湖铁Zevin中工题库及答案CA6140 MGB1420 X6132车磨铣床控制原理图分析Word下载.docx

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1、主轴电动机从经济性、可靠性考虑，一般选用笼型三相异步电动机，不进行电气调速。

2、采用齿轮箱进行机械有级调速。

为减小振动，主轴电动机通过几条三角皮带将动力传递到主轴箱。

3、为车削螺纹，主轴要求有正、反转。

其正反转的实现，可由拖动电动机正反转或采用机械方法来达到目的。

对小型普通车床，一般采用电动机正反转控制；

对于中型普通车床，主轴正反转则一般采用多片摩擦离合器来实现。

4、主轴电动机的起动、停止采用按钮操作，一般普通车床上的三相异步电动机均采用直接起动。

停止采用机械制动。

5、刀架移动和主轴转动有固定的比例关系，以便满足对螺纹的加工需要。

这由机械传动保证，对电气方面无任何要求。

6、车削加工时，刀具及工件温度较高，有时需要冷却，因而应该配有冷却泵电动机。

且要求在主轴电动机起动后，冷却泵电动机才能选择开动与否，而当主轴电动机停止时，冷却泵应该立即停止。

7、具有必要的电气保护环节，如各电路的短路保护和电动机的过载保护。

8、具有安全的局部照明装置。

3.CA6140型车床电气控制电路分析

图5-2为CA6140型普通车床的电气控制电路，它可分为主电路、控制电路及照明电路部分。

3.1主电路分析

主电路中共有三台电动机，M1为主轴电动机，带动主轴旋转和刀架作进给运动；

M2为冷却泵电动机；

M3为刀架快速移动电动机。

三相交流电源通过漏电保护断路器QF引入，总熔断器FU由用户提供。

三台电动机均直接起动，单向运转，分别由交流接触器KM1、KM2、KM3控制运行。

M1的短路保护由QF的电磁脱扣器来实现，而M2和M3电动机分别由熔断器FU1、FU2来实现短路保护；

热继电器FR1、FR2分别作为M1、M2的过载保护，由于M3是短期工作，故未设过载保护，KM1、KM2、KM3分别对电动机M1、M2、M3进行欠压和失压保护。

3.2控制电路分析

控制电路的电源由变压器TC二次绕组输出110V电压提供，由FU6作短路保护。

该车床的电气控制盘装在床身左下部后方的壁龛内，在开动机床时，应先用锁匙向右旋转SA2，再合上QF接通电源，然后就可以开启照明灯及按动电动机控制按钮。

（1）主轴电动机的控制

按下绿色的起动按钮SB1，接触器KM1的线圈得电动作，其主触点闭合，主轴电动机起动运行。

同时，KM1动合触点（3-5）闭合，起自锁作用。

另一组动合触点KM1（9-11）闭合，为冷却泵电动机起动作准备。

停车时，按下红色蘑菇形按钮SB2，KM1线圈失电，M1停车；

SB2在按下后可自行锁住，要复位需要向右旋转。

图5-2CA6140型车床电气原理图

（2）冷却泵电动机控制

若车削时需要冷却，则先合上旋钮开关SA1，在M1运转情况下，KM2线圈得电吸合，其KM2主触点闭合，冷却泵电动机运行。

当M1停止时，M2也自动停止。

（3）刀架快速移动电动机的控制

M3的起动是由安装在进给操纵手柄顶端的按钮SB3来控制，与KM3组成点动控制环节。

将操纵手柄扳到所需方向，压下SB3，KM3得电，M3起动，刀架就向指定方向快速移动。

3.3照明与信号指示电路分析

控制变压器TC的二次绕组分别输出24V和6V电压，作为机床低压照明灯和信号灯电源，EL为机床低压照明灯，由开关SA3控制，HL为电源信号灯，以FU5、FU4作短路保护。

