普通機床電氣故障的診斷

目前普通機床在中小企業(yè)零件加工中還在使用。例如ＣＷ６１４０車床、Ｘ５２Ｋ 銑床、Ｔ６８鏜床、Ｍ７１２０磨床等，它的電氣控制部分由開關、接觸器、繼電器、位置開關、按鈕等電器元件組成。當機床設備不能正常啟動、停止及自動循環(huán)工作時，我們首先通過故障現(xiàn)象及使用儀表來判斷故障是由機械零件引起還是電器元件引起的。因為在機床維修過程中，更換電器元件比拆裝機械零件更方便和節(jié)約時間。所以當電工維修人員在完全排除不是由電器元件引起的故障時，再通知機械維修人員修理。因此，掌握普通機床基本結構和電氣控制線路工作原理，采取“問、聽、看、摸”及用儀表測量等多種手段，能快速查找故障原因并分清責任。現(xiàn)在以Ｘ５２Ｋ型立式升降臺銑床和珩磨機為例，它們包含了機械傳動和液壓傳動，分析它們工作過程及常見故障和排除方法。
１　Ｘ５２Ｋ型立式升降臺銑床
銑床主要是用于加工零件的平面、斜面、鍵槽等型面的機床。主要結構由床身、主軸、工作臺、底座等幾部分組成，它包含了銑刀切削旋轉運動和工作臺不同方向的移動。
１．１　電氣控制線路分析
（１）主電路分析
由圖１可知，主電路由斷路器（ＱＦ１、ＱＦ２），電動機（主軸電機Ｍ１、進給電機Ｍ２及冷卻泵電機Ｍ３），熱繼電器（ＦＲ１、ＦＲ２），接觸器（ＫＭ１、ＫＭ２、ＫＭ３、ＫＭ４、ＫＭ５），電磁鐵ＹＡ 及控制變壓器和整流器組成。

圖１　Ｘ５２Ｋ型立式升降臺銑床主電路
主軸電機Ｍ１正反轉由開關ＳＡ５控制，停車時由全波整流能耗制動，主軸通過機械調速可獲得１８種速度。進給電動機Ｍ２正反轉由接觸器ＫＭ４、ＫＭ５控制。通過手柄位置不同推動傳動、換向齒輪可實現(xiàn)工作臺不同方向移動。同時通過電磁鐵ＹＡ能實現(xiàn)不同方向快速移動。冷卻泵電機Ｍ３在切削時將冷卻液對準工件進行冷卻和沖洗。
（２）控制電路分析
１）如圖２所示，主軸電動機Ｍ１起動按ＳＢ１或ＳＢ２，接觸器ＫＭ２線圈得電，ＫＭ２常開主觸頭閉合，主軸電動機Ｍ１起動。ＫＭ２常閉觸頭斷開，防止ＫＭ１線圈得電。同時ＫＭ２常開輔助觸頭一個閉合自鎖，另一個為工作臺提前準備電源。
停止時，按ＳＢ３或ＳＢ４，ＫＭ２線圈失電，ＫＭ２常閉觸頭閉合，ＫＭ１線圈得電，ＫＭ１常開主觸頭、常開輔助觸頭閉合，將全波整流直流電送到電動機Ｍ１的定子繞組，進行能耗制動。在主軸變速時，壓合行程開關ＳＱ７－１，ＫＭ２短時獲電，使主軸電機沖動沖動一下，便于齒輪嚙合。
２）工作臺進給電動機Ｍ３的控制。圓工作臺轉換開關的說明如圖３所示，由于在零件加工過程中，工作臺要經(jīng)常改變方向，所以用兩個接觸器ＫＭ４、ＫＭ５來控制進給電機實現(xiàn)正、反轉。正轉，工作臺能向右、向前或向下方向移動；反傳，工作臺能向左、向后或向上方向移動。

圖２　Ｘ５２Ｋ型立式升降臺銑床電氣控制線路

圖３　圓工作臺轉換開關的說明
工作臺在主軸未起動的情況下，可實現(xiàn)快速移動，它是由進給電機和電磁鐵ＹＡ共同完成，其運動方向由操縱手柄推動齒輪傳動機構執(zhí)行。
Ｘ５２Ｋ型銑床工作臺縱向和橫向及升降轉換是由操作手柄位置不同，壓合不同位置開關，從而使ＫＭ４或ＫＭ５線圈分別得電，實現(xiàn)進給電機正、反轉。操作手柄在壓合位置開關時，同時也帶動傳動齒輪實現(xiàn)工作臺向右、向左或向前、向后，向上、向下移動。手柄在中間位置時，工作臺停止移動。它們的關系如圖４所示
進給電機除了電氣上互鎖外，各個位置開關也互鎖，ＫＭ４和ＫＭ５線圈不會同時得電，保證設備安全運行。工作臺進給運動用手柄操作，不易誤操作，但是手柄和電氣設備的力聯(lián)動機構機構復雜，易發(fā)生故障。
３）冷卻泵電動機。當主軸啟動后，冷卻泵電動機Ｍ３由轉換開關ＳＡ３控制。

