Z3050搖臂鉆床電氣控制線路分析

1、第一節(jié)Z3050搖臂鉆床電氣控制線路分析鉆床是一種用途廣泛的孔加工機(jī)床。主要用于鉆削精度要求不太高的孔，另外還可用來擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔，以及刮平面、攻螺紋等。鉆床的結(jié)構(gòu)型式很多，有立式鉆床、臥式鉆床、深孔鉆床及多軸鉆床等。搖臂鉆床是一種立式鉆床,它適用于單件或批量生產(chǎn)中帶有多孔的大型零件的孔加工。本節(jié)以Z3050型搖臂鉆床為例進(jìn)行分析。型號(hào)意義揺臂鉆床組230E0鉆床最大站孔直徑血皿搖臂鮎床型一、主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)形式Z3050搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱、工作臺(tái)等組成。內(nèi)立柱固定在底座上，在它外面套著空心的外立柱，外立柱可繞著內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)一周，搖臂一端的套筒部分與外立柱滑動(dòng)配合，

2、借助于絲桿，搖臂可沿著外立柱上下移動(dòng)，但兩者不能作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以搖臂將與外立柱一起相對(duì)內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)。主軸箱是一個(gè)復(fù)合的部件，它具有主軸及主軸旋轉(zhuǎn)部件和主軸進(jìn)給的全部變速和操縱機(jī)構(gòu)。主軸箱可沿著搖臂上的水平導(dǎo)軌作徑向移動(dòng)。當(dāng)進(jìn)行加工時(shí)，可利用特殊的夾緊機(jī)構(gòu)將外立柱緊固在內(nèi)立柱上，搖臂緊固在外立柱上，主軸箱緊固在搖臂導(dǎo)軌上，然后進(jìn)行鉆削加工。二、搖臂鉆床的電力拖動(dòng)特點(diǎn)及控制要求1. 由于搖臂鉆床的運(yùn)動(dòng)部件較多，多簡(jiǎn)化傳動(dòng)裝置，使用多電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主電動(dòng)機(jī)承擔(dān)主鉆削及進(jìn)給任務(wù)，搖臂升降，夾緊放松和冷卻泵各用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。2. 為了適應(yīng)多種加工方式的要求，主軸及進(jìn)給應(yīng)在較大范圍內(nèi)調(diào)速。但這些調(diào)速都是機(jī)械

3、調(diào)速，用手柄操作變速箱調(diào)速，對(duì)電動(dòng)機(jī)無任何調(diào)速要求。從結(jié)構(gòu)上看，主軸變速機(jī)構(gòu)與進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)應(yīng)該放在一個(gè)變速箱內(nèi)，而且兩種運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)是合理的。3. 加工螺紋時(shí)要求主軸能正反轉(zhuǎn)。搖臂鉆床的正反轉(zhuǎn)一般用機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)只需單方向旋轉(zhuǎn)。4. 搖臂升降由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，要求能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。5. 搖臂的夾緊與放松以及立柱的夾緊與放松由一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)配合液壓裝置來完成，要求這臺(tái)電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)。搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱的徑向移動(dòng)在中小型搖臂鉆床上都采用手動(dòng)。6. 鉆削加工時(shí)，為對(duì)刀具及工件進(jìn)行冷卻，需要一臺(tái)冷卻泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)冷卻泵輸送冷卻液。三電氣控制線路分析（一）主電路分析Z3050搖臂鉆床共四臺(tái)電動(dòng)機(jī)