3.4电气保护环节

KM1动合辅助触点（9-11）实现了主轴电动机M1和冷却泵电动机M2的顺序起动和联锁保护。

除短路和过载保护外，该电路还设有由行程开关SQ1、SQ2组成的位置保护环节。

SQ2为电气箱安全行程开关，当SA2左旋锁上或者电气控制盘的壁龛门被打开时，SQ2（03-13）断开，使QF自动断开，此时即使出现误合闸，QF也可以在0.1s内再次自动跳闸。

SQ1为挂轮箱安全行程开关，当箱罩被打开后，SQ1（03-1）断开，使主轴电动机停转或无法起动。

接触器KM1、KM2、KM3可实现失压和欠压保护。

4.CA6140型车床常见电气故障的分析

4.1按下SB1，主轴电动机M1不能起动

在电源指示灯亮的情况下，首先检查接触器KMl是否能吸合。

（1）如果KMl不吸合，可检查热继电器的动断触点FRl是否动作后未复位；

熔断器FU6是否熔断。

如果没有问题，可用万用表交流250V挡逐级检查接触器KMl线圈回路的110V电压是否正常，从而判断出是控制变压器110V绕组的问题，还是接触器KMl线圈烧坏，还是熔断器插座或某个触点接触不良，或是回路中的连线有问题。

（2）如果KMl吸合，电动机M1还不转，则应用万用表交流500V挡检查接触器KMl主触点的输出端有无电压。

如果无电压，可再测量KMl主触点的输入端，如果还没有电压，则只能是电源开关到接触器KMl输入端的连线有问题；

如果KMl输入端有电压，则是由于KMl的主触点接触不好；

如果接触器KMl的输出端有电压，则应检查电动机M1有无进线电压，如果无电压，说明接触器KMl输出端到电动机M1进线端之间有问题（包括热继电器FR1和相应的连线）；

如果电动机M1进线电压正常，则可能是电动机本身的问题。

另外，如果电动机M1断相，或者因为负载过重，也可引起电动机不转，应进一步检查判断。

4.2主轴电动机M1起动后不能自锁

首先应检查接触器KMl的自锁触点KM1（3-5）接触是否良好，自锁回路连线是否接好。

如果不好，按下主轴起动按钮SB1后，接触器KMl吸合，主轴电动机转动，但起动按钮SB1一松开，由于KMl的自锁回路有问题而不能自锁，KMl马上释放，主轴电动机停转。

也可能主轴起动时，KMl的自锁回路起作用，KMl能够自锁，但由于自锁回路会有接触不良的现象存在，在工作中瞬间断开一下，就会使KMl释放而使主轴停转。

另外，当接触器KMl控制回路（起动按钮SB1除外）的任何地方有接触不良的现象时，都可能出现主轴电动机工作中突然停转的现象。

4.3按下停止按钮SB2，主轴电动机M1不能停止

断开电源开关QF，看接触器KMl是否能释放。

如果能释放，说明KMl的控制回路有短路现象，应进一步排查；

如果KMl仍然不释放，说明接触器内部有机械卡死现象，或接触器主触点因“熔焊”而粘死，需拆开修理。

这类故障的原因多数是因接触器KM1主触点发生熔焊或停止按钮SB2损坏所致。

4.4主轴电动机M1断相运行

若在按下SB1时M1不能起动并发出“嗡嗡”声，或是在运行过程中突然发出“嗡嗡”声，这是电动机发生断相故障的现象。

发现电动机断相，应立即切断电源，避免损坏电动机。

断相就是三相电源缺少了一相，造成的原因可能是三相熔断器FU的一相熔断，或是接触器的三相主触点其中有一相接触不良，也可能是接线脱落，或是热继电器三相热元件中有一相接触不良。

电动机的断相运行会使电动机因过载而烧毁，在找出故障原因并排除后，M1应能正常起动和运行。

但是，平时应有针对性地进行检查，注意消除隐患。

4.5冷却泵电动机M2不能起动

因为M2是与M1联锁的，所以必须在M1起动后M2才能起动，即先看主轴电动机M1是否已经起动了，还要确定冷却泵开关SA1是否闭合；

如果只是M2不能起动，则可按上述检查M1不能起动的方法进行检查，若把SA1合上，接触器KM2不吸合，则故障出在控制电路中，这时应依次检查KM1的辅助动合触点（9-11）是否接触不良，接触器KM2的线圈是否有断路现象，热继电器FR2的动断触点是否正常。

