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3.1 普通车床电气控制
3.1 普通车床电气控制
车床是应用最广泛的金属切削机床，普通车床可以用来切削工件的外圆、内圆、端面和螺纹等，并可以装上钻头或铰刀等进行钻孔和铰孔的加工。
3.1.1 车床的主要结构及运动形式
CA6140型普通车床的主要结构如图所示。
主要有床身、主轴变速箱、挂轮箱、进给箱、溜板箱、溜板、刀架、尾架、光杠和丝杆等组成。
CA6140型普通车床的主要结构及运动
(1)车床的主运动是工件的旋转运动，它是由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转。电动机的动力通过主轴箱传给主轴，主轴一般只要单方向的旋转运动，只有在车螺纹时才需要用反转来退刀。
主轴的旋转方向:CA6140用操纵手柄通过摩擦离合器来改变。
车削加工要求主轴能在很大的范围内调速，普通车床调速范围一般大于70。主轴的变速是靠主轴变速箱的齿轮等机械有级调速来实现的，变换主轴箱外的手柄位置，可以改变主轴的转速。
CA6140型普通车床的主要结构及运动
（2）进给运动是溜板带动刀具作纵向或横向的直线移动，也就是使切削能连续进行下去的运动。纵向运动是指相对于操作者的左右运动，横向运动是指相对于操作者的前后运动。
车螺纹时要求主轴的旋转速度和进给的移动距离之间保持一定的比例，所以主运动和进给运动要由同一台电动机拖动，主轴箱和车床的溜板箱之间通过齿轮传动来连接，刀架再由溜板箱带动，沿着床身导轨作直线走刀运动。
（3）车床的辅助运动包括刀架的快进与快退，尾架的移动与工件的夹紧与松开等。
为了提高工作效率，车床刀架的快速移动由一台单独的进给电动机拖动。
CA6140型普通车床的主要结构及运动
3.1.2 电气线路分析
CA6140型普通车床的电气原理图
1.主电路分析
M1为主轴电动机，拖动主轴的旋转并通过传动机构实现车刀的进给。
主轴电动机M1的运转和停止由接触器KM1的主触点控制；
电动机M1只需作正转，而主轴的正反转是由摩擦离合器改变传动链来实现的。
电动机M1的容量小于10KW，所以采用直接启动。
1.主电路分析
M2为冷却泵电动机，进行车削加工时，刀具的温度高，需用冷却液进行冷却。
为此，车床备有一台冷却泵电动机拖动冷却泵，喷出冷却液，实现刀具的冷却。
冷却泵电动机M2由接触器KM2的主触点控制。
M3为快速移动电动机，由接触器KM3的主触点控制。
1.主电路分析
保护措施:
M2、M3的容量都很小，分别加装熔断器FU1和FU2作短路保护。
热继电器FR1和FR2分别作M1和M2的过载保护，
快速移动电动机M3是短时工作的，所以不需要过载保护。
带钥匙的低压短路器QF是电源总开关。
2．控制电路分析
控制电路的供电电压是127V，通过控制变压器TC将380V的电压降为127V得到。控制变压器的一次侧由FU3作短路保护，二次侧由FU6作短路保护。
同时在机床控制配电盘的壁龛门上装有安全行程开关SQ2，当打开配电盘壁龛门时，行程开关的触点SQ2（1-11）闭合，QF的线圈通电，QF自动跳闸，切除机床的电源，以确保人身安全。
电源开关是带有开关锁SA2的低压断路器QF，当要合上电源开关时，首先用开关钥匙将开关锁SA2右旋，其触点SA2（1-11）断开，再扳动断路器QF将其合上。若用开关钥匙将开关锁SA2左旋，其触点SA2（1-11）闭合，QF线圈通电，断路器QF将自动跳开。若出现误操作，又将QF合上，QF将在0.1s内再次自动跳闸。
1）电源开关的控制。
2）主轴电动机M1的控制。
SB2是红色蘑菇型的停止按钮，SB1是绿色的启动按钮。按一下启动按钮SB1，KM1线圈通电吸合并自锁，KM1的主触点闭合，主轴电动机M1启动运转。
按一下SB2，接触器KM1断电释放，其主触点和自锁触点都断开，电动机M1断电停止运行。
3）冷却泵电动机的控制。
当主轴电动机启动后，KM1的常开触点KM1(8-9)闭合，这时若旋转转换开关SA1使其闭合，则KM2线圈通电，其主触点闭合，冷却泵电动机M2启动，提供冷却液。当主轴电动机M1停车时，KM1(8-9)断开，冷却泵电动机M2随即停止。M1和M2之间存在联锁关系。
