M7120型平面磨床的电气控制电路及工作原理.docx

M7120型平面磨床的电气控制电路及工作原理M7120型平面磨床的电气控制电路及工作原理 磨床是用磨具和磨料对工件的表面进行磨削加工的一种机床，它可以加工各种表面，如平面、内外圆柱面、圆锥面和螺旋面等。通过磨削加工，使工件的形状及表面的精度、光洁度达到预期的要求；同时，它还可以进行切断加工。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，其中以平面磨床使用最多。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电路。 M7130型平面磨床型号的含义为 一、平面磨床的主要结构和运动形式 M7120型卧轴矩形工作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74所示。磨床的工作台表面有T型槽，可以用螺钉和压板将工件直接固定在工作台上，也可以在工作台上装上电磁吸盘，用来吸持铁磁性的工件。平面磨床进行磨削加工的示意图如图75所示，砂轮与砂轮电动机均装在砂轮箱内，砂轮直接由砂轮电动机带动旋转；砂轮箱装在滑座上，而滑座装在立柱上。 图74 M7130卧轴矩台平面磨床结构示意图 磨床的主运动是砂轮的旋转运动，而进给运动则分为以下三种运动。 工作台作纵向往复运动； 砂轮箱沿滑座上的燕尾槽作横向进给运动； 砂轮箱和滑座一起沿立柱上的导轨作垂直进给运动。 图75 磨床的主运动和进给运动示意图 二、平面磨床的电力拖动形式和控制要求 M7120型卧轴矩台平面磨床采用多台电动机拖动，其电力拖动和电气控制、保护的要求是： 砂轮由一台笼型异步电动机拖动，因为砂轮的转速一般不需要调节，所以对砂轮电动机没有电气调速的要求，也不需要反转，可直接起动。 平面磨床的纵向和横向进给运动一般采用液压传动，所以需要由一台液压泵电动机驱动液压泵，对液压泵电动机也没有电气调速、反转和降压起动的要求。 同车床一样，也需要一台冷却泵电动机提供冷却液，冷却泵电动机与砂轮电动机也具有联锁关系，即要求砂轮电动机起动后才能开动冷却泵电动机。 平面磨床往往采用电磁吸盘来吸持工件。电磁吸盘要有退磁电路，同时，为防止在磨削加工时因电磁吸盘吸力不足而造成工件飞出，还要求有弱磁保护环节。 具有各种常规的电气保护环节；具有安全的局部照明装置。 三、M7130型平面磨床电气控制电路分析 主电路 三相交流电源由电源开关QS引入，由FUl作全电路的短路保护。M7120型平面磨床的主线路有四台电动机，M1为液压泵电动机，它在工作中起到工作台往复运动的作用；M2是砂轮电动机，可带动砂轮旋转起磨削加工工件作用；M3电动机做辅助工作，它是冷却泵电动机，为砂轮磨削工作起冷却作用；M4为砂轮机升降电动机，用于调整砂轮与工作件的位置。M1、M2及M3电动机在工作中只要求正转，其中对冷却泵电动机还要求在砂轮电动机转动工作后才能使它工作，否则没有意义。对升降电动机要求它正反方向均能旋转。 控制电路 控制线路对M1、M2、M3电动机有过载保护和欠压保护能力，由热继电器FR1、FR2、FR3和欠压继电器完成保护，而四台电动机短路保护则需FU1做短路保护。控制电路采用380V电源，由FU2作短路保护。SBl、SB2和SB3、SB4分别为M1和M3的起动、停止按钮，通过KMl、KM2控制M1和M3的起动、停止。 电磁吸盘电路 电磁吸盘结构与工作原理示意图如图77所示。其线圈通电后产生电磁吸力，以吸持铁磁性材料的工件进行磨削加工。与机械夹具相比较，电磁吸盘具有操作简便、不损伤工件的优点，特别适合于同时加工多个小工件；采用电磁吸盘的另一优点是工件在磨削时发热能够自由伸缩，不至于变形。但是电磁吸盘不能吸持非铁磁性材料的工件，而且其线圈还必须使用直流电。 