4.6冷却泵电动机M2烧毁

除电气方面的原因外，冷却泵电动机烧毁的原因很可能是负荷过重，当车床冷却液中金属屑等杂质较多时，杂质的沉积常常会阻碍冷却泵叶片的转动，造成冷却泵负荷过重甚至出现堵塞现象，叶片可能完全不能转动导致电动机堵转，如不及时发现，就会烧毁电动机。

此外，在车床加工零件时，冷却液飞溅，可能会有冷却液从接线盒或电动机的端盖等处进入电动机内部，造成定子绕组出现短路，从而烧毁电动机。

这类故障应着重于防范，注意检查冷却泵电动机的密封性能，同时要求车床的操作者使用合格的冷却液，并及时更换冷却液。

4.7刀架快速移动电动机M3不能起动

首先检查熔断器FU2熔丝是否熔断，然后检查接触器KM3主触点的接触是否良好；

若无异常或按下点动按钮SB3时，接触器KM3不吸合，则故障必定在控制电路中。

这时应依次检查点动按钮SB3及接触器KM3的线圈是否有断路现象。

4.8控制变压器的故障

该车床采用控制变压器TC给控制和照明、信号指示电路供电，机床的控制变压器常常会出现烧毁等故障，其主要原因是：

（1）过载

控制变压器的容量一般都比较小，在使用中一定要注意其负荷与变压器的容量相适应，如随意增大照明灯的功率或加接照明灯，都容易使变压器因过载而烧毁。

（2）短路

产生短路的原因较多，包括灯头接触不良造成局部过热，螺口灯泡锡头脱焊造成两极短路；

灯头内电线因长期过热导致绝缘性能下降而产生短路；

灯泡拧得过紧，也有可能使灯头内的弹簧片与铜壳相碰而短路。

此外，控制电路的故障也会造成变压器二次短路。

因此平时应注意检查，并选用合适的熔丝。

（3）熔丝选得过大

变压器的熔丝一般应按额定电流的两倍选用，选得过大将起不到保护作用。

4.9合上电源开关QF，电源信号灯HL不亮

（1）合上照明灯开关，看照明灯是否亮，如果照明灯能亮，说明控制变压器TC之前的电源电路没有问题。

可检查熔断器FU4是否熔断；

信号灯泡是否烧坏；

灯泡与灯座之间接触是否良好。

如果都没有问题，则用万用表交流电压挡检查控制变压器有无6V电压输出。

通过测量可确定是连线问题，还是控制变压器的6V绕组问题，或是某处有接触不良的问题。

（2）如果照明不亮，则故障很可能发生在控制变压器之前，或电源信号和照明灯电路同时出问题的可能性。

但发生这种情况的概率毕竟很小，一般应先从控制变压器前查起。

首先检查熔断器FU是否熔断，如果没有问题，可用万用表的交流500V挡测量电源开关QF输出端L1、L2间电压是否正常。

如果不正常，再检查电源开关输入电源进线端，从而可判断出故障是电源进线无电压，还是电源开关接触不良或损坏;

