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Z35 型摇臂钻床电气控制线路


3.5

Z35 型摇臂钻床电气控制线路

Z35 型摇臂钻床电气控制线路如图 3.18 所示。 1. 主电路 Z35 型摇臂钻床有 4 台电动机。即主轴电动机 M2、摇臂升降电动机 M3、立柱夹紧与 松开电动机 M4 及冷却泵电动机 M1。为满足攻螺纹工序,要求主轴能实现正反转,而主轴 电动机 M2 只能正转,主轴的正反转是采用摩擦离合器来实现的。

3.18



Z35 型摇臂钻床电气控制线路

摇臂升降电动机能正反转控制,当摇臂上升(或下降)到达预定的位置时,摇臂能在电 气和机械夹紧装置的控制下,自动夹紧在外立柱上。 摇臂的套筒部分与外立柱是滑动配合,通过传动丝杠,摇臂可沿着外立柱上下移动, 但不能作相对回转运动,而摇臂与外立柱可以一起相对内立柱作 冷却泵电动机 M1 供给钻削时所需的冷却液。 2. 控制电路 主轴电动机 M2 和摇臂升降电动机 M3 采用十字开关 SA 进行操作,十字开关的塑料盖 板上有一个十字形的孔槽。根据工作需要可将操作手柄分别扳在孔槽内 5 个不同的位置上, 即左、右、上、下和中间 5 个位置。在盖板槽孔的左、右、上、下 4 个位置的后面分别装 有一个微动开关,当操作手柄分别扳到这 4 个位置时,便相应压下后面的微动开关,其动 360°的回转运动。外立 柱的夹紧、放松是由立柱夹紧放松电动机 M4 的正反转并通过液压装置来进行的。

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第 3章

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个微动开关都不

合触点闭合而接通所需的电路。操作手柄每次只能扳在一个位置上,亦即 4 个微动开关只 能有一个被压而接通,其余仍处于断开状态。当手柄处于中间位置时,4 (1) 受压,全部处于断开状态。图 3.18 中用小黑圆点分别表示十字开关 SA 的 4 个位置。 主轴电动机 M2 的控制:将十字开关 SA 扳在左边的位置,这时 SA 仅有左面的触 点闭合,使零压继电器 KA 的线圈得电吸合,KA 的动断触点闭合自锁。再将十字开关 SA 扳到右边位置,仅使 SA 右面的触点闭合,接触器 KM1 的线圈得电吸合,KM1 主触点闭 合,主轴电动机 M2 通电运转,钻床主轴的旋转方向由主轴箱上的摩擦离合器手柄所扳的 位置决定。将十字开关 SA 的手柄扳回中间位置,触点全部断开,接触器 KM1 线圈失电释 放,主轴停止转动。 (2) 摇臂升降电动机 M3 的控制:当钻头与工件的相对高低位置不适合时,可通过摇臂 的升高或降低来调整,摇臂的升降是由电气和机械传动联合控制的,能自动完成从松开摇 臂到摇臂上升(或下降)再夹紧摇臂的过程。Z35 型摇臂钻床所采用的摇臂升降及夹紧的电气 和机械传动的原理如图 3.19 所示。

(a) 电气原理图 图 3.19 图 摇臂升降及夹紧的原理

(b) 机械原理 图

如果要摇臂上升,就将十字开关 SA 扳到"上"的位置,压下 SA 上面的动合触点闭合, 接触器 KM2 线圈得电吸合,KM2 的主触点闭合,电动机 M3 通电正转。由于摇臂上升前 还被夹紧在外立柱上,所以电动机 M3 刚启动时,摇臂不会立即上升,而是通过两对减速 齿轮带动升降丝杆 1 转动;开始时由于螺母 2 未被键 4 锁住,因此丝杆 1 只带动螺母 2 一 起空转,摇臂不能上升,只是辅助螺母 3 带着键 4 沿丝杆向上移动,推动拨叉 5,带动扇 形压紧板 6,使夹紧杠杆把摇臂松开。在拨叉 5 转动的同时,齿条 8 带动齿轮 9 转动,使 连接在齿轮 9 上的鼓形转换开关 SQ2-2 闭合,鼓形开关如图 3.20 所示,为摇臂上升后的夹 紧作好准备。当辅助螺母 3 带着键 4 上升到螺母 2 与摇臂 7 锁紧的位置时,螺母 2 带动摇 臂 7 上升,当摇臂上升到所需的位置时,将十字开关 SA 扳到中间位置,SA 上面触点复位 断开电路,接触器 KM2 线圈失电释放,电动机 M3 断电停转,摇臂也停止上升。由于摇臂 松开时,鼓形转换开关上的动合触点 SQ2-2 已闭合,所以当接触器 KM2 的动断连锁触点