圖４　工作臺縱向和橫向及升降行程開關的說明
１．２　故障分析
１）所有電動機都不能起動。電源故障；熔斷器ＦＵ１、ＦＵ２或ＦＵ３熔斷；控制變壓器損壞。
２）主軸電動機Ｍ１不能起動。主軸轉換開關ＳＡ５接觸不良；接觸器ＫＭ２的主觸頭接觸不好；起動按鈕ＳＢ１或ＳＢ２接觸不良；行程開關ＳＱ７－２、按鈕ＳＢ４－２、ＳＢ３－２、ＫＭ１的常閉聯(lián)鎖觸頭或ＫＭ２的線圈，只要有一個接觸不良或斷路，主軸電動機Ｍ１就不能起動。
３）主軸電動機Ｍ１停車時無制動。橋式整流器ＶＣ有故障；接觸器ＫＭ１主觸頭接觸不良使直流電源不能通入定子繞組；按鈕ＳＢ３－１或ＳＢ４－１、接觸器ＫＭ２的常閉聯(lián)鎖觸接觸不良頭接觸器ＫＭ１的線圈斷路都會使主軸電動機Ｍ１停車時無制動。
４）進給電動機Ｍ２不能起動或變速時無沖動。ＫＭ４或ＫＭ５主觸頭接觸不良；熱繼電器ＦＲ３動作；行程開關ＳＱ１、ＳＱ２、ＳＱ３、ＳＱ４、ＳＱ６的觸點接觸不良，可依次檢查各點，找出故障。
５）工作臺不能快速移動或只能單向快速移動。按鈕ＳＢ５或ＳＢ６接觸不良；位置開關沒有壓合好；接觸器ＫＭ３主觸頭接觸不良或電磁鐵ＹＡ線圈斷路，可依次檢查ＫＭ３主觸頭和線圈連線。
２　Ｍ４２５０Ａ立式珩磨機
Ｍ４２５０Ａ立式珩磨機主要用于加工大、中型缸體、缸套以及其它精密孔。立式珩磨機主軸旋轉和進給采用電磁閥控制油壓實現(xiàn)變速；主軸可輕便地實現(xiàn)上下移動，工作臺引出、引進，并快速夾緊缸體（包括Ｖ型缸體）。
２．１　Ｍ４２５０Ａ立式珩磨機的基本動作
１）旋轉運動。由主軸電動機與電磁閥控制油壓經(jīng)齒輪帶動磨桿旋轉，磨頭就裝在磨桿下端。
２）往復運動。往復運動是配合旋轉動作不可分開的工作運動。在旋轉衍磨桿進行上下往復運動后，油石條才能實現(xiàn)對產(chǎn)品的磨削。
３）漲縮運動。漲縮運動是指磨頭在往復旋轉運動的同時，利用油缸壓力，使磨桿中的擴張桿下推，推開磨頭里面的雙錐形擴張頭，從而使油石向四周漲緊，實現(xiàn)油石對工件摩擦。
４）夾緊（放松）是在衍磨過程中，通過壓緊板使工件穩(wěn)固，以保證產(chǎn)品精度。
５）工作臺進、出是方便工件加工、裝卸及測量。
２．２　Ｍ４２５０Ａ立式珩磨機工作原理
１）磨頭旋轉。如圖５所示，按ＳＢ２，ＫＭ１、ＫＭ２線圈得電，ＫＭ１常開輔助觸頭閉合，自鎖，油泵電機、主軸電機工作。按ＳＢ４，ＫＭ３線圈得電，冷卻泵工作。同時ＫＭ３常開輔助觸頭閉合自鎖和為磨頭旋轉作準備。按ＳＢ６，ＫＡ１和ＫＡ２線圈得電，ＫＡ１、ＫＡ２常開觸頭閉合，常閉觸頭斷開，此時限位開關ＳＱ３ 閉合，ＫＡ５ 線圈得電，ＫＡ５常開觸頭閉合，一個自鎖，一個接通電磁閥６ＹＡ，通過液壓傳動主軸電機帶動磨頭旋轉。停止按ＳＢ５，磨頭循環(huán)工作時，ＫＡ１、ＫＡ２、ＫＡ５及６ＹＡ工作。
２）工作臺進、出磨頭停止時，在按ＳＢ７，ＫＡ６線圈得電，常開觸頭閉合，自鎖；常開觸頭斷開，５ＹＡ得電，通過液壓傳動工作臺引出。按ＳＢ８－２，３ＹＡ得電，引入工作臺，到位后，斷開ＳＱ５使３ＹＡ失電，工作臺位置保持不變。ＳＱ４、ＳＱ５是工作臺位置開關。
３）磨頭變速。通過行鍵開關，分別使ＫＡ１３、ＫＡ１４、ＫＡ１５、ＫＡ１６線圈得電，接通７ＹＡ、８ＹＡ、９ＹＡ和１０ＹＡ 電磁閥。７ＹＡ 只在變速時工作。轉速與電磁閥關系（如圖６所示）。
２．３　Ｍ４２５０Ａ立式珩磨機常見故障
在修理液壓設備時，首先要區(qū)分是液壓問題還是電路故障。我們可人為驅動電磁閥，如果正常說明液壓系統(tǒng)沒問題。如果手動都不能正常工作，問題就就出現(xiàn)在液壓控制系統(tǒng)。

圖５　Ｍ４２５０Ａ珩磨機主軸起動、工作臺引入（引出）、調速控制圖

圖６　電磁閥與轉速工作關系
１）磨頭不能旋轉。首先看主軸電機是否在工作，再人為驅動相關電磁閥工作是否正常，如不正常，檢查油路。動作正常，就檢查電路，看ＫＡ１、ＫＡ２和ＫＡ５是否正常工作，觸頭閉合好不好等。
２）工作臺不能進、出。如果液壓系統(tǒng)正常，問題就出現(xiàn)在按鈕或限位開關上，用萬用表檢查線路是否接通。
３）磨頭不能變速。如果速度不能變換，主要檢查７ＹＡ電磁閥油路及相關電路。如果速度同預選速度不一致，則檢查８ＹＡ、９ＹＡ、１０ＹＡ 電磁閥。
３　結　語
引起機床故障原因很多，在維修中機械零件更換復雜，又耗時。因此，維修人員只有在正確分析的基礎上，盡量縮小檢查范圍，先電后機，從簡到繁，這樣才能快速準確查出故障。