4、，除冷卻泵電動(dòng)機(jī)采用開關(guān)直接啟動(dòng)外，其余三臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)均采用接觸器控制啟動(dòng)。Ml是主軸電動(dòng)機(jī)，由交流接觸器KM1控制，只要求單方向旋轉(zhuǎn)，主軸的正反轉(zhuǎn)由機(jī)械手柄操作。Ml裝在主軸箱頂部，帶動(dòng)主軸及進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，熱繼電器FR1是過載保護(hù)元件，短路保護(hù)電器是總電源開關(guān)中的電磁脫扣裝置。M2是搖臂升降電動(dòng)機(jī)，裝于主軸頂部，用接觸器KM2和KM3控制正反轉(zhuǎn)。因?yàn)樵撾妱?dòng)機(jī)短時(shí)間工作，故不設(shè)過載保護(hù)電器。M3是液壓油泵電動(dòng)機(jī),可以做正向轉(zhuǎn)動(dòng)和反向轉(zhuǎn)動(dòng)。正向旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn)的啟動(dòng)與停止由接觸器KM4和KM5控制。熱繼電器FR2是液壓油泵電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)電器。該電動(dòng)機(jī)的主要作用是供給夾緊裝置壓力油，實(shí)現(xiàn)搖臂和立柱

5、的夾緊和松開。M4是冷卻泵電動(dòng)機(jī)，功率很小，由開關(guān)直接啟動(dòng)和停止。搖臂升降電機(jī)M2和液壓油泵電動(dòng)機(jī)M3共用第三個(gè)自動(dòng)空氣開關(guān)中的電磁脫扣作為短路保護(hù)電器。主電路電源電壓為交流380伏，自動(dòng)空氣開關(guān)QF1作為電源引入開關(guān)。（二）控制電路分析1. 開車前的準(zhǔn)備工作為了保證操作安全，本機(jī)床具有“開門斷電”功能。所以開車前應(yīng)將立柱下部及搖臂后部的電門蓋關(guān)好，方能接通電源。合上QF3及總電源開關(guān)QF1，則電源指示燈HL1亮，表示機(jī)床的電氣線路已進(jìn)入帶電狀態(tài)。2. 主軸電動(dòng)機(jī)Ml的控制按啟動(dòng)按鈕SB3，則接觸器KM1吸合并自鎖，使主電動(dòng)機(jī)Ml啟動(dòng)運(yùn)行，同時(shí)指示燈HL2顯亮。按停止按鈕SB2，則接觸器KM1

6、釋放，使主電動(dòng)機(jī)M1停止旋轉(zhuǎn)，同時(shí)指示燈HL2熄滅。3搖臂升降控制（1）搖臂上升按上升按鈕SB4，則時(shí)間繼電器KT1通電吸合，它的瞬時(shí)閉合的動(dòng)合觸頭（17區(qū)）閉合，接觸器KM4線圈通電，液壓油泵電動(dòng)機(jī)M3啟動(dòng)正向旋轉(zhuǎn)，供給壓力油。壓力油經(jīng)分配閥體進(jìn)入搖臂的“松開油腔”，推動(dòng)活塞移動(dòng)，活塞推動(dòng)菱形塊，將搖臂松開。同時(shí)，活塞桿通過彈簧片使位置開關(guān)SQ2，使其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。前者切斷了接觸器KM4的線圈電路，KM4的主觸頭斷開，液壓油泵電機(jī)停止工作。后者使交流接觸器KM2的線圈通電，主觸頭接通M2的電源，搖臂升降電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)正向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)搖臂上升，如果此時(shí)搖臂尚未松開，則位置開關(guān)SQ2常開

7、觸頭不閉合，接觸器KM2就不能吸合，搖臂就不能上升。當(dāng)搖臂上升到所需位置時(shí)，松開按鈕SB4則接觸器KM2和時(shí)間繼電器KT1同時(shí)斷電釋放，M2停止工作，隨之搖臂停止上升。由于時(shí)間繼電器KT1斷電釋放，經(jīng)廣3秒時(shí)間的延時(shí)后，其延時(shí)閉合的常閉觸點(diǎn)（17區(qū)）閉合，使接觸器KM5吸合，液壓泵電機(jī)M3反向旋轉(zhuǎn)，隨之泵內(nèi)壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入搖臂的“夾緊油腔”搖臂夾緊。在搖臂夾緊的同時(shí)，活塞桿通過彈簧片使位置開關(guān)SQ3的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，KM5斷電釋放，最終停止M3工作，完成了搖臂的松開一上升一夾緊的整套動(dòng)作。（2）搖臂下降按下降按鈕SB5,則時(shí)間繼電器KT1通電吸合，其常開觸頭閉合，接通KM4線圈電源，液壓油泵電

