機床電氣控制技術與技能 2.1 低壓開關和主令電器 學習課件

機床電氣控制技術與技能任務二熔斷器任務一低壓開關和主令電器任務三接觸器項目二常用電氣元器件項目分析初步掌握低壓電器和主令電器的結(jié)構(gòu)；理解低壓電器和主令電器的工作原理；學會低壓電器和主令電器的使用方法；能進行低壓電器和主令電器的簡單維護維修和故障排除。初步掌握熔斷器的結(jié)構(gòu)；理解熔斷器的工作原理；學會熔斷器的使用方法；能進行熔斷器的簡單維護維修和故障排除。初步掌握接觸器的結(jié)構(gòu)；理解接觸器的工作原理；學會接觸器的使用方法；能進行接觸器的簡單維護維修和故障排除。任務一低壓開關和主令電器知識鏈接一低壓開關低壓開關一般為非自動切換電器，常用的主要類型有：刀開關、組合開關和低壓斷路器等，詳細說明見表2-1-1所示。

類別刀開關組合開關低壓斷路器HK系列瓷底膠蓋刀開關HH系列鐵殼開關無限位型有限位型外形圖說明結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、價格便宜；不設專門的滅弧裝置，僅利用膠蓋的遮護以防電弧灼傷人手，因此不宜帶負載操作，適于接通或斷開有電壓而無負載電流的電路。滅弧性能、操作及通斷負載的能力和安全防護性能高，但是價格貴；采用了彈簧儲能分合閘方式；設有聯(lián)鎖裝置，保證開關在合閘狀態(tài)下開關蓋不能開啟，開關蓋開啟時又不能合閘手柄可以在360°范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，無固定方向、無定位限制，常用的是HZ10系列只能在90°范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，有定位限制，常用的為HZ10系列可用來保護電網(wǎng)的各種電氣設備，在現(xiàn)代機床控制中被廣泛作為電源的引入開關，也可用來控制不頻繁起動的電動機。特點結(jié)構(gòu)最簡單且應用最廣泛的低壓電器操作手柄是在垂直于安裝面的平面內(nèi)向上或向下轉(zhuǎn)動操縱手柄則是在平行于其安裝面的平面內(nèi)向左或向右轉(zhuǎn)動而已。它具有多觸點、多位置、體積小、性能可靠、操作方便、安裝靈活等優(yōu)點。它不但能帶負載接通和分斷電路，而且對所控制的電路有短路、過載、欠壓和漏電保護等作用。符號型號意義任務一低壓開關和主令電器任務一低壓開關和主令電器由于低壓斷路器比較復雜，所以故障原因較多，其常見故障及排除方法如表2-1-2所示。

故障現(xiàn)象原因分析排除方法手動操作低壓斷路器不能閉合欠電壓脫扣器無電壓或線圈損壞檢查線路施加電壓或更換線圈儲能彈簧變形導致閉合力減小更換儲能彈簧反作用彈簧力過大重新調(diào)整彈簧反力起動電動機時開關立即分斷過電流脫扣器整定值太小調(diào)整整定值脫扣器某些零件損壞，如橡皮膜等損壞更換脫扣器或損壞零件脫扣器反力彈簧斷裂或脫落更換彈簧或重新裝上工作時，低壓斷路器溫升太高觸點壓力過低調(diào)整觸點壓力或更換彈簧觸點表面過分磨損或接觸不良更換觸點或清理接觸面兩導電零件連接螺釘松動擰緊觸點表面油污氧化清除油污或氧化層斷路器閉合后經(jīng)一定時間自行分斷過電流脫扣器延時整定值不對重新調(diào)整熱元件或延時電路元件變化更換輔助觸點不通輔助觸點的動觸橋卡死或脫落撥正或重新裝好動觸橋輔助觸點的傳動桿斷裂或滾輪脫落更換傳動桿或更換輔助觸點觸點不接觸或氧化調(diào)整觸點，清理氧化膜低壓斷路器經(jīng)常自行分斷漏電動作電流變化送回廠家重新校正線路漏電排除漏電原因任務一低壓開關和主令電器知識鏈接二主令電器主令電器在機床控制系統(tǒng)中是專門“發(fā)布”命令的一類電器，主要用來接通和分斷控制電路，不允許用來分、合主電路。主令電器應用十分廣泛，種類繁多，常用的有控制按鈕、行程開關和主令控制器等。隨著電子技術的普及和自動化程度的提高，目前，主令電器正向著無觸點方向發(fā)展，如無觸點接近開關已在電力拖動系統(tǒng)中開始應用。任務一低壓開關和主令電器1．控制按鈕圖2-7控制按鈕結(jié)構(gòu)、符號控制按鈕是一種手動操作接通或分斷小電流控制電路的主令電器。主要利用其遠距離手動指令或信號，去控制接觸器、繼電器等電磁裝置，實現(xiàn)主電路的分合、功能轉(zhuǎn)換或?qū)崿F(xiàn)電氣聯(lián)鎖?？刂瓢粹o一般由按鈕帽、復位彈簧、橋式動觸點、靜觸點、外殼及支柱連桿等組成。按靜態(tài)時觸點分合狀態(tài)，可分為：動斷按鈕、動合按鈕和復合按鈕。它們的結(jié)構(gòu)和符號如圖2-7所示。任務一低壓開關和主令電器