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电气控制与 PLC(西门子系列)

恢复闭合时,接触器 KM3 的线圈立即得电吸合,KM3 的主触点闭合,电动机 M3 通电反 转,升降丝杆 1 也反转,辅助螺母 3 便带动键 4 沿丝杆 1 向下移动,辅助螺母 3 又推动拨 叉 5,并带动扇形压紧板 6 使夹紧杠杆把摇臂夹紧;与此同时,齿条 8 带动齿轮 9 恢复到 原来的位置,鼓形转换开关上的动合触点 QS2-2 断开,使接触器 动机 M3 停转。 要求摇臂下降,可将十字开关 SA 扳到"下"的位置,于是 SA 下面的动合触点闭合, 接触器 KM3 线圈得电吸合,电动机 M3 通电起动反转,丝杆 1 也反向旋转,辅助螺母 3 带 着键 4 沿丝杆 1 向下移动,同时推动拨叉 5 并带动扇形压紧板 6 使夹紧杠杆把摇臂放松, 同时扇形齿条 8 带动齿轮 9 使鼓形转换开关上的 SB2 的另一副动合触点 KM2-1 闭合,为 摇臂下降后的夹紧动作作好准备。当键 4 下降至螺母 2 与摇臂 7 锁紧的位置时,螺母 2 带 动摇臂 7 下降,当摇臂下降到所需位置时,将十字开关扳回到中间位置,其他动作与上升 的动作相似。要求摇臂上升或下降时不致超出允许的终端极限位置,故在摇臂上升或下降 的控制电路中分别串入行程开关 SQ1 和 SQ3 作为终端保护。 KM3 线圈失电释放、电

图 3.20

鼓形转换开关

4—动触点;2—动合静触点;SQ2-23—动断触点;SQ2-1 5—转鼓;6—转轴

(3) 立柱的夹紧与松开电动机 M4 的控制:当需要摇臂绕内立柱转动时,应先按下 SB1, 使接触器 KM4 线圈得电吸合,电动机 M4 启动运转,并通过齿式离合器带动齿式液压泵旋 转,送出高压油,经油路系统和机械传动机构将外立柱松开;然后松开按钮 SB1,接触器 KM4 线圈失电释放,电动机 M4 断电停转。此时可用人力推动摇臂和外立柱绕内立柱作所 需的转动;当转到预定的位置时,再按下按钮 SB2,接触器 KM5 线圈得电吸合,KM5 主 触点闭合,电动机 M4 启动反转,在液压系统的推动下,将外立柱夹紧;然后松开 SB2, 接触器 KM5 线圈失电释放,电动机 M4 断电停转,整个摇臂放松一绕外立柱转动一夹紧过 程结束。 线路中零压继电器 KA 的作用是当供电线路断电时,KA 线圈失电释放,KA 的动合触 点断开,使整个控制电路断电;当电路恢复供电时,控制电路仍然断开,必须再次将十字 开关 SA 扳至"左"的位置,使 KA 线圈重新得电,KA 动合触点闭合,然后才能操作控制 电路,也就是说零压保护继电器的动合触点起到接触器的自锁触点的作用。 (4) (5) 冷却泵电动机 M1 的控制:冷却泵电动机由转换开关 QS2 直接控制。 照明电路:变压器 TC 将 380V 电压降到 110V,供给控制电路,并输出 24V 电压