如果L1、L2间电压正常，可再检查控制变压器TC输入接线端电压是否正常。

如果不正常，应检查电源开关输出到控制变压器输入之间的电路，例如，连线是否有问题、熔断器FU3是否良好等。

如果变压器输入电压正常，可再测量变压器6V绕组输出端的电压是否正常。

如果不正常，则说明控制变压器有问题；

如果正常，则说明电源信号灯和照明灯电路同时出现问题，可按前面的步骤进行检查，直到查出故障点。

4.10合上电源开关QF，电源信号灯HL亮，合上照明灯开关SA3，照明灯不亮。

首先检查照明灯泡是否烧坏；

熔断器FU5对公共端有无电压。

（1）如果熔断器上端有电压，下端无电压，则说明则熔断器熔体与熔断器座之间接触不良，或熔丝熔断，断电后，用万用表的电阻挡再进一步的确认。

（2）如果熔断器输入端都无电压，应检查控制变压器TC的24V绕组输出端。

如果有电压，则是变压器输出到熔断器之间的连线有问题；

如果无电压，则是控制变压器24V绕组有问题。

（3）如果熔断器两端都有电压，再检查照明灯两端有无电压。

如果有电压，说明照明灯泡与灯座之间接触不好；

如果无电压，可继续检查照明灯开关两端的电压，从而判断是连线问题还是开关问题。

MGB1420磨床电气控制系统

1.MGB1420磨床的概述

MGB1420型磨床是一种高精度半自动型万能外圆磨床，外形如图1所示。

其结构与运动方式请参考其他磨床，不再说明。

图1MGB1420磨床的外形

2.MGB1420磨床的电气控制原理

MGB1420型万能磨床电气原理图如图2所示。

机床的液压泵和冷却泵电动机的起动和停止分别由接触器KM1和转换开关QS2控制。

内外磨砂轮电动机的起动和停止由交流接触器KM2和插销插座XS1控制。

插座XS1固定在床身上，外磨电动机插头、内磨变频机组电动机插头都插此插座，避免了内、外磨电动机同时起动。

为了提高磨削的速度与精度，内磨电动机采用了变频机组供电，M5为变频机组原动机，G为变频发电机。

利用变频机组，可以将50Hz的工频电源提高到150Hz，供内磨电动机M4、M6使用。

工件无级变速直流电动机M的起动和停止由主令开关SA1控制。

使用晶闸管直流调速电源对电动机M进行供电。

（a）MGB1420磨床的主回路

（b）MGB1420磨床的控制回路

（C）MGB1240磨床晶闸管直流调速系统

图2MGB1240磨床电气原理图

2.1液压、冷却泵电动机控制回路

接通电源开关QS1后，220V交流控制电压通过开关SA2控制接触器KM1的线圈（图区18），从而控制液压电动机。

液压电动机工作后可用SQ2控制冷却泵。

2.2内外磨砂轮电动机控制回路

接通电源开关QS1后，220V交流控制电压通过开关SA3控制接触器KM2的线圈（图区19），从而控制内外磨砂轮电动机的起动和停止。

在上述两回路中，都由FR1～FR4热继电器起过载保护作用。

2.3工件电动机控制回路

工件电动机M所需要的直流电源由晶闸管直流装置FD提供，励磁电源由变压器TC2提供。

晶闸管直流装置FD由U7、N两点引入220V交流电源（图区12～15）。

M的起动、点动及停止由主令开关SA1控制中间继电器KA1、KA2来实现，开关SA1有开、停、试3挡（图区20～21）。

1SA1位置处于开挡时，中间继电器KA2线圈吸合，从电位器RP1引出给定信号电压，同时制动电路被切断。

直流电动机M处于工作状态，可实现无级调速，SP为油压继电器。

2SA1位置处于试挡时，中间继电器KA1线圈吸合，从电位器RP6引出给定信号电压，制动回路被切断，直流电动机M处于低速点动状态。

3SA1位置处于停挡时，直流电动机M电源被切断，处于停转状态。

2.4自动循环工作电路系统

磨削自动循环工作是通过微动开关SQ1、SQ2，行程开关SQ3，万能转换开关SA4，时间继电器KT和电磁阀YT与油路、机械方面配合来实现的（图区16～17）。

3.MGB1420磨床常见电气故障分析

3.1故障现象：