圖2-8部分控制按鈕外形控制按鈕根據(jù)使用要求、安裝形式、操作方式不同，其種類繁多，常見的控制按鈕外形如圖2-8所示。LA19系列LA10系列LA18系列任務一低壓開關和主令電器

在機床中常用的控制按鈕有LA18系列、LA19系列、LA20系列。LA18系列采用積木式結(jié)構(gòu)，觸點數(shù)量可以按照需要拼接；LA19系列與LA18系列結(jié)構(gòu)大體相同，但LA19系列中有將按鈕與信號燈兩種元件組合成一體的產(chǎn)品。LA20系列結(jié)構(gòu)與前兩種產(chǎn)品類似，也是組合式的，它除帶有信號燈外，還有兩個或三個元件組合為一體的開啟式或保護式產(chǎn)品。按鈕帽操動部分除常見的直上、直下的操縱形式外，還有旋鈕式、鑰匙式、緊急式、保護式和防爆式等。按鈕帽也通過不同的顏色和符號標志來區(qū)分功能及作用，紅色代表停止，綠色或黑色代表起動，便于操作人員識別，避免誤操作?？刂瓢粹o的型號意義：結(jié)構(gòu)代號含義：K——開啟式，H——保護式，S——防水式，F(xiàn)——防腐式，J——緊急式，D——帶指示燈式，X——旋鈕式，Y——鑰匙式。任務一低壓開關和主令電器故障現(xiàn)象原因分析排除方法按下按鈕時，動合觸點不通觸點氧化擦拭觸點按鈕受熱變形，動觸橋不能接觸靜觸點更換按鈕機械機構(gòu)卡死清除按鈕內(nèi)雜物松開按鈕時，動斷觸點不通觸點氧化或有污物擦拭觸點彈簧彈力不足更換或處理彈簧按下按鈕時，動斷觸點不斷開污物過多造成短路擦拭清除按鈕內(nèi)雜物膠木燒焦形成短路更換按鈕按下按鈕時，有觸電感覺接線松動，搭接在按鈕外殼上重新接線，排除搭線現(xiàn)象按鈕內(nèi)污物過多擦洗按鈕，清除污物松開按鈕時，動合觸點不斷開污物過多造成短路擦洗按鈕，清除污物復位彈簧彈力不足更換或處理彈簧膠木燒焦形成短路更換按鈕按鈕過熱通過按鈕的電流過大重新設計電路環(huán)境溫度過高加強散熱措施指示燈電壓過高降低指示燈電壓表2-2按鈕常見故障及排除方法2．行程開關任務一低壓開關和主令電器

行程開關又稱位置開關或限位開關，其觸點的動作不是靠手去操縱，而是利用機械設備的某些運動部件的碰撞來完成操作的。因此，行程開關是一種將機械行程信號轉(zhuǎn)換成電信號的開關器件，廣泛應用于順序控制、自動往返控制以及定位、限位、安全保護等自控系統(tǒng)中。結(jié)構(gòu)分類，行程開關可分為：按鈕式（直動式）、滾輪式（旋轉(zhuǎn)式）、微動式三種。其常見外形如圖2-9所示。JLXK-311圖2-9行程開關外形圖LX19-111LX19-232（1）按鈕式行程開關

