摘 要： 本文通過對Z3050型搖臂鉆床電氣控制線路的分析，闡述了Z3050型搖臂在控制過程中常見故障的原因，并提出了具體的故障排除方法。

關(guān)鍵詞： Z3050型搖臂鉆床 電氣線路 故障 檢修

鉆床是一種孔加工機(jī)床，可用來鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋及修刮端面等多種形式的加工。

在各種專用機(jī)床，搖臂鉆床操作方便、靈活，適用范圍廣，具有典型性。搖臂鉆床是一種立式鉆床，它適用于單件或批量生產(chǎn)中帶有多孔大型零件的孔加工，是一般機(jī)械加工車間及維修車間常用的機(jī)床。

一、Z3050型搖臂鉆床電氣線路的安裝

1.結(jié)構(gòu)及運動形式。

（1）主要結(jié)構(gòu)

Z3050型搖臂鉆床由底座、內(nèi)外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺組成。其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

（2）運動形式

①主軸轉(zhuǎn)動由主軸電動機(jī)拖動。通過主軸箱內(nèi)的主軸、進(jìn)給變速傳動機(jī)構(gòu)及正反轉(zhuǎn)摩擦離合器和操縱手柄、手輪，可以實現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)、進(jìn)給、變速、空檔、停車等控制。同時主軸可隨主軸箱通過操作手柄沿?fù)u臂上的水平導(dǎo)軌作徑向移動。

②搖臂的垂直移動由搖臂升降電動機(jī)拖動。同時，搖臂與外立柱一起可相對內(nèi)立柱作手動360°回轉(zhuǎn)。

③Z3050型搖臂鉆床對主軸箱、搖臂及內(nèi)、外立柱的夾緊由液壓泵電動機(jī)提供動力，它采用液壓驅(qū)動的菱形塊夾緊機(jī)構(gòu)。

2.機(jī)床對電氣線路的主要要求。

（1）由于主軸正、反轉(zhuǎn)是由正反轉(zhuǎn)摩擦離合器來實現(xiàn)的，因此只要求主軸電動機(jī)單方向旋轉(zhuǎn)。

（2）搖臂的垂直移動是通過搖臂升降電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)實現(xiàn)的，因此要求搖臂升降電動機(jī)能雙向啟動。同時，為了設(shè)備的安全，應(yīng)具有上、下的極限保護(hù)。

（3）主軸箱、搖臂、內(nèi)外立柱的夾緊通過液壓驅(qū)動實現(xiàn)，故要求液壓泵電動機(jī)雙向啟動。

（4）冷卻泵電動機(jī)只要去單向啟動。

（5）為保證操作安全，控制電路的電源電壓為127V。

（6）搖臂只有在放松狀態(tài)下才能進(jìn)行垂直移動，故應(yīng)有聯(lián)鎖，并應(yīng)有夾緊、放松指示。

3.電氣控制線路分析。

Z3050型搖臂鉆床電氣原理圖如圖2所示。

（1）主電路

機(jī)床采用380V，50Hz三相交流電源供電，并有保護(hù)接地措施，組合開關(guān)QS為機(jī)床總電源開關(guān)。機(jī)床上裝有四臺電動機(jī)：M1為主軸電動機(jī)，只需正轉(zhuǎn)；M2為搖臂升降電動機(jī)，可正、反轉(zhuǎn)；M3為液壓泵電動機(jī)，可正、反轉(zhuǎn)；M4為冷卻泵電動機(jī)，只需正轉(zhuǎn)。

電路中M4容量小，用組合開關(guān)SA進(jìn)行手動控制且短時工作，故不設(shè)過載保護(hù)。M1、M3分別由熱繼電器FR1、FR2作過載保護(hù)。FU1為總?cè)蹟嗥?，兼M4、M1的短路保護(hù)；FU2熔斷器做M2和M3及控制變壓器一次側(cè)的短路保護(hù)。

（2）控制及照明、指示電路?？刂?、照明和指示電路均由控制變壓器T降壓后供電。各電器元件明細(xì)見下表。

（1）主軸電動機(jī)的控制。合上電源開關(guān)QS1，按啟動按鈕SB2，接觸器KM1吸合并自鎖，主軸電動機(jī)M1啟動，同時主軸旋轉(zhuǎn)指示燈HL3亮。停車時，按停止按鈕SB1，KM1釋放，M1停止旋轉(zhuǎn)，主軸旋轉(zhuǎn)指示燈HL3熄滅。

