课题二 C650卧式车床电气控制线路分析与检修
在金属切削机床中，车床所占的比例最大，而且应用也最广泛。它能够车削外圆、内圆、端面、螺纹和螺杆，能够车削定型表面，并可用钻头、铰刀等刀具进行钻孔、镗孔、倒角、割槽及切断等加工工作。
一．主要结构、运动形式、电力拖动形式及控制要求
图2．1为C650卧式车床外形图，它主要由床身、主轴变速箱、尾座、进给箱、丝杠、光杠、刀架和溜板箱等组成。
图2-1 C650卧式车床外形图
车削加工的主运动是主轴通过卡盘或中心夹头带动工件的旋转运动，它承受车削加工时的主要切削功率。进给运动是溜板带动刀架的纵向或横向运动。
为保证螺纹加工的质量，要求工件的旋转速度与刀具的移动速度之间具有严格的比例关系。为此，C650卧式车床溜板箱与主轴变速箱之间通过齿轮传动来连接，用同一台电动机拖动。
车削加工时一般不要求反转，但在加工螺纹时，为避免乱扣，加工完毕后要求反转退刀，所以C650车床通过主电动机的正反转来实现主轴的正反转，当主轴反转时，刀架也跟着后退。有些车床，也可通过机械方式使主轴反转。
车削加工时，刀具的温度往往很高，为此，要配备冷却泵及电动机。
C650车床的床身较长，为减少辅助工作时间，专门设置了一台2．2kW的电动机来拖
动溜板箱快速移动，并采用点动控制。
一般车床的调速范围较大，常用齿轮变速机构来调速，调速范围可达40倍以上。C650 车床的主电动机采用普通笼型异步电动机，功率为30kW。为提高工作效率，该机床采用了反接制动。
二．主电路分析
图2-2是C650车床的电气原理图。
L1L2L3QSL11L21L31QFTC380V/220V,24VV21L32FU2L12L22U21120FU323W21FU4SB1SB3KAKASB4KM3SB5SQFU1KM1U1121V11W117KM213111417SAKM4KM2U22V22W22KM1U12V12W12KM522SB2KASB6SR24SR1KA1015KM4FR1FR2PATAKTELHLAKM25KM112U13V13W13KM3R1R2R3KM16KM3KTKM2KAKM416KM5FR10PE1UFR21V1W2U2V2W3U3V3WM1M2M3C650型普通车床电气原理图主轴电机冷却泵电机进给电机0 实用电子技术图纸资料机床图机床图纸原理图机床电气线路图2-2 C650卧式车床电气原理图
图2-2中组合开关QS为电源引入开关，空气开关QF为电源总短路保护。FUl为主电动机M1的短路保护用熔断器，FRl为其过载保护用热继电器。R为限流电阻，在主轴点动时，起动电流，在停车反接制动时，又起过大的反向制动电流的作用。电流表PA用来监视主电动机M1的绕组电流，由于M1功率很大，故PA接入电流互感器TA回路。机床工作时，可调整切削用量，使电流表PA的电流接近主电动机M1额定电流的对应值(经TA后减小了的电流值)，以便提高生产效率和充分利用电动机的潜力。KMl、KM2为正反转接触器，KM3用于短接电阻R接触器，由它们的主触点控制主电动机M1。 图2-2中KM4为接通冷却泵电动机M2的接触器，FR2为M2过载保护用热继电器。
KM5为接通快速电动机M3的接触器，由于M3点动短时运转，故不设置热继电器。
三．控制电路分析
1．主电动机的点动调整控制
当按下点动按钮SB2不松手时，接触器KMl线圈通电，KMl主触点闭合，电网电压必须经限流电阻R通入主电动机M1，从而减少了起动电流。由于中间继电器KA未通电，故虽然KMl的辅助常开触点(7—8)已闭合，但不自锁。因而，当松开SB2后，KMl线圈随即断电，主电动机M1停转。 2．主电动机的正反转控制
虽然主电动机M1的额定功率为30kW，但只是车削时消耗功率较大，而起动时负载很小，因而起动电流并不很大，所以，在非频繁点动的一般工作时，仍然采用了全压直接起动。
当按下正向起动按钮SB3时，SB3（3—8）闭合，KM3通电，其主触点闭合，短接限流电阻R，另有一个常开辅助触点(3—13))闭合，使得KA通电，其常开触点(3—8)闭合，使得KM3在SB3松手后也保持通电，进而KA也保持通电。另一方面，当SB3尚未松开时，SB3（3—7）闭合，由于KA的另一常开触点(7—4)已闭合，故使得KMl通电，其主触点闭合，主电动机M1全压起动运行。KMl的辅助常开触点(7—8)也闭合。这样，当松开SB3后，由于KA的二个常开触点(3—8、7—4)保持闭合，故可形成自锁通路，从而KMl保持通电。在KM3得电同时，通电延时继电器KT通电，其作用是使电流表避免起动电流的冲击。