液压泵或冷却泵电动机不能起动

如果冷却泵能转动，液压泵不转，应检查液压泵输入端电压是否正常，确定是连线有问题，还是电动机或泵有问题，再进一步检查、修理或更换。

如果液压泵电动机能转动，冷却泵电动机不转，应检查开关QS2是否接通。

冷却泵电动机输入端电压是否正常。

如果冷却泵电动机输入端电压不正常，则可能是QS2接触不良。

如果输入端电压正常，则可能是电动机损坏或冷却泵卡死，可进一步检查、修理或更换。

如果液压泵、冷却泵都不转动，则应检查熔断器FU1是否熔断，再看接触器KM1是否吸合。

如果KM1吸合了，应检查电动机的三相电源，进一步分析判断。

如果KM1未吸合，可将SA3合上，看KM2能否吸合。

如果KM不能吸合，应检查电源电压、控制电压是否正常，检查热继电器FR1～FR4是否跳开未复位，触点是否有接触不良现象。

如果KM2能吸合，则应检查SA2及连线有无接触不良，接触器KM1的线圈是否烧坏，查出故障后进行修理或更换。

3.2故障现象：

内、外砂轮电动机不能起动

内、外砂轮电动机不起动，可能是总开关QS1接触不良，可进行修复或更换开关；

也可能是熔断器FU2熔断，应更换熔断器熔丝；

也可能是接触器KM2线圈烧坏，应更换线圈；

还可能是插座XS1、XS2接触不良，应进行修复或更换。

如果只有内磨砂轮电动机不转动。

可能是插座XS2、XS3接触不良；

也可能是开关QS3、QS4接触不良或损坏；

也可能是变频发电机不发电，应进一步检查并排除故障。

3.3故障现象：

自动循环磨削加工时不能自动停机

自动循环磨削加工时不能自动停机，可能是电磁阀YV线圈烧坏，应更换线圈。

也可能是行程开关SQ3接触不良，时间继电器KT损坏等，可进行修复或更换。

3.4故障现象：

直流电动机M不能处于工作状态

直流电动机M不能处于工作状态，先检查中间继电器KA2是否吸合。

如果KA2不吸合，可能是压力继电器SP接触不良或已损坏，也可能是开关SA1接触不良或已损坏，应修复或更换。

4.MGB1420磨床晶闸管直流调速系统

4.1晶闸管直流调速系统工作原理

该系统中工件电动机采用他励式直流电动机，功率为0.55KW，0～2300r/min，通过改变其电枢电压实现调速的目的。

其原理图如图2（C）所示。

主回路采用单相桥式半控整流电路。

用可控硅及二极管直接对220V交流电进行整流，其最高输出电压约190V左右，直流电动机M的励磁电压由V21～V24对交流220V整流取得的190V左右的直流电压提供，R2为能耗制动电阻（图区13）。

（1）基本环节部分

由三极管V33、V35、V37，单结晶体管V34，电容器C3及脉冲变压器TA等组成单结晶管触发电路。

V37为一级放大，V35可看成是一个可变电阻，V34为移相触发器，V33为功率放大器，调速给定信号由电位器RP1上取得，经V37、V35由V34产生触发脉冲，再经V33放大由脉冲变压器TA输出以触发晶闸管V31、V32。

V34、C3、R24、R6、V35、R7等组成一个张弛振荡器。

其中，C3是锯齿波形成电容器。

V35、R7串联组成可调节变化的充电电阻对C3充电。

锯齿波形成电容器的选择范围一般是0.1～1μF。

单结晶体管的分压比n一般选用在0.5～0.85左右。

一般触发大容量的晶闸管时，充电电容器C应选得大一些，如晶闸管是50A的，C应选0.47μF。

充电电阻的大小是根据晶闸管移相范围的要求及充电电容器的大小来决定的。

R24为电容器C3的放电电阻。

若放电电阻选得过小，则晶闸管不易导通。

若放电电阻选得过大，则晶闸管容易误触发。

R6是温度补偿电阻，温度补偿电阻一般选300～400Ω左右。

要求温度补偿较好时可用实验方法来确定。

（2）辅助环节部分

由运算放大器AJ、V38、V39、V29、RP2等组成电流截止负反馈环节，当负载电流大于额定电流1.4倍时，V39饱和导通，输出截止，V19、R26组成电流正反馈环节。