图77 电磁吸盘结构与原理示意图 图78 交流去磁器结构原理图 直流电压供给电磁吸盘线圈YH。SA2是电磁吸盘的控制开关，待加工时，将SA2扳至右边的“吸合”位置，触点、接通，电磁吸盘线圈通电，产生电磁吸力将工件牢牢吸持。加工结束后，将SA2扳至中间的“放松”位置，电磁吸盘线圈断电，可将工件取下。如果工件有剩磁难以取下，可将SA2扳至左边的“退磁”位置，触点、接通，可见此时线圈通以反向电流产生反向磁场，对工件进行退磁，注意这时要控制退磁的时间，否则工件会因反向充磁而更难取下。R2用于调节退磁的电流。采用电磁吸盘的磨床还配有专用的交流退磁器，如图78所示，如果退磁不够彻底，可以使用退磁器退去剩磁，X2是退磁器的电源插座。 电气保护环节 除常规的电路短路保护和电动机的过载保护之外，电磁吸盘电路还专门设有一些保护环节。 1电磁吸盘的弱磁保护 采用电磁吸盘来吸持工件有许多好处，但在进行磨削加工时一旦电磁吸力不足，就会造成工件飞出事故。因此在电磁吸盘线圈电路中串入欠电流继电器KA的线圈，KA的动合触点与SA2的一对动合触点并联，串接在控制砂轮电动机M1的接触器KMl线圈支路中，SA2的动合触点只有在“退磁”档才接通，而在“吸合”档是断开的，这就保证了电磁吸盘在吸持工件时必须保证有足够的充磁电流，才能起动砂轮电动机M1；在加工过程中一旦电流不足，欠电流继电器KA动作，能够及时地切断KMl线圈电路，使砂轮电动机M1停转，避免事故发生。如果不使用电磁吸盘，可以将其插头从插座X3上拔出，将SA2扳至“退磁”档，此时SA2的触点接通，不影响对各台电动机的操作。 2电磁吸盘线圈的过电压保护 电磁吸盘线圈的电感量较大，当SA2在各挡间转换时，线圈会产生很大的自感电动势，使线圈的绝缘和电器的触点损坏。因此在电磁吸盘线圈两端并联电阻器R3作为放电回路。 3整流器的过电压保护 在整流变压器TI的二次侧并联由R1、C组成的阻容吸收电路，用以吸收交流电路产生的过电压和在直流侧电路通断时产生的浪涌电压，对整流器进行过电压保护。 照明电路 照明变压器T2将380V交流电压降至36V安全电压供给照明灯EL，EL的一端接地，SAl 为灯开关，由FU3提供照明电路的短路保护。线路中的照明灯电路是由变压器提供36V电压，由低压灯泡进行照明。另外还有5个指示灯：HL亮证明工作台通入电源；HL1亮表示液压泵电动机已运行；HL2亮表示砂轮机电动机及冷却泵电动机已工作；HL3亮表示升降电动机工作；HL4亮表示电磁吸盘工作。 电磁工作台控制线路首先由变压器T1进行变压后，再经整流提供110V的直流电压，供电磁工作台 用，它的保护线路是由欠压继电器、放电电容和电阻组成。 (六)M7120型平面磨床的工作原理是 当电源380V正常通入磨床后，线路无故障时，欠压继电器动作，其常开触点KA闭合，为KM1、KM2接触器吸合做好准备，当按下SB1按钮后，接触器KM1的线圈得电吸合，液压泵电动机开始运转，由于接触器KM1的吸合，自锁点自锁使M1电动机在松开按钮后继续运行，如工作完毕按下停止 按钮，KM1失电释放，M1便停止运行。 如需砂轮电动机以及冷却泵电动机工作时，按下按钮SB3后，接触器KM2便得电吸合，此时砂轮机和冷却泵电动机可同时工作，正向运转。停车时只需按下停止按钮SB4，即可使这两台电动机停止工 作。 在工作中，如果需操作升降电动机做升降运动时，按下点动按钮SB5或SB6即可升降；停止升降时，只要松开按钮即可停止工作。 如需操动电磁工作台时，把工件放在工作台上，按下按钮SB7后接触器KM5吸合，从而把直流电110V电压接入工作台内部线圈中，使磁通与工件形成封闭回路因此就把工件牢牢地吸住，以便对工件进行加工。当按下SB8后，电磁工作台便失去吸力。有时其本身存在剩磁，为了去磁可按下按钮SB9，使接触器KM6得电吸合，把反向直流电通入工作台，进行退磁，待退完磁后松开SB9按钮即可 将工件拿出。 