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    CA6150臥式車床電氣控制電路故障維修實例

    發布時間:2021-01-22作者:admin來源:未知點擊:

    CA6150臥式車床的電路原理及其維修的文章,讀后受益匪淺。但這種車床加工工件的最大直徑為400mm,對于工件直徑大于400mm的加工需求則無能為力。本文介紹的CA6150型車床的最大工件直徑可達500mm,加工能力大幅提升。由于CA6150型車床可加工的工件直徑更大,它的主軸電機功率也由CA6140型車床的7.5kW增加到20kW;同時由于加工所需,它的主軸電機還要求能夠正轉和反轉。較大功率電機的停車慣性較大,所以要求主軸電機停機時需采用制動措施。在CA6150型車床電路中采用的是電源反接制動方案。維修實踐說明,較多車床操作工甚至維修電工對該型車床的電路控制原理理解不準確,甚至出現分析錯誤,致使排除設備故障時困難較多。本文對CA6150型車床的電路原理給以分析,并提供維修實例供參考。

    CA6150臥式車床屬于中型車床,其外形結構如圖1所示。主要組成部件有主軸箱、進給箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、絲杠、床身及冷卻系統等??捎脕砑庸じ鞣N回轉表面、螺紋和端面。

    一、CA6150臥式車床的電氣控制

    1.CA6150臥式車床的電力拖動及控制要求

    (1)正常加工時一般不需反轉,但加工螺紋時需反轉退刀,且工件旋轉速度與刀具的進給速度要保持嚴格的比例關系,為此主軸的轉動和溜板箱的移動由同一臺20kW的電機M1拖動。主軸電機M1采用直接啟動的方式,可正反兩個方向旋轉,為加工調整方便,還應具有點動功能。由于加工的工件比較大,加工時其轉動慣量也比較大,停車時不易立即停止轉動,必須有停車制動的功能。CA6150型車床的正反向停車采用速度繼電器控制的電源反接制動。

    (2)M2為冷卻泵電機,單向旋轉,采用直接啟動、停止方式。

    (3)M3為快速移動電機,利用M3帶動刀架和溜板箱快速移動。電機可根據使用需要隨時手動控制啟停。

    (4)采用一只電流表檢測電機的負載電流。

    2.CA6150臥式車床電氣控制原理電路分析

    CA6150臥式車床的電氣控制原理圖如圖2所示。

    (1)一次主電路分析

    圖2電路中由隔離開關QS(在圖2中的1區)將三相電源引入。主電路中有3臺電機,其中主軸電機M1(在圖2中的2區)電路接線分為3部分,第1部分由正轉控制交流接觸器KM1和反轉控制交流接觸器KM2的兩組主觸點構成電機的正反轉控制接線;第2部分(在圖2中的2區)為一只電流表A經電流互感器TA接在主軸電機M1的一次電路中,以監視電機繞組工作時的電流變化;利用一只時間繼電器的延時動斷觸點,在啟動的短時間內將電流表暫時短接,以防止電流表被啟動電流沖擊損壞;第3部分為一串聯電阻限流控制部分,交流接觸器KM3的主觸點控制限流電阻R的接入和切除。

    車床在點動調整時,為防止連續的啟動電流造成電機過載,點動主回路中串聯限流電阻R(在圖2中的2區),保證電路安全工作。

    速度繼電器KS(在圖2中的2區)用作主軸電機停機時的電源反接制動,其速度檢測部分與電機的主軸同軸相連,在停車制動過程中,當電機轉速低于100r/min時,其動合觸點斷開,將控制電路中反接制動相應電路切斷,完成停車制動。

    冷卻泵電機M2(在圖2中的3區)由交流接觸器KM4的主觸點(在圖2中的3區)控制其電源的接通與斷開;快速移動電機M3(在圖2中的4區)由交流接觸器KM5(在圖2中的4區)控制,為保證主電路的正常運行,主電路采用熔斷器實現短路保護、采用熱繼電器對電機進行過載保護。