供低压照明灯使用。

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第 3章 4. 常见故障 (1) ①

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所有电动机都不能启动:当发现该机床的所有电动机都不能正常启动时,一般可 在电气箱内检查从汇流环 YG 引入电气箱的三相电源是否正常,如发现三相电源有 Q1 处的电

以断定故障发生在电气线路的公共部分。可按下述步骤来检查。 缺相或其他故障现象,则应在立柱下端配电盘处,检查引入机床电源隔离开关 源是否正常,并查看汇流环 YG 的接触点是否良好。 ② ③ 检查熔断器 FU1 并确定 FU1 的熔体是否熔断。 控制变压器 TC 的一次侧、二次侧绕组的电压是否正常,如一次侧绕组的电压不正常,

则应检查变压器的接线有否松动;如果一次侧绕组两端的电压正常,而二次侧绕组电压不正 常,则应检查变压器输出 110V 端绕组是否断路或短路,同时应检查熔断器 FU4 是否熔断。 ④ (2) ① 如上述检查都正常,则可依次检查热继电器 FR 的动断触点、十字开关 SA 内的微 主轴电动机 M2 的故障。 主轴电动机 M2 不能启动:若接触器 KM1 已得电吸合,但主轴电动机 M2 仍不能 KM1 的 3 个主触点接触是否正常,连接电动机的导线是否脱落 FU2 和 FU4 的熔体是否熔断,然后检 动开关的动合触点及零压继电器 KA 线圈连接线的接触是否良好,有无断路故障等。

启动旋转。可检查接触器

或松动。若接触器 KM1 不动作,则首先检查熔断器

查热继电器 FR 是否已动作,其动断触点的接触是否良好,十字开关 SA 的触点接触是否良 好,接触器 KM1 的线圈接线头有否松脱;有时由于供电电压过低,使零压继电器 KA 或接 触器 KM1 不能吸合。 ② 主轴电动机 M2 不能停转:当把十字开关 SA 扳到"中间"停止位置时,主轴电动 机 M2 仍不能停转,这种故障多数是由于接触器 KM1 的主触点发生熔焊所造成的。这时应 立即断开电源隔离开关 Q1,才能使电动机 M2 停转,已熔焊的主触点要更换;同时必须找 出发生触点熔焊的原因,彻底排除故障后才能重新启动电动机 M2。 (3) ① 摇臂升降运动的故障:Z35 摇臂钻床的升降运动是借助电气、机械传动的紧密配合 摇臂升降电动机 M3 某个方向不能启动:电动机 M3 只有一个方向能正常运转,这 来实现的。因此在检修时既要注意电气控制部分,又要注意机械部分的协调。 一故障一般是出在该故障方向的控制线路或供给电动机 M3 电源的接触器上。例如电动机 M3 带动摇臂上升方向有故障时,接触器 KM2 不吸合,此时可依次检查十字开关 SA 上面 的触点、行程开关 SB1 的动断触点、接触器 KM3 的动断连锁触点以及接触器 KM2 的线圈 和连接导线等有否断路故障;如接触器 KM2 能动作吸合,则应检查其主触点的接触是否良好。 ② 摇臂上升(或下降)夹紧后,电动机 M3 仍正反转重复不停:这种故障的原因是鼓形 4 是两块随转鼓 5 一起转动的动触点, 转换开关上 SQ2 的两个动合静触点的位置调整不当,使它们不能及时分断引起的。鼓形转 换开关的结构及工作原理如图 3.21 所示。图中 1 和 当摇臂不作升降运动时,要求两个动合静触点 3 和 2 正好处于两块动触点 1 和 4 之间的位 置,使 SQ2-1 和 SQ2-2 都处于断开状态 0,如转轴受外力的作用使转鼓沿顺时针方向转过 一个角度,则下面的一个动合静触点 SQ2-2 接通;若鼓形转换开关沿逆时针方向转过一个 角度,则上面的一个动合静触点 SQ2-1 接通。由于动触点 1 和 4 的相对位置,决定了转动 到两个动合静触点接通的角度值,所以鼓形转换开关 SQ2 的分断是使摇臂升降与松紧的关