M7120型平面磨床的常见故障及检修方法 故障(1)：磨床砂轮电动机不能启动 可能原因 电源无电压或电压缺相。 热继电器FR2和FR3动作后未复位。 欠压继电器动作或触点接触不上。 停止按钮SB4常闭点接触不良或启动按钮SB3按下后触点接 触不上。 接触器KM2线圈断线或烧毁。 控制线路线头脱落或有接触不良处。 砂轮机电动机机械卡死。 M2电动机烧毁。 检修方法与技巧 用万用表测FU1下桩头三相是否有380V电压，如无电压或电压缺相应检查FU1哪只保险熔断，如熔断要更换同样规格的保险心， 如全无电压应向线路查找停电原因。 用低压验电笔测热继电器FR2、FR3动作触点，发现哪个触点使低压验电笔发光微弱，则说明该热继电器动作或触点接触不好；如果是热继电器动作，要查该电动机的过载原因。如果是热继电器触点本身接触不 良，要更换同规格的热继电器 用低压验电笔测欠压继电器动作触点是否动作，如动作时要查找动作原因，如触点本身接触不良，要更换欠压继电器。 用万用表电阻挡测停止按钮SB4常闭触点是否导通可靠，若接触不良要更换同型号按钮；如接触良好，再查启动按钮按下时触点能 否接通，若不通或不能可靠接通，应更换同型号按钮开关。 用万用表电阻挡在断开电源情况下，测KM2的线圈电阻是否正常，如不通或电阻过小，说明该线圈断路或短路烧毁，应更换同型 号线圈。 检查按钮到电源、按钮到接触器线圈、接触器线圈到热继电器常闭触点FR2、FR3以及热继电器常闭触点FR3到欠压继电器KA常开触点之间有无断线，线路有无接触不良处，查出接触不良处要重 新接好线路。 用手先转一下电动机风叶，检查电动机是否卡死，如是电动机轴承损坏卡死，要从更换电动机轴承着手，若是机械负载太重而卡死 时要检修机械部分。 用500V兆欧表测量电动机M2线圈是否有断路、短路、接地 等故障，如查出电动机烧毁要更换电动机线包。 故障(2)：磨床砂轮机在运转后，冷却泵电动机不启动。 可能原因 冷却泵电动机引入线插座接触不良或断线冷却泵电动机线圈已烧断。 检修方法与技巧 断开电源检查插座X1与插头的接触处，太松要重新夹紧插座，插座与插头中间有氧化物要清除氧化物并重新连接好。 用500V兆欧表测冷却泵电动机线圈，如果断路时，要打开电动机检查线包，如线头烧断要重新焊接，并加强绝缘处理；如果电动 机烧毁要重新绕制电动机线包。 故障(3)：升降磨头电动机不能工作运转 可能原因 控制回路有线头脱落或断线处。 升降电动机卡死。 升降电动机线圈烧毁。 检修方法与技巧 检查控制回路各个连接线头是否有松脱断线处，查出后，要重 新接好控制线路。 检查升降机电动机是否机械卡死，若转不动或机械卡死要清除 障碍物，或从机械方面着手修复。 用500V兆欧表对升降电动机绕组进行测量，如果线圈烧断或接地，要打开电动机检查损坏情况，能局部修复的要局部修复，若线 包烧毁则要重新绕制线包。 故障(4)：升降电动机只能上升而不能下降或只能下降而不能上升。 可能原因 点动按钮SB5或SB6按下后接点接触不良。 接触器KM3或KM4互锁辅助触点接触不良或未复位。 接触器线圈KM3或KM4断路或烧毁。 检修方法与技巧 用万用表电阻挡在断开磨床电源情况下，测SB5或SB6按钮按下后是否通路并接触可靠，若损坏或接触不良要更换SB5或者 SB6。 检查升降电动机的接触器，是否两只接触器都能在不工作时复位，若一只接触器机械卡死或触点发生轻微熔焊时不能复位，则对方互锁常闭点就不能闭合，从而使电动机无法做反方向运转。要用低压验电笔测对方的互锁常闭触点是否接通，如果查出不通时要找出原因，若发生熔焊要分开触点；若机械机构不灵活，要更换同型号的接触器；若是互锁触点接触不良，可用两根导线并接该接触器的另一组 常闭触点，使其接触可靠。 检查接触器KM3或KM4线圈接线，若线头脱落要重新接好。