8、機(jī)M3啟動(dòng)正向旋轉(zhuǎn)，供給壓力油。與前面敘述的過程相似，先使搖臂松開，接著壓動(dòng)位置開關(guān)SQ2。其常閉觸頭斷開，使KM4斷電釋放，液壓油泵電機(jī)停止工作；其常開觸頭閉合，使KM3線圈通電，搖臂升降電機(jī)M2反向運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)搖臂下降。當(dāng)搖臂下降到所需位置時(shí)，松開按鈕SB5，則接觸器KM3和時(shí)間繼電器KT1同時(shí)斷電釋放，M2停止工作，搖臂停止下降。由于時(shí)間繼電器KT1斷電釋放，經(jīng)13秒時(shí)間的延時(shí)后，其延時(shí)閉合的常閉觸頭閉合，KM5線圈獲電，液壓泵電機(jī)M3反向旋轉(zhuǎn)，隨之搖臂夾緊。在搖臂夾緊同時(shí)，使位置開關(guān)SQ3斷開，KM5斷電釋放，最終停止M3工作，完成了搖臂的松開一下降一夾緊的整套動(dòng)作。組合開關(guān)SQ1a和S

9、Q1b用來限制搖臂的升降過程。當(dāng)搖臂上升到極限位置時(shí)，SQ1a動(dòng)作，接觸器KM2斷電釋放，M2停止運(yùn)行，搖臂停止上升；當(dāng)搖臂下降到極限位置時(shí)，SQ1b動(dòng)作，接觸器KM3斷電釋放，M2停止運(yùn)行，搖臂停止下降。搖臂的自動(dòng)夾緊由位置開關(guān)SQ3控制。如果液壓夾緊系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不能自動(dòng)夾緊搖臂，或者由于SQ3調(diào)整不當(dāng)，在搖臂夾緊后不能使SQ3的常閉觸頭斷開，都會(huì)使液壓泵電機(jī)因長(zhǎng)期過載運(yùn)行而損壞。為此，電路中設(shè)有熱繼電器FR2,其整定值應(yīng)根據(jù)液壓電動(dòng)機(jī)M3的額定電流進(jìn)行調(diào)整。搖臂升降電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制繼電器不允許同時(shí)得電動(dòng)作，以防止電源短路。為避免因操作失誤等原因而造成短路事故，在搖臂上升和下降的控制線路

10、中采用了接觸器的輔助觸頭互鎖和復(fù)合按鈕互鎖兩種保證安全的方法，確保電路安全工作。4立柱和主軸箱的夾緊與松開控制立柱和主軸箱的松開（或夾緊）既可以同時(shí)進(jìn)行，也可以單獨(dú)進(jìn)行，由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1和復(fù)合按鈕SB6（或SB7）進(jìn)行控制。SA1有三個(gè)位置。扳到中間位置時(shí)，立柱和主軸箱的松開（或夾緊）同時(shí)進(jìn)行；扳到左邊位置時(shí)，立柱夾緊（或放松）；扳到右邊位置時(shí)，主軸箱夾緊（或放松）。復(fù)合按鈕SB6是松開控制按鈕，SB7是夾緊控制按鈕。（1）立柱和主軸箱同時(shí)松、夾將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳到中間位置，然后按松開按鈕SB6，時(shí)間繼電器KT2、KT3同時(shí)得電。KT2的延時(shí)斷開的常開觸頭閉合，電磁鐵YA1、YA2得電吸合，而