4）快速移动电动机M3的控制
快速移动电动机M3是由接触器KM3进行的点动控制。按下按钮SB3，接触器KM3线圈通电，其主触点闭合，电动机M3启动，拖动刀架快速移动；松开SB3，M3停止。
快速移动的方向通过装在溜板箱上的十字手柄扳到所需要的方向来控制。
5）SQ1是机床床头的挂轮架皮带罩处的安全开关。
当装好皮带罩时，SQ1（1-2）闭合，控制电路才有电，电动机M1、M2、M3才能启动。
当打开机床床头的皮带罩时，SQ1（1-2）断开，使接触器KM1，KM2、KM3断电释放，电动机全部停止转动，以确保人身安全。
3．照明和信号电路的分析
照明电路采用36V安全交流电压，信号回路采用6.3V的交流电压，均由控制变压器二次侧提供。FU5是照明电路的短路保护，照明灯EL的一端必须保护接地。FU4为指示灯的短路保护，合上电源开关QF，指示灯HL亮，表明控制电路有电。
3.1.3 车床常见的电气故障的排除
1）主轴电动机不能启动。
2）主轴电动机启动后不能自锁。
3）主轴电动机不能停止。
4）电源总开关合不上。
5）指示灯亮但各电动机均不能启动。
6）行程开关SQ1、SQ2故障。
7）带钥匙开关SA2的断路器QF 故障。
1）主轴电动机不能启动。
首先检查故障是发生在主电路还是控制电路，
若按下启动按钮，接触器KM1不吸合，此故障则发生在控制电路，主要应检查FU6是否熔断，过载保护FR1是否动作，接触器KM1的线圈接线端子是否松脱，按钮SB1、SB2的触点是否接触良好。
若故障发生在主电路，应检查车间配电箱及主电路开关的熔断器的熔丝是否熔断，导线连接处是否有松脱现象，KM1主触点的接触是否良好。
2）主轴电动机启动后不能自锁
当按下启动按钮后，主轴电动机能启动运转，但松开启动按钮后，主轴电动机也随之停止。造成这种故障的原因是接触器KM1的自锁触点的连接导线松脱或接触不良。
3）主轴电动机不能停止
造成这种故障的原因多数为KM1的主触点发生熔焊或停止按钮击穿所致。
4）电源总开关合不上
电源总开关合不上的原因有两个：
一是电气箱子盖没有盖好，以致SQ2（1-11）行程开关被压下；
二是钥匙电源开关SA2没有右旋到SA2断开的位置。
5）指示灯亮但各电动机均不能启动
造成这种故障的主要原因是FU6的熔体断开，或挂轮架的皮带罩没有罩好，行程开关SQ1（1-2）断开。
6）行程开关SQ1、SQ2故障
CA6140车床在使用前首先应调整SQ1、SQ2的位置，使其动作正确，才能起到安全保护的作用。
但是由于长期使用，可能出现开关松动移位，致使打开床头挂轮架的皮带罩时SQ1（1-2）触点断不开或打开配电盘的壁龛门时SQ2（1-11）不闭合，因而失去人身安全保护的作用。
7）带钥匙开关SA2的断路器QF 故障
带钥匙开关SA2的断路器QF的主要故障是开关锁SA2失灵，以致失去保护作用，因此在使用时应检验将开关锁SA2左旋时断路器QF能否自动跳闸，跳开后若又将QF合上，经过0.1s断路器能否自动跳开。
3.1.4 检修技能训练
1．训练目的
（1）进一步熟练掌握车床的电气控制图。
（2）学会机床检修常用的方法和步骤。
（3）学会带电检修机床。
2．训练内容
（1）CA6140车床主轴电动机控制回路的检修。
（2）CA6140车床电动机缺相不能运转的检查。
（3）CA6140车床在运行过程中自动停车的检修。
3．准备工作
（1）常用电工工具一套，万用表，兆欧表，钳形电流表。
（2）在机床或模拟板上按训练内容的要求设置好故障。每次只设置一处故障，进行一个内容的训练。
4．内容与操作步骤
（1）KM1接触器不吸合，主轴电动机不工作
首先根据故障现象在电气原理图上标出可能的最小故障范围，然后按下面的步骤进行检查，直至找出故障点。检修步骤如下：
1)接通QF电源开关，观察电路中的各元件有无异常，如发热、焦味、异常声响等，如有异常现象的发生，应立即切断电源，重点检查异常部位，并采取相应的措施。
4．内容与操作步骤
（1）KM1接触器不吸合，主轴电动机不工作