（2）搖臂升降控制。按搖臂上升（或下降）按鈕SB3（或SB4），時間繼電器KT吸合，其瞬時動作的常開觸點和延時斷開的常開觸點閉合，使電磁鐵YV和接觸器KM4同時吸合，液壓泵電動機(jī)M3旋轉(zhuǎn)，使搖臂松開。同時，通過彈簧片壓位置行程開關(guān)SQ2，KM4釋放，而使KM2（或KM3）吸合，M3停止旋轉(zhuǎn)，搖臂電動機(jī)M2正轉(zhuǎn)（或反轉(zhuǎn)），帶動搖臂上升（或下降）。

當(dāng)搖臂上升（或下降）到所需位置時，松開SB3（或SB4），KM2（或KM3）和KT釋放，搖臂電動機(jī)M2停止旋轉(zhuǎn)，搖臂停止升降，KT釋放經(jīng)過1-3s延時后，延時閉合的常閉觸點閉合，使KM5吸合，M3反向旋轉(zhuǎn)。此時YV仍處吸合狀態(tài)，使搖臂夾緊，同時通過彈簧片壓位置行程開關(guān)SQ3，使KM5和YV都釋放，液壓泵停止旋轉(zhuǎn)。在搖臂上升（或下降）過程中，利用SQ1和SQ4來限制搖臂的升降行程，提供極限保護(hù)。

（3）立柱和主軸箱的松開或夾緊控制。立柱和主軸箱的松開或夾緊是同時進(jìn)行的。

按松開按鈕SB5（或夾緊按鈕SB6），接觸器KM4（或KM5）吸合，液壓泵電動機(jī)M3旋轉(zhuǎn)，使立柱和主軸箱同時松開（或夾緊），同時松開指示燈亮（或夾緊指示燈亮）。

4.電氣控制線路的安裝步驟。

（1）按電器元件明細(xì)表配齊電氣設(shè)備和元件，并檢驗其質(zhì)量。

（2）設(shè)計控制板尺寸，正確選配導(dǎo)線、接線端子、緊固件等，做好安裝前的準(zhǔn)備。

（3）在控制板上安裝電器元件，并在各電器元件附近做好與原理圖上相同代號的標(biāo)記。

（4）按控制板內(nèi)布線的工藝要求布線，安裝電氣控制線路。

（5）選擇合理的走向，做好導(dǎo)線通道支持準(zhǔn)備，并安裝控制板外的所有電器元件。

（6）進(jìn)行控制箱外部布線，并在導(dǎo)線線頭套上與原理圖相同線號的編碼套管。

（7）檢查所有電路的接線是否正確，是否連接牢固可靠。

（8）檢查所有位置開關(guān)的安裝位置是否正確，能否滿足電氣控制要求。

（9）檢查各傳動裝置安裝情況，并清理周圍環(huán)境，保證機(jī)械傳動正常。

（10）檢測電動機(jī)及線路的絕緣電阻，做好通電試運轉(zhuǎn)的準(zhǔn)備。

（11）接通總電源，檢查機(jī)床電源相序是否正確。可先按松開按鈕SB5，若主軸箱和立柱都松開，表示電源相序正確；否則須對換電源線路中的任意兩根導(dǎo)線，以改變相序。電源相序正確后，再調(diào)試升降電動機(jī)M2的接線及極限保護(hù)是否正確。

（12）通電試運轉(zhuǎn)時，進(jìn)行各機(jī)械裝置的思調(diào)，使之完全符合工作要求。

二、Z3050型搖臂鉆床故障分析與檢修

1.修理前的調(diào)查研究。

（1）發(fā)生故障后，向操作者了解故障發(fā)生的前后情況，有利于根據(jù)電氣設(shè)備的工作原理來判斷發(fā)生故障的部位及故障的原因。

（2）看熔斷器FU1或FU2、FU3的熔體是否熔斷，電動機(jī)M4、變壓器T、接觸器KM4、控制按鈕SB1、SB2等電器元件有無燒毀、發(fā)熱、連線、斷線，導(dǎo)線連接螺釘是否松動，有無異常的氣味等。

（3）聽電動機(jī)M4、變壓器T和有些電器元件在正常運行時的聲音和發(fā)生故障時的聲音有無明顯差異。

（4）摸電動機(jī)M4、變壓器T的外部發(fā)生故障時，溫度是否顯著上升。

2.根據(jù)電氣控制原理，確定故障發(fā)生的范圍。

從故障現(xiàn)象發(fā)生，按線路工作原理進(jìn)行分析，判斷故障發(fā)生的可能范圍，以便進(jìn)一步分析，找出故障發(fā)生的確切部位。

3.進(jìn)行外表檢查。

在判斷了故障可能發(fā)生的范圍后，在此范圍內(nèi)對有關(guān)電器元件進(jìn)行外表檢查，常能發(fā)生故障的確切部位。例如：接線頭脫落，接觸器的觸頭接觸不良或焊牢，接觸器線圈燒毀等，都能明顯地表明故障點。