11、KT3的延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)經(jīng)廣3秒后才閉合。隨后，KM4閉合，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3正轉(zhuǎn)，供出的壓力油進(jìn)入立柱和主軸箱松開油腔，使立柱和主軸箱同時(shí)松開。（2）立柱和主軸箱單獨(dú)松、夾如希望單獨(dú)控制主軸箱，可將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳到右側(cè)位置，按下松開按鈕SB6（或夾緊按鈕SB7），此時(shí)時(shí)間繼電器KT2和KT3的線圈同時(shí)得電，電磁鐵YA2單獨(dú)通電吸合，即可實(shí)現(xiàn)主軸箱的單獨(dú)松開（或夾緊）。松開復(fù)合按鈕SB6（或SB7）,時(shí)間繼電器KT2和KT3的線圈斷電釋放，KT3的通電延時(shí)閉合的常開觸頭瞬時(shí)斷開，接觸器KM4（或KM5）的線圈斷電釋放，液壓泵電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。經(jīng)過13秒的延時(shí)，電磁鐵YA2的線圈斷電釋放，主軸箱松開

12、（或夾緊）的操作結(jié)束。同理，把轉(zhuǎn)換開關(guān)扳到左側(cè)，則可使立柱單獨(dú)松開或夾緊。因?yàn)榱⒅椭鬏S箱的松開與夾緊是短時(shí)間的調(diào)整工作，所以采用點(diǎn)動(dòng)方式。YL-ZT型T68搖臂鉆床電路故障點(diǎn)原理圖搖臂上升L1L2-L3電源總開冷卻泵電機(jī)軸電機(jī)搖臂升降電機(jī)液壓松緊電機(jī)上升|下降松開夾緊變壓器和照明及顯示電指示:燈主軸啟瓦丁01102QF11?4*07105-s106QF：KM1"117122127108111114M18123128FR1*1191241290911M4115勺201251303M137173TCQF3174149168KM5150169181；185：18

13、9：19319720'13213436153155157FR26'4114182186190194198202163i158彳143#48r$II、>13FU14114514(14214716416016517016617162167172184188：144jvjyu.'JVJ'.'J'.j昭i,yKM2KM3KM4KM5'i、35128244KMHl.2QSR1k.89422S22即K33FEO-SB2,SB1E13(133J35*1391-I-I戸7厲77FU2X-17811831187111911!195176i.179/A

14、11199SA2.KM1KM2KM3KM4M332345678910111213YL-ZZ型050搖臂鉆床電路第二節(jié)電氣線路常見故障分析搖臂鉆床電氣控制的特殊環(huán)節(jié)是搖臂升降。3050系列搖臂鉆床的工作過程是由電氣與機(jī)械、液壓系統(tǒng)緊密結(jié)合實(shí)現(xiàn)的。因此，在維修中不僅要注意電氣部分能否正常工作，也要注意它與機(jī)械和液壓部分的協(xié)調(diào)關(guān)系，下面僅分析搖臂鉆床升降中的電氣故障。1、搖臂不能升降由搖臂升降過程可知，升降電動(dòng)機(jī)M2旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)搖臂升降，其前提是搖臂完全松開，活塞桿壓位置開關(guān)SQ2。如果SQ2不動(dòng)作，常見故障是SQ2安裝位置移動(dòng)。這樣，搖臂雖已放松，但活塞桿壓不上SQ2,搖臂就不能升降，有時(shí)，液壓系統(tǒng)