2)用万用表的AC500~750V挡检查1~6和1~PE间的电压应为127V，判断FU6熔断器及变压器TC是否有故障。
3)用万用表的AC500~750V挡检查1~2、1~3、1~4、1~5各点的电压值，判断安全行程开关SQ1、停止按钮SB2、热继电器FR1的常闭触点以及接触器KM1的线圈是否有故障。
带电测电压
4．内容与操作步骤
（1）KM1接触器不吸合，主轴电动机不工作
4)切断电源开关QF，用万用表的R×1电阻挡的表笔接到（6-3）两点，分别按启动按钮SB1及KM1的触点架使之闭合，检查SB1的触点、KM1的自锁触点是否有故障。
5)用万用表R×1电阻挡测量1~2、1~3、4~5点的电阻值，用R×10挡测5~6点之间的电阻值。
断电！
断电测量！
技术要求及注意事项：
1）带电操作时，应作好安全防护，穿绝缘鞋，身体各部分不得碰触机床，并且需要由老师监护。
2）正确使用仪表，各点测试时表笔的位置要准确，不得与相邻点相碰撞，防止发生短路事故。
一定要在断电的情况下使用万用表的欧姆挡测电阻。
3）发现故障部位后，必须用另一种方法复查，准确无误后，方可修理或更换有故障的元件。更换时要采用原型号规格的元件。
（2）CA6140车床电动机缺相不能运转的检查
首先根据故障现象在电气原理图上标出可能的最小故障范围，然后按下面的步骤进行检查，直至找出故障点。检修步骤如下：
①机床启动后，KM1接触器吸合后M1电动机不能运转，听电动机有无“嗡嗡”声，电动机外壳有无微微振动的感觉，如有即为缺相运行应立即停机。
②用万用表的AC500~750V挡测QF的进出三相线之间的电压应为380（1±10%）V。
带电测电压！
（2）CA6140车床电动机缺相不能运转的检查
③拆除M1的接线，启动机床。
④用万用表的AC500~750V挡检查KM1交流接触器的进出线三相之间的电压应为380（1±10%）V。
⑤若以上无误，切断电源拆开电动机三角形接线端子，用兆欧表检测电动机的三相绕组。
断电后拆除M1的接线！
（2）CA6140车床电动机缺相不能运转的检查
④启动机床。用万用表的AC500~750V挡检查KM1交流接触器的进出线三相之间的电压应为380（1±10%）V。
⑤若以上无误，切断电源拆开电动机三角形接线端子，用兆欧表检测电动机的三相绕组。
带电测量！
（2）CA6140车床电动机缺相不能运转的检查
⑤若以上无误，切断电源拆开电动机三角形接线端子，用兆欧表检测电动机的三相绕组。
断电！
技术要求及注意事项：
①电动机有“嗡嗡”声说明电动机缺相运行，若电动机不运行则可能无电源。
②QF的电源进线缺相应检查电源，若出线缺相应检修QF开关。
③接触器KM1进线电源缺相则电力线路有断点，若出线缺相则KM1的主触点损坏，需要更换触点。
④带电操作注意安全，正确选择仪表的功能、挡位和测试位置，以免损坏万用表并防止仪表指针与相邻点接触造成短路
（3）CA6140车床在运行中自动停车的检修
首先根据故障现象在电气原理图上标出可能的最小故障范围，然后按下面的步骤进行检查，直至找出故障点。
检修步骤如下：
①检查FR1热继电器是否动作，观察红色复位按钮是否弹出。
②过几分钟待热继电器的温度降低后，按红色按钮使热继电器复位。
③启动机床。
（3）CA6140车床在运行中自动停车的检修
④根据FR1动作情况将钳形电流表卡在M1电动机的三相电源的输入线上，测量其定子平衡电流。
⑤根据电流的大小采取相应的解决措施。
钳形电流表的挡位应选用大于额定电流值2~3倍的挡位
技术要求及注意事项：
①如电动机的电流等于或大于额定电流的120%，则电动机为过载运行，此时应减小负载。
②如减小负载后电流仍很大，超过额定电流，应检修电动机或检查机械传动部分。
③如电动机的电流接近额定电流值FR1动作，这是因为电动机运行时间过长，环境温度过高、机床振动造成热继电器的误动作。
④若电动机的电流小于额定电流，可能是热继电器的整定值偏移或过小，此时应重新校验、调整热继电器。
⑤钳形电流表的挡位应选用大于额定电流值2~3倍的挡位。
谢谢观看

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