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键,如果动触点 1 和 4 的位置调整得太近,就会出现上述故障。当摇臂上升到预定位置时, 将十字开关 SA 扳回中间位置,接触器 KM2 线圈就失电释放,由于 SQ2-2 在摇臂松开时 已接通,故接触器 KM3 线圈得电吸合,电动机 M3 反转,通过夹紧机构把摇臂夹紧;同时 齿条 8 带动齿轮 9 复原,齿轮 9 带动鼓形转换开关逆时针旋转一个角度,使 SQ2-2 离开动 触点 4 处于断开状态,而电动机 M3 及机械部分装置因惯性仍在继续转动,此时由于动触 点 1 和 4 间调整得太近,鼓形转换开关转过中间的切断位置,使动触点又同 SQ2-1 接通, 导致接触器 KM2 再次得电吸合,使电动机 M3 又正转启动;如此循环,造成电动机 M3 正 反转重复运转,使摇臂夹紧和放松动作也重复不停。 ③ 摇臂升降后不能充分夹紧:原因之一是鼓形转换开关上压紧动触点的螺钉松动,造 成动触点 1 或 4 的位置偏移。在正常情况下,当摇臂放松后,上升到所需的位置,将十字 开关 SA 扳到中间位置时,SQ2-2 应早已接通,使接触器 KM3 得电吸合,使摇臂夹紧。现 因动触点 4 位置偏移,使 SQ2-2 未按规定位置闭合,造成 KM3 不能按时动作,电动机 M3 也就不启动反转进行夹紧,故摇臂仍处于放松状态。 若摇臂上升完毕没有夹紧作用,而下降完毕却有夹紧作用,这是由于动触点 4 和静触 点 SQ2-2 的故障。反之是动触点 1 和静触点 SQ2-1 的故障。另外鼓形转换开关上的动静触 点发生弯扭、磨损、接触不良或两个动合静触点过早分断,也会使摇臂不能充分夹紧。另 一个原因是当鼓形转换开关和连同它的传动齿轮在检修安装时,没有注意到鼓形转换开关 上的两个动合触点的原始位置与夹紧装置的协调配合,就起不到夹紧作用。例如在安装带 动鼓形开关的齿轮 9 时,由于把它与扇形齿条 8 的啮合偏移了 3 个齿,这就造成摇臂夹紧 机构在没有到夹紧位置(或超过夹紧位置),即在离夹紧位置尚有 3 个齿距处便停止运动。 摇臂若不完全夹紧,会造成钻削的工件精度达不到规定。 ④ 摇臂上升(或下降)后不能按需要停止:这种故障也是由于鼓形转换开关的动触点 1 或 4 的位置调整不当而造成的。例如当把十字开关 SA 扳到上面位置时,接触器 KM2 得电 动作,电动机 M3 启动正转,摇臂的夹紧装置放松,摇臂上升,这时 SQ2-1 应该接通,但 由于鼓形转换开关的起始位置未调整好,反而将 SQ2-1 接通,结果当把十字开关 SA 扳到 中间位置时,不能切断接触器 KM2 线圈电路,上升运动就不能停止,甚至上升到极限位置, 终端位置开关 SB1 也不能将该电路切断。发生这种故障是很危险的,可能引起机床运动部 件与已装夹的工件相撞,此时必须立即切断电源总开关 QS1,使摇臂的上升移动立即停止。 由此可见,检修时在对机械部分调整好之后,应对行程开关间的位置必须进行仔细的调整 和检查。检修中还要注意三相电源的进线相序应符合升降运动的规定,不可接反,否则会 发生上升和下降方向颠倒,电动机开停失灵,限位开关不起作用等后果。 (4) ① 立柱夹紧与松开电路的故障。 立柱松紧电动机 M4 不能启动:这主要是由于按钮 SB1 或 SB2 触点接触不良,或

是接触器 KM4 或 KM5 的连锁动断触点及主触点的接触不良所致。可根据故障现象,判断 和检查故障原因,予以排除。 ② 立柱在放松或夹紧后不能切除电动机 M4 的电源,这故障大都是接触器 KM4 或 KM5 的主触点发生熔焊所造成的,应及时切断总电源,予以更换,以防止电动机因过载而


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