15、發(fā)生故障，使搖臂放松不夠，也會(huì)壓不上SQ2，使搖臂不能移動(dòng)，由此可見，SQ2的位置非常重要，應(yīng)配合機(jī)械、液壓調(diào)整好后緊固。電動(dòng)機(jī)M3電源相序接反時(shí)，按上升按鈕SB4（或下降按鈕SB5），M3反轉(zhuǎn)，使搖臂夾緊，SQ2應(yīng)不動(dòng)作，搖臂也就不能升降。所以，在機(jī)床大修或新安裝后，要檢查電源相序。2、搖臂升降后，搖臂夾不緊由搖臂夾緊的動(dòng)作過程可知，夾緊動(dòng)作的結(jié)束是由位置開關(guān)SQ3來完成的，如果SQ3動(dòng)作過早，將導(dǎo)致M3尚未充分夾緊就停轉(zhuǎn)。常見的故障原因是SQ3安裝位置不合適、固定螺絲松動(dòng)造成SQ3移位，使SQ3在搖臂夾緊動(dòng)作未完成時(shí)就被壓上，切斷了KM5回路，使M3停轉(zhuǎn)。排除故障時(shí)，首先判斷是液壓系統(tǒng)的故

16、障（如活塞桿閥芯卡死或油路堵塞造成的夾緊力不夠），還是電氣系統(tǒng)故障。對(duì)電氣方面的故障，應(yīng)重新調(diào)整SQ3的動(dòng)作距離，固定好螺釘即可。3、立柱、主軸箱不能夾緊或松開立柱、主軸箱不能夾緊或松開的可能原因是油路堵塞、接觸器KM4或KM5不能吸合所致。出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)檢查按鈕SB6、SB7接線情況是否良好，若接觸器KM4或KM5能吸合，M3能運(yùn)轉(zhuǎn)，可排除電氣方面的故障，則應(yīng)請(qǐng)液壓、機(jī)械修理人員檢修油路，以確定是否是油路故障。4、搖臂上升或下降限位保護(hù)開關(guān)失靈組合開關(guān)SQ1的失靈分兩種情況：一是組合開關(guān)SQ1損壞，SQ1觸頭不能因開關(guān)動(dòng)作而閉合或接觸不良使線路斷開，由此使搖臂不能上升或下降；二是組合開關(guān)SQ

17、1不能動(dòng)作，觸頭熔焊，使線路始終處于接通狀態(tài)，當(dāng)搖臂上升或下降到極限位置后，搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2發(fā)生堵轉(zhuǎn)，這時(shí)應(yīng)立即松開SB4或SB5。根據(jù)上述情況進(jìn)行分析，找出故障原因，更換或修理失靈的組合開關(guān)SQ1即可。5、按下SQ6立柱、主軸箱能夾緊，但釋放后就松開由于立柱、主軸箱的夾緊和松開機(jī)構(gòu)都采用機(jī)械菱形塊結(jié)構(gòu)，所以這種故障多為機(jī)械原因造成的?？赡苁橇庑螇K和承壓塊的角度方向搞錯(cuò)，或者距離不合適，也可能因夾緊力調(diào)得太大或夾緊液壓系統(tǒng)壓力不夠?qū)е铝庑螇K立不起來，可找機(jī)械修理工檢修。123456789101112131415161718192021222324252627282930附件四YL-ZZ型Z3050搖臂鉆床電路實(shí)訓(xùn)考核臺(tái)故障現(xiàn)象Ml、M2、M3、M4各電機(jī)啟動(dòng)后均缺一相。M4啟動(dòng)后缺一相。M1啟動(dòng)后缺一相。除冷卻泵電機(jī)可正常運(yùn)轉(zhuǎn)外，控制回路均失效。搖臂上升時(shí)電機(jī)缺一相。M3液壓松緊電機(jī)夾緊和松開均缺一相。除冷卻泵電機(jī)可正常運(yùn)轉(zhuǎn)外，控制回路均失效?？刂苹芈肥?，但照明回路正常。照明燈不亮。QF1不能吸合。主軸啟動(dòng)，按SB2不能停止。主電機(jī)能啟動(dòng)，但不能自鎖。主軸電機(jī)不能啟動(dòng)。搖臂不能升降，且KT1線圈不得電。搖臂升降控制，液壓松緊控制，立柱與主軸箱控制失效。