若线路完好，要用万用表在断开电源的情况下测接触器KM3或KM4的线圈是否断路或短路烧毁，测出线圈损坏要更换线圈或接触器。 故障(5)：磨床液压泵电动机不能启动。 可能原因 电源无电压或熔断器FU1熔断数相。 欠压继电器KA触点接触不良。 热继电器FR1动作或接触不良。 控制按钮SB1或SB2接触不良或控制线路断线。 接触器KM1线圈烧毁或接触器动作机构不灵活、卡死。 液压泵电动机负载卡死。 液压泵电动机线圈烧坏。 检修方法与技巧 用低压验电笔测熔断器FU1下桩头有无电压，若无电压应向线路查找原因，若一相有电压或两相有电压要更换熔断器FU1的保险。 检查欠压继电器KA触点是否接触不良，可用低压验电笔在控制回路通入电源的情况下，测两接点发亮效果是否一样，若不一样则 说明KA接触不良，应更换KA。 用低压验电笔测热继电器FR1动作触点是否动作或接触不良，如已动作要从电动机过载查起，然后再复位，若接触不良要更换 热继电器。 用万用表测SB1启动按钮常开点或SB2停止按钮常闭点是否接触可靠，若接触不良，应更换按钮或把启动按钮做停止按钮使用；若按钮无接触不良处，要从控制线路查起，找出断线或接触不良处加 以处理，重新连接好控制线路。 用万用表在磨床断电的情况下测接触器线圈，若线圈电阻阻值过小或不通，要更换线圈；如果线圈完好，要查接触器动作机构是否卡死不灵，这时可打开接触器灭弧盖，用螺丝刀柄在断开电源的情况下人为使接触器闭合几次，若查出动作机构不灵活，要更换新接触器。 用手转动一下该电动机风叶，若查出机械卡死，要解决机械方 面问题。 用500V兆欧表测液压泵电动机线圈对地以及三相是否短路接 地，若线圈烧毁要更换电动机。 故障(6)：磨床电磁工作台操作后不工作，接触器不吸合。 可能原因 控制按钮的启动按钮SB7和停止按钮SB8触点接触不良。 控制线路有断线处或接头有松脱现象。 接触器KM5线圈断线或烧断，接触器动作不灵活。 互锁辅助触点KM6常闭触点未闭合好或接触不良。 检修方法与技巧 用万用表在断开磨床电源的情况下，测停止按钮SB8两接点能否在常规下可靠接通，如不通要更换按钮。另外，也可在按下SB7后测该按钮两接点是否能可靠接通，如不通要更换启动按钮。 检查L2、L3电源控制线路以及检查SB8、SB7、KM6辅助互锁点，以及KM5线圈各接头是否松动脱落，如松动脱落，要重新接 好。 用万用表在断开控制电源的情况下，测KM5接触器线圈电阻，判断是否断路或短路烧坏，若有断路或短路时，要更换同型号线圈；如无备用线圈，可更换KM5接触器。如果线圈正常，应检查接触器主接点是否完好，并检查一下动作机构是否灵活，如卡死或不灵活， 也需更换新接触器。 用万用表在断电的情况下测与KM5接触器线圈串接的KM6接触器的辅助常闭接点，若接点不通应检查KM6接触器是否触点熔焊不能释放，或辅助触点太脏里面有杂质接触不良。若接触器释放不到位要更换KM6接触器；若接触器辅助触点KM6常闭互锁点太脏接触 不良，可并接另一组KM6常闭互锁点来解决。 故障(7)：磨床电磁工作台无直流电压输出。 可能原因 控制变压器T1接线端接线松脱或烧断。 控制变压器T1初级线圈或次级线圈烧毁。 桥式整流二极管击穿或烧断损坏。 熔丝FU4熔断或接触不良。 放电电容短路或电阻损坏。 检修方法与技巧 检查控制变压器T1接线头有无松动烧毁，所接电源是否正常， 如线头有松动烧断，要断开电源重新接好。 如果用万用表测控制变压器输入为380V，输出无电压，或变压器通入工作电压烧毁冒烟时，表明控制变压 器已烧坏，要更换变压器。 用万用表测桥式整流电路的各个二极管的正反向电阻，若电阻为零或无穷大或无明显的正反向电阻差异，可判断二极管损坏，要更 换同型号的整流二极管。 检查FU4熔丝是否熔断，如熔断时要首先检查负荷端有无短路故障，短路时更换损坏器件，然后换FU4保险丝或保险管。 