图2-2中SB4(3—8、3—11)为反向起动按钮，反向起动过程同正向时类似，不再赘述。
3．主电动机的反接制动控制
C650车床采用反接制动方式，用速度继电器SR进行检测和控制。
假设原来主电动机M1正转运行着，则SR的正向常开触点SR-1(9—10)闭合，而反向常开触点SR-2(9—4)依然断开着。当按下反向总停按钮SBl(2—3)后，原来通电的KMl、KM3、KT和KA就随即断电，它们的所有触点均被释放而复位。然而，当SBl松开后，反转接触器KM2立即通电，电流通路是：
2#线 → SBl常闭触点(2—3) → KA常闭触点(3—9) → SR正向常开触点SR-1(9—10) → KMl常闭触点(10—12) → KM2线圈(12—6) → FRl常闭触点(6—0) → 0#线
这样，主电动机M1就被串电阻反接制动，正向转速很快降下来，当降到n<100r／min)，SR的正向常开触点SR-1(9—10)断开复位，从而切断了上述电流通路。至此，正向反接制动就结束了。
反问反接制动过程在此不再赘述了。 4．刀架的快速移动和冷却泵控制
转动刀架手柄，限位开关SQ(16)被压动而闭合，使得快速移动接触器KM5通电，快速移动电动机M3就起动运转，而当刀架手柄复位时，M3随即停转。
冷却泵电动机M2的起停按钮分别为SB6(14)和SB5(14)。
四．辅助电路分析
1．照明电路和控制电源
图2-2中TC为控制变压器，二次侧有二路，一路为220V，提供给控制电路；另一路为24V(安全电压)，提供给照明电路。置灯开关SA（21—22）于1位时，SA就闭合，照明灯EL点亮；置SA于0位时，EL就熄灭。 2．电流表PA保护电路（此模拟机床中未安装）
虽然电流表PA接在电流互感器TA回路里，但主电动机M1起动时对它的冲击仍然很大。为此，在线路中设置了时间继电器KT进行保护。当主电动机正向或反向起动以后，KT通电，延时时间尚未到时，FA就被KT延时常闭触点短路，延时到后，才有电流指示。
五．0650卧式车床电气控制线路的特点
从上述分析中可知，这种车床的电气线路有以下几个特点：
1．主轴的正反转不是通过机械方式来实现，而是通过电气方式，即主电动机的正反转来实现的，从而简化了机械结构。
2．主电动机的制动采用了电气反接制动形式，并用速度继电器进行控制。 3．控制回路由于电器元件很多，故通过控制变压器TC同三相电网进行电隔离，提高了操作和维修时的安全性。
4．中间继电器KA起着扩展接触器KM3触点的作用。从电路中可见到KM3的常开触点(3—13)直接控制KA，故KM3和KA的触点的闭合和断开情况相同。从图2-2中可见KA的常开触点用了三个(7—4、7—8、3—8)，常闭触点用了一个(3—9)，而KM3的辅助常开触点只有二个，故不得不增设中间继电器KA进行扩展。可见，电气线路要考虑电
器元件触点的实际情况，在线路设计时更应引起重视。
六．故障检修
故障1：
现象：主轴电机能够点动，但不能正反转。
分析：主轴电机的正反转是由KM1、KM2和KM2来进行控制的，由于点动是好的，所以SB2点动回路是正常的，故障就出在KM1、KM2和KM3的公共回路中，如3#线、6#线及KA。
故障2：
现象：主轴电机能够正转和反接制动，但不能反转。
分析：能够正转和反接制动，说明KM1、KM3和KM2制动回路是正常的，故障出在KM2制动之前的回路中，如KA（11—10）、SB4（3—11）。
故障3：
现象：主轴电机正反转正常，但均不能反接制动。
分析：正反转均不能反接制动，故障出在反接制动的公共回路中，如KA（3—9）。 故障4：
现象：主轴电机正反转正常，但始终转速很低，电阻R发烫。
分析：说明电机始终处于制动状态，即限流电阻R始终串联在主轴电机回路中，KM3主触头未闭合或只闭合其中一到两个。故障出现接触器KM3，如KM3主触头烧灼。
故障5：
现象：主轴电机工作正常，冷却泵电机和进给电机不能工作。 分析：说明故障出在KM4和KM5的公共回路中，如3#线、0#线。