任務一低壓開關和主令電器

（1）按鈕式行程開關按鈕式行程開關有LX1和JLXK1等系列，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-10所示。這種行程開關的動作過程同按鈕一樣，動作簡單，維修容易。但它的缺點是：觸點分合速度取決于生產(chǎn)機械的移動速度，當生產(chǎn)機械的移動速度低于0.4m/min時，觸點分斷太慢，易受電弧燒損，從而減少觸點使用壽命。圖2-10按鈕式行程開關內(nèi)部結(jié)構(gòu)1-按鈕；2-彈簧；3-靜觸點；4-動觸點（2）滾輪式行程開關

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（1）按鈕式行程開關圖2-11單滾輪式行程開關的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1-滾輪；2-上轉(zhuǎn)臂；3-盤形彈簧；4-下轉(zhuǎn)臂；5-彈簧；6-滑輪；7-壓板；8-動斷觸點；9-動合觸點；10-橫板；11-壓縮彈簧滾輪式行程開關又分為單滾輪自動復位式和雙滾輪（羊角式）非自動復位式兩種。單滾輪式行程開關的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-11所示。當撞塊向左撞擊滾輪時，上下轉(zhuǎn)臂繞支點以逆時針方向轉(zhuǎn)動，滑輪自左至右的滾動中，壓迫橫板，待滾過橫板的轉(zhuǎn)軸時，橫板在彈簧的作用下突然轉(zhuǎn)動，使觸點瞬間切換，復位彈簧在撞塊離開后帶動觸點自動復位。任務一低壓開關和主令電器（1）按鈕式行程開關（3）微動式行程開關

圖2-12微動式行程開關內(nèi)部結(jié)構(gòu)（a）LX31微動開關（b）LXW-11微動開關微動式行程開關是具有瞬時動作和微小行程的靈敏開關。常用型號有LX31、LXW-11等系列，其部結(jié)構(gòu)如圖2-12所示。任務一低壓開關和主令電器

（1）按鈕式行程開關行程開關型號意義：例：LX19-212表示雙輪行程開關，滾輪裝在傳動桿內(nèi)側(cè)，不能自動復位。任務一低壓開關和主令電器

（1）按鈕式行程開關行程開關在電氣原理圖中的符號如圖2-13所示。（a）動合觸點（c）復合觸點（a）動斷觸點圖2-13行程開關的符號任務一低壓開關和主令電器

（1）按鈕式行程開關行程開關常見故障及排除方法如表2-3所示。故障現(xiàn)象原因分析排除方法行程開關動作后不能復位彈力減弱更換彈簧機械卡阻拆卸清除長期不用油泥干涸清潔外力長期壓迫行程開關改變設計方法杠桿偏轉(zhuǎn)但觸點不動作工作行程不到調(diào)整行程開關位置觸點脫落或偏斜修理觸點系統(tǒng)異物卡住清理雜物連線松脫緊固連接線行程開關可以復位，但動斷觸點不閉合觸點被雜物卡住清理雜物觸點損壞更換觸點彈簧失去彈力更換彈簧彈簧卡住重新裝配表2-3行程開關常見故障及排除方法任務一低壓開關和主令電器

3．萬能轉(zhuǎn)換開關

萬能轉(zhuǎn)換開關是具有更多操作位置和觸點，且能夠變換多個電路的一種手動控制電器。由于它能控制多個回路，適應復雜線路的要求，故有“萬能”轉(zhuǎn)換開關之稱。目前，常用的萬能轉(zhuǎn)換開關有LW5、LW6等系列。LW6系列萬能轉(zhuǎn)換開關由操作機構(gòu)、面板、手柄及觸點座等主要部件組成，其操作位置有2~12個，觸點底座有1~10層，其中，每層底座都可以安裝三對觸點，并由底座中間的凸輪進行控制。由于每層凸輪的形狀可以做的不一樣，因此，當手柄轉(zhuǎn)動到不同的位置時，通過凸輪的作用，可以使各對觸點按照自己的運動規(guī)律分別接通和分斷電路。任務一低壓開關和主令電器

圖2-14萬能轉(zhuǎn)換開關結(jié)構(gòu)原理圖和圖形文字符號LW6型系列萬能轉(zhuǎn)換開關某一層的結(jié)構(gòu)原理示意圖和圖形文字符號如圖2-14所示。（a）結(jié)構(gòu)原理圖（b）圖形文字符號4．主令控制器任務一低壓開關和主令電器

