良或这一相电路断路。三一相无火花时,无火花的触点接触不良或这一相电路断路。三相中两相的火花比正常大,另一相比正常小,可初步判断为电相中两相的火花比正常大,另一相比正常小,可初步判断为电动机相间短路或接地。三相火花比正常大,可能是电动机过载动机相间短路或接地。三相火花比正常大,可能是电动机过载或机械部分卡住。在辅助电路中,若接触器线圈电路为通路,或机械部分卡住。在辅助电路中,若接触器线圈电路为通路,衔铁不吸合,要分清是电路断路,还是接触器机械部分卡住造衔铁不吸合,要分清是电路断路,还是接触器机械部分卡住造成的。
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