    (2)二次控制電路分析

    1)接觸器、繼電器的觸點分布圖

    圖2的下部矩形框內標注的數字,是控制電路按功能單元給出的區域標號,它的作用是便于檢修人員快速查找到控制元件的位置。為了達到這個目的,圖2中還給出繼電器或接觸器的觸點所處的區域號,如圖2右下角區域號與電路圖之間給出的標記。關于這些標記的具體說明見圖3。

    對于繼電器的觸點,圖3中用一條豎線將動合觸點與動斷觸點分開,豎線左邊是動合觸點所處的區域編號,豎線右邊是動斷觸點所處的區域編號。由于繼電器只有動合和動斷兩種觸點,所以標記中使用一條豎線。繼電器的這個標記符號畫在電路圖中相應繼電器下方的適當位置。

    接觸器的觸點除了有輔助動合觸點和輔助動斷觸點外,還有主觸點,共有3類觸點,所以圖3中交流接觸器的觸點使用兩條豎線將3類觸點分開,最左邊一列數字是接觸器主觸點所處的電路區號,3個相同的數字表示接觸器有3個主觸點處在同一電路區號內;2條豎線中間的一列數字是接觸器輔助動合觸點所處的電路區號;最右邊一列數字是接觸器輔助動斷觸點所處的電路區號。標記中的3類觸點如果沒有完全使用,則未使用的觸點類別位置空缺,或者使用符號“×”去填充那些觸點位置。將使用的觸點類別標注在豎線旁邊,讀圖時只要觀察到哪條豎線旁有數字,就會知道這些數字代表的是主觸點、輔助動合觸點或者輔助動斷觸點,并根據數字從電路圖中找到這些觸點所處的位置。

    2)主軸電機M1的正、反轉控制

    電路中接觸器KM1為電機M1的正轉啟動接觸器,KM2為反轉啟動接觸器,KA為中間繼電器。

    需要正轉時,點按正轉按鈕SB3(在圖2中的7區),接觸器KM3線圈(在圖2中的8區)和時間繼電器KT線圈(在圖2中的9區)通電,KM3主觸點(在圖2中的2區)動作吸合,電阻R被短接。接觸器的輔助動合觸點KM3-1(在圖2中的10區)閉合,使中間繼電器KA線圈(在圖2中的10區)通電,其動合觸點KA-1(在圖2中的7區)閉合,使接觸器KM1線圈(在圖2中的7區)通電,主軸電機M1在全壓下啟動;接觸器輔助動合觸點KM1-1(在圖2中的7區)閉合、中間繼電器KA的動合觸點KA-3(在圖2中的8區)閉合使KM1自鎖。如此,主軸電機M1完成了正轉啟動過程。

    主軸電機須在停機情況下才能啟動反轉。需要反轉時,點按反轉按鈕SB4,控制過程與正轉類似。

    KM1的輔助動斷觸點KM1-2(在圖2中的9區)和KM2的輔助動斷觸點KM2-1(在圖2中的7區)分別串在對方的接觸器線圈的回路中,起正反轉的互鎖作用。

    3)主軸電機M1的點動控制

    調整車床時,要求主軸電機能夠點動控制。點動操作過程如下。

    按下點動按鈕SB2(在圖2中的6區),接觸器KM1線圈(在圖2中的7區)通電,主觸點閉合,電機經限流電阻R(在圖2中的2區)接通電源,在低速下實現點動。松開點動按鈕SB2,接觸器KM1線圈斷電,電機斷開電源,停車。

    4)主軸電機M1的反接制動控制

    CA6150臥式車床采用速度繼電器KS實現主軸電機停車時的反接制動。為了方便理解電源反接制動的工作原理,下面介紹一下速度繼電器。

    速度繼電器是一種信號繼電器,它輸入的是電機的轉速,輸出的是觸頭動作信號。

    速度繼電器通常應用在三相異步電機的制動過程中。為了在電機電源反接制動使轉速降低到一定程度時及時切斷制動電源,防止電機反向啟動,可以用速度繼電器檢測電機的減速過程,一般在轉速降低到100r/min時,其觸頭動作,切斷電機的反接制動電源,制動過程結束。