主令控制器是用來較為頻繁的轉(zhuǎn)換復雜的多路控制電路的主令電器。它一般由觸點、凸輪、定位機構(gòu)、轉(zhuǎn)軸、面板及其支撐件等部分組成。其操作輕便，允許每小時通斷次數(shù)較多，觸點為雙斷點的橋式結(jié)構(gòu)，適用于按順序操作多個控制回路。圖2-15為主令控制器的外形和結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2-15主令控制器（a）外形圖（b）結(jié)構(gòu)圖1-凸輪塊；2-動觸點；3-靜觸點；4-接線端子；5-支桿；6-轉(zhuǎn)動軸；7-凸輪塊；8-小輪任務一低壓開關和主令電器

主令控制器在安裝使用前，應操作手柄數(shù)次，以檢查是否有卡滯現(xiàn)象及雜物影響，不使用時，手柄應停在零位。主令控制器常見故障及排除方法如表2-4所示。故障現(xiàn)象原因分析排除方法觸點發(fā)熱嚴重被控負荷太重減少負荷觸點接觸不良擦拭觸點表面觸點彈簧彈力不足更換彈簧操作時有卡滯現(xiàn)象定位機構(gòu)損壞修理或更換定位機構(gòu)控制器內(nèi)有異物清除異物減速機構(gòu)損壞修理減速機構(gòu)接觸不良凸輪磨損嚴重更換凸輪觸點氧化清除氧化層動觸點彈簧彈力不足更換彈簧表2-4主令控制器常見故障及排除方法5．接近開關任務一低壓開關和主令電器

為了提高工作的可靠性和使用壽命，適應更高的操作頻率，近年來，在機床上逐步推廣使用晶體管無觸點行程開關，又稱接近開關。它的功能是：當有某種物體與之接近到一定距離時就發(fā)出動作信號，從而控制繼電器或邏輯元件，而不象機械式行程開關那樣需要施加機械力。它的用途除行程控制和限位保護外，還可以作為檢測金屬的存在、高速計數(shù)、測速、定位、檢測零件尺寸、液面控制及用作無觸點按鈕等。它具有工作可靠、壽命長、操作頻率高以及能適應惡劣的工作環(huán)境等特點。接近開關較一般行程開關價格要高，因此，僅用于工作頻率高、可靠性及精度要求均較高的場合。接近開關根據(jù)其工作原理的不同可分為下列幾種形式：高頻振蕩型（用于檢測各種金屬）；電磁感應型（檢測導磁或非導磁性金屬）；電容型（檢測各種導電或不導電的液體及固體）；永磁及磁敏元件型（檢測磁場或磁性金屬）；光電型（檢測不透光的物質(zhì)）；超聲波型（檢測不透過超聲波的物質(zhì)）。任務一低壓開關和主令電器

常見接近開關的外形如圖2-16所示，接近開關在電氣原理圖中的符號如圖2-17所示。圖2-16常見接近開關的外形圖2-17接近開關符號任務一低壓開關和主令電器常見故障及處理方法

故障現(xiàn)象故障原因處理方法檢測的動作無反饋1、現(xiàn)場實際機械位置沒到位將開關放到位2、接近開關接線存在虛接或者中間電纜發(fā)生損壞如果在擋片和接近開關的距離合適，但無返回信號時需檢查接近開關的接線盒以及控制柜內(nèi)的接線是否松動、脫離3、接近開關損壞在排除第2項的影響因素后，更換新的接近開關返回信號閃爍1、固定不牢固，或擋片支架松動將接近開關用工具固定牢固2、接近開關損壞更換新的接近開關任務實施、任務實施器材（1）尖嘴鉗、螺釘選舉、活絡扳手、鑷子等。（2）萬用表一只，兆歐表一只。（3）開啟式負荷開關一只（HK1）、封閉式負荷開關一只（HH4）、組合開關一只（HZ10-25）和自動空氣開關一只（DZ5-20）。二、任務實施步驟電器元件識別將所給電器元件的銘牌用膠布蓋住并編號，根據(jù)電器元件實物寫出其名稱與型號，填入表2-1-7中2、自動空氣開關的結(jié)構(gòu)將一只DZ5-20型塑殼式自動開關的外