4.利用萬用表檢查。

在對線路設(shè)備進(jìn)行外表檢查后，尚未確定或查出故障點，在斷電前提下，可利用萬用表的電阻檔檢測線路及電器元件是否短路或斷路；在通電前提下，用萬用表的電壓檔來檢測的電壓值是否正常，三相電壓是否平衡，這樣就能有效地找出故障點。

5.對檢查出的故障應(yīng)及時修理和恢復(fù)。

在進(jìn)行外表檢查或利用萬用表檢查時，發(fā)現(xiàn)一處故障排除一處故障，有問題及時修復(fù)，如：熔斷器的熔體熔斷，應(yīng)及時更換；接觸器的觸頭接觸不能正常分?jǐn)嗉伴]合，而要進(jìn)行正確修理和恢復(fù)，修理一處保證一處暢通，切忌拆東修西，擴(kuò)大故障范圍。

6.搖臂不能上升或下降的故障分析。

（1）由搖臂上升或下降的動作過程可知，搖臂移動的前提是搖臂完全松開，此時活塞桿通過彈簧片壓下行程開關(guān)SQ2，電動機(jī)M3停止運轉(zhuǎn)，電動機(jī)M2啟動運轉(zhuǎn)，帶動搖臂上升或下降。若SQ2的安裝位置不當(dāng)或發(fā)生偏移，這樣搖臂雖然完全松開，但活塞桿仍壓不下行程開關(guān)SQ2，致使搖臂不能移動。

（2）有時電動機(jī)M1的電源相序接反，此時按下?lián)u臂上升或下降按鈕，電動機(jī)M3反轉(zhuǎn)，使搖臂夾緊，更壓不上行程開關(guān)SQ2了，搖臂也不能上升或下降。

（3）有時也會出現(xiàn)因液壓系統(tǒng)發(fā)生故障，使搖臂沒有完全松開，活塞桿壓不上行程開關(guān)SQ2。

（4）如果SQ2在搖臂松開后已動作，而搖臂不能上升或下降，就有可能是以下原因引起的：按鈕SB3、SB4的常閉觸點損壞或接線脫落；接觸器KM2、KM3線圈損壞或接線脫落；KM2、KM3的觸點損壞或接線脫落；應(yīng)根據(jù)具體情況逐項檢查，直到故障排除。

7.搖臂移動后夾不緊的故障分析

搖臂夾緊動作的結(jié)束是由行程開關(guān)SQ3來控制的。若搖臂夾不緊，則說明搖臂控制電路能動作只是夾緊力不夠，只是因為SQ3動作過早使液壓泵電動機(jī)M3在搖臂還未充分夾緊時就停止旋轉(zhuǎn)。這往往是由于SQ3安裝位置不當(dāng)或松動移位，過早地被活塞壓下所致。

8.液壓系統(tǒng)故障分析

有時電氣控制系統(tǒng)正常，而電磁閥芯被卡住油路堵塞造成液壓控制系統(tǒng)失靈，也造成搖臂無法移動。

三、結(jié)語

Z3050型搖臂鉆床機(jī)床除在機(jī)械加工制造行業(yè)大量使用外，在其他行業(yè)也有很多用途，它是非常典型的機(jī)電一體化設(shè)備。本文闡述了電氣控制線路的工作原理，對其故障分析和檢修方法也進(jìn)行了介紹，還提出了在檢修時應(yīng)正確判斷是電氣控制系統(tǒng)還是液壓系統(tǒng)故障，而這兩者又有聯(lián)系，所以應(yīng)相互配合共同排除故障。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曉娟.工廠電氣控制設(shè)備[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.

[2]張運波，劉淑榮.工廠電氣控制技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]孫平.電氣控制與PLC[M].北京：高等教育出版社，2004.

[4]殷瑞祥，樊利民.電氣控制[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2004.

[5]吳廣祥，王偉.電工電子技術(shù)[M].鄭州：黃河水利出版社，2008.

[6]戴志文.制造技術(shù)與機(jī)床[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[7]陳艷紅，孫敏.機(jī)床與液壓[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[8]王本軼.機(jī)電設(shè)備控制基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[9]楊林建.機(jī)床電氣控制技術(shù)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2008.

[10]姜佩東.液壓與氣動系統(tǒng)技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2008.

[11]職業(yè)技能鑒定教材，職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)編審委員會.維修電工[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2009.