由C15、R37、R27、RP5等组成电压微分负反馈环节，以改善电动机运转时的动态特性，调节RP5阻值大小，可以调节反馈量的大小，以便稳定电动机的转速。

由R29、R36、R38组成电压负反馈电路。

由C2、C5、C10、Cll等组成积分校正环节。

由控制变压器TC1的二次绕组②经整流二极管V6、V12、晶体管V36等组成同步信号输入环节。

V36的基极加有通过R19、V13来的正向直流电压和由变压器TC1的二次线圈经V6、V12整流后的反向直流电压。

当控制电路交流电源电压过零的瞬间反向电压为0，V36瞬时导通旁路电容C3，以清除残余脉冲电压。

（3）电源部分

由变压器TC1的二次绕组③经整流二极管V14～Vl7整流稳压滤波后取得-15V电压供给运算放大器。

二次绕组①经V1～V4整流、V27稳压后再经V5取得＋20V直流电压供给单结晶体管触发电路，稳压管的稳定电压不能太低，一般稳压范围在12V～24V之间。

＋20V直流电压由V9经R20、V30稳压后取得+15V电压供给给定信号电压和电流截止负反馈等电路。

4.2晶闸管触发电路的波形分析

晶闸管触发电路的故障检查，应根据几个关键的波形是否正常来判断其工作状态，波形如图3所示。

图3触发电路的波形

（1）同步信号波形ux

用示波器观察同步信号整流后的波形ux。

波形不应有断相、毛刺或不规则的形状。

断相主要是某一只整流二极管不通或短路造成的；

波形有毛刺可能是同步信号受到外界信号干扰所致；

而整流波形不规则常是整流元件特性不一致造成的，应根据不同情况予以排除。

（2）梯形波uw

用示波器观察稳压管两端的电压uw的波形，正常时为梯形波。

梯形波的幅值应等于稳压管的稳压值。

稳压管的稳定电压会影响输出脉冲的幅值和单结晶体管的正常工作，因此不能太低，一般稳压范围在12V～24V之间。

梯形波的斜率将影响移相范围大小。

斜率小，梯形波不好，移相范围小，一般是由于电源电压低造成的，电源电压正常时一般为40V～80V左右。

电源电压越高，移相范围越大，但要加大R2的功率。

在观察稳压管的波形的同时，要注意检查稳压管的温度是否过高，并测量稳压管的电流是否在规定的稳压电流范围内。

如过大或过小应调整R2的阻值，使稳压管工作在稳压范围内。

（3）锯齿波电压uc

用示波器观察C3两端的电压uc的波形。

如无锯齿波电压，可通过电位器RP1调节输入控制信号的电压。

用万用表测量V37、V35集电极与发射极之间的电压，看是否随之变动。

如不变或变动范围很小，应检查晶体管是否良好。

如随之改变，则检查调整R7的大小。

V35发射极电阻R7若偏小，会使前级放大器放大能力降低，还可能在控制信号增加到一定限度后，C3上的锯齿波会由逐渐增多而突然消失。

V35的发射极电阻R7若偏大，电流负反馈作用增大，有可能使单结晶体管不能达到峰点电压，甚至没有脉冲产生。

R7一般为2kΩ～10kΩ。

（4）触发脉冲ub

如果C3上有锯齿波电压，则R6两端应有触发脉冲输出，并随控制信号的电压变化而变化。

可用示波器观察锯齿波或脉冲个数。

调节输入控制信号电位器，对应最小给定信号应有小半个锯齿波，而对应最大输入给定信号应出现7～8个锯齿波。

改变控制信号电压大小，锯齿波随控制信号电压改变而均匀改变，其移相范围应在150°

左右。

若达不到上述要求时，应调整有关元件（如R10、R7、C3）的大小，使其达到要求。

4.3晶闸管调速电路的故障分析

（1）工件电动机M不转

工件电动机M不转，可能是主回路部分的问题，如熔断器FU6熔丝熔断，或晶闸管V31、V32，整流管V25、V26损坏，或主线路、电动机M、励磁电路有故障。

也