    速度繼電器由定子、轉子和觸頭系統3部分組成,使用時,連接頭與電機軸相連,當電機啟動旋轉時,速度繼電器的轉子隨著轉動,定子也隨轉子旋轉方向轉動,與定子相連的膠木擺桿隨之偏轉,當偏轉到一定角度時,速度繼電器的動斷觸頭打開,而動合觸頭閉合。當電機轉速下降時,繼電器轉子轉速也隨之下降,當轉子轉速下降到一定值時,繼電器觸頭恢復到原來狀態。一般速度繼電器觸頭的動作轉速為120r/min,觸頭的復位轉速為100r/min。

    速度繼電器有正向旋轉動作觸頭和反向旋轉動作觸頭,電機正向運轉時,可使正向動合觸頭閉合,動斷觸頭斷開;當電機反向運轉時,可使速度繼電器的反向動合觸頭閉合,動斷觸頭斷開。

    常用的速度繼電器都具有兩對常開、常閉觸頭,觸頭額定電壓為380V,額定電流為2A。

    速度繼電器在電路中的圖形符號和文字符號見圖4。下面以正轉為例分析反接制動的過程。

    設主軸電機正在正轉運行,停車時按下停止按鈕SB1(在圖2中的6區),接觸器KM3線圈(在圖2中的8區)斷電,KM3主觸點(在圖2中的2區)斷開,限流電阻R(在圖2中的2區)串入主電路;按下停止按鈕SB1后中間繼電器KA線圈也斷電,其動合觸點KA-1(在圖2中的7區)和KA-3(在圖2中的8區)斷開,接觸器KM1線圈(在圖2中的7區)斷電,電機斷開正相序電源;中間繼電器KA的動斷觸點KA-2(在圖2中的8區)閉合,當松開停止按鈕SB1(在圖2中的6區)后,由于此時電機轉速仍然較高,速度繼電器KS的正向動合觸點KS-2(在圖2中的8區)仍為閉合狀態,故KM2線圈(在圖2中的9區)經由SB1、KA-2、KS-2獲得電源,接觸器KM2主觸點(在圖2中的2區)閉合,實現對電機的電源反接制動;當電機轉速降低到低于100r/min時,速度繼電器KS的正向動合觸點KS-2斷開,接觸器KM2線圈斷電,電機斷開電源,制動結束。

    主軸電機反轉時的制動與正轉相似,僅提示如下。主軸電機反轉時,接通反轉電源的是接觸器KM2;停機時接通反接制動電源的是接觸器KM1,終止反接制動過程的是速度繼電器的反轉動合觸點KS-1。

    5)刀架的快速移動與冷卻泵控制

    轉動刀架快速移動手柄,壓動限位開關SQ(在圖2中的12區),接觸器KM5線圈(在圖2中的12區)通電,KM5主觸點(在圖2中的4區)閉合,刀架快速移動電機M3(在圖2中的4區)接通電源啟動。

    M2(在圖2中的3區)為冷卻泵電機,啟動和停止使用常規電路通過按鈕SB5和SB6(均在圖2中的11區)控制。

    6)其他輔助環節

    監視主電路負載的電流表A通過電流互感器TA(A和TA均在圖2中的2區)接入,為防止電機啟動、點動和制動電流對電流表的沖擊,電流表與時間繼電器的延時動斷觸點KT(在圖2中的2區)并聯,主軸電機啟動時,KT線圈通電,KT的延時動斷觸點未動作,電流表被短接,啟動后,KT延時斷開的動斷觸點打開,此時電流表接入互感器的二次回路對主電路的電流進行監視。

    控制電路使用控制變壓器T(在圖2中的5區)提供的隔離電源供電,使之更安全。此外,為便于工作,設置了工作照明燈EL(在圖2中的13區),照明燈的電壓為安全電壓36V,由開關SA(在圖2中的13區)控制。36V電源由控制變壓器T提供。

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