用万用表在断开电源的情况下测量电容和电阻，如短路、断路、损坏时，要更换同型号、同功率的电阻或同耐压同容量的电容。 故障(8)：磨床电磁铁工作台工作，但不能退磁。 可能原因 按钮SB9按下后不能闭合。 接触器KM6线圈的互锁点KM5常闭点未闭合。 接触器KM6线圈断路烧毁或机械卡死。 检修方法与技巧 用万用表在断开磨床电源的情况下测按钮SB9常开点，按下按钮观察能否接通，如接点接不通线路，应更换按钮SB9。 用万用表测一下接触器KM5互锁接点是否通路，如不通应检查一下接触器KM5机械上是否完全复位，不复位时应查触点是否熔焊或机械动作不灵活，根据具体情况修复或更换接触器KM5。如果是KM5互锁点接触不良，也可采取擦磨小辅助接点方法解决接触不良；如有多余的KM5常闭辅助触点，可采取并接方法增加接点接触 的可靠性。 用万用表测接触器KM6线圈是否断路、短路或烧毁。如线圈损坏，要更换同型号线圈；如线圈完好，要检查KM6接触器主触点 以及动作机构，如不灵活要更换接触器KM6。 故障(9)：工作台有直流电压输出，但电磁吸盘不工作。 可能原因 电磁工作台插座X2线路断线，插座接触不良或松脱。 电磁工作台线圈烧毁。 检修方法与技巧 用万用表直流电压挡测工作台插座X2电压是否正常，如正常说明前端工作线路能工作，故障主要在后端。再检查插头与插座是否接触不良，修整插头与插座的接触。如插头、插座接触良好，要查线路是否断线，有断线处要接好。 用万用表测插座X2，如有正常的直流电压，插头插座接触良好无断线处，那么应查电磁工作台线圈是否断路或匝间短路烧毁。用万用表测电磁吸盘线圈，若有断路或阻值比正常小，说明电磁工作台线圈烧毁，这时要更换同型号的电磁工作台线圈。 故障(10)：磨床低压照明灯在操作后不亮。 可能原因 照明变压器T2初级或次级断路或匝间短路烧毁。 照明变压器次级保险FU2熔断。 开关S接触不良或不能接通。 照明灯座线脱落断线或灯座舌头接触不上灯泡。 照明低压灯泡烧毁。 检修方法与技巧 用万用表电阻挡在断开磨床电源情况下测照明变压器T2初级与次级线圈的电阻，若有断路或电阻很小，说明线圈已断路或匝间短 路，要更换照明变压器T2。 检查照明变压器保险FU2是否熔断，如熔断要更换同型号的保险；同时，要查明是否次级线路到灯泡各处有短路点，如有时首先处 理短路点故障后再通电工作。 修理照明开关S，若损坏严重时要更换开关。 重点检查变压器输出端到照明灯泡各处线路有无断线点，如灯座接线和灯座铜舌头是否未与灯泡接触等，如断线要接通断线，或者用小电笔尖把灯座舌头向外勾出些，使灯座与灯泡接触可靠。 把低压照明灯泡取下，用万用表电阻挡测灯丝是否断路，若灯丝断路，要更换灯泡；如灯泡冒白烟，也需要更新低压照明灯泡。 故障(11)：磨床指示灯不亮或某指示灯不亮。 可能原因 照明变压器次级烧断或有匝间短路点。 熔丝FU3烧断。 指示灯泡HL、HL1、HL2、HL3、HL4中某灯泡烧坏。 接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6中某辅助常开 点不能接通相对应的指示灯。 检修方法与技巧 用万用表测照明变压器次级是否断路或匝间短路。也可以测量电压来判定。若初级电压正常，次级无输出电压，则说明变压器损坏， 要及时更换。 检查熔丝FU3是否烧断，若烧断应更换保险，并着重检查是否次级指示线路有短路现象，如查出短路点，要先进行处理后再通电工 作。 用万用表电阻挡去测不亮的指示灯泡是否烧断，灯丝烧断要更 换灯泡。 如某指示灯泡不亮但灯泡完好时，要查它本身对应的控制辅助常开点，查接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5或KM6等辅助 触点，查出接触不良时，要进行修复。