CA6140型普通车床电气控制优化技巧

■应知点:

1.了解CA6140型普通车床的主要结构、主要运动形式及控制要求。

2.了解电气控制线路的分析方法和步骤，重点如下:

(1)主轴电动机和冷却泵电动机的顺序启动控制电路的设计思想。

(2)电源、车床配电盘壁龛门、车床床头皮带罩处的保护措施。

3.了解绘制和识读车床电气控制线路图的基本知识。

■应会点:

掌握CA6140型普通车床常见电气故障分析与检修方法。

一、任务简述

车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、切断及割槽等，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等加工。

(一)CA6140型普通车床的主要结构及型号意义

1.CA6140型普通车床的主要结构

图6－1所示是CA6140型普通车床的外形及结构。CA6140型普通车床主要由车身、主轴箱、进给箱、溜板箱、方刀架、卡盘、尾架、丝杆和光杆等部件组成。

2.CA6140型普通车床型号意义

图6－1　CA6140普通车床外形及结构

(二)CA6140型普通车床的主要运动形式及控制要求

1.CA6140型普通车床的主要运动形式

CA6140型普通车床的运动形式主要有以下3种:

(1)主运动。工件的旋转运动，由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转。

(2)进给运动。刀架带动刀具，沿主轴轴线方向的进给运动。

(3)辅助运动。刀架的快速移动及工件的夹紧、放松等。

2.CA6140型普通车床的控制要求

(1)主轴电动机选用三相笼型异步电动机；主轴采用齿轮箱进行机械调速；车削螺纹时的主轴正反转靠摩擦离合器实现；主轴电动机的容量不大，可采用直接启动。

(2)进给运动由主轴电动机拖动，并通过进给箱实现纵向或横向进给。

(3)切削加工时，工件及刀具温度过高时，需要冷却，冷却泵电动机要求在主轴电动机启动后方可启动，而主轴电动机停止时应立即停止。

(4)为提高工作效率，溜板箱(刀架)可快速移动，由单独的快速移动电动机拖动，点动控制，无须正反转和调速。

(5)控制电路具有必要的保护环节和照明装置。

二、相关知识

(一)绘制和识读车床电气控制线路的规则

CA6140型普通车床电气控制线路如图6－2所示。车床电路中所包含的电器元件和电气设备较多，相应的电气符号也较多，要正确绘制和识读车床电气控制线路，除掌握绘制和识读电气控制线路的一般原则外，还应明确以下几点:

(1)电气控制线路的功能单元划分。按各部分电路的功能不同，将电气控制线路分为若干个单元，并用文字将其功能标注在单元区栏内。图6－2所示电气控制线路按功能分为电源保护、电源开关、主电动机等13个单元。

(2)电气控制线路的图区划分。在电气控制线路的上部或下部划分若干个图区，一般是一条回路或一条支路为一个图区，并从左到右用阿拉伯数字编号标注在图区栏中。图6－2所示电气控制线路共划分了12个图区。

图6－2　CA6140普通车床电气控制线路

(3)接触器、继电器触点位置的标记方法。在每个接触器线圈的下方画出两条竖直线，分成左、中、右3栏；每个继电器线圈的下方画出一条竖直线，分成左、右两栏。然后将各电器触点所在的图区号分别填入相应的栏中，对未用的触点，在相应的栏中用记号“×”标出或不作任何标记，如表6－1和表6－2所示。

表6－1　接触器触点在电气控制线路中位置的标记

表6－2　继电器触点在电气控制线路中位置的标记

(4)接触器、继电器线圈位置的标记方法。在接触器、继电器触点文字符号的下方用数字标出该电器线圈所在的图区号。在图6－2所示电气控制线路中，在图区2中有“K M7”，表示接触器KM的线圈在图区7中。

(二)识读车床电气控制线路的步骤

在阅读车床电气控制线路以前，必须对控制对象有所了解，尤其对于机、液压(或气压)、电配合得比较密切的生产机械，单凭电气控制线路往往不能完全看懂其控制原理，只有了解有关的机械传动和液压(气压)传动后，才能搞清全部控制过程。

读图的步骤一般是:先主电路，然后控制电路，最后显示及照明等辅助电路。

分析主电路时，要弄清楚有几台电动机，各有什么特点，如是否有正反转、采用什么方法启动、有无调速和制动等。

分析控制电路时，一般从主电路的接触器入手，按动作的先后次序一个一个分析，搞清楚它们的动作条件和作用。控制电路一般都由一些基本环节组成，阅读时可把它们分解出来，先进行局部分析，再完成整体分析。此外还要看电路中有哪些保护环节。

三、应用实施

(一)CA6140型普通车床电气控制线路分析

CA6140型车床的电气控制线路如图6－2所示。

CA6140车床的电器元件功能说明如表6－3所示。

表6－3　CA6140车床的电器元件功能说明表

1.主电路分析

主电路共有3台电动机:

M1为主轴电动机，拖动主轴旋转和刀架作进给运动。

M2为冷却泵电动机，拖动冷却泵输出冷却液。

M3为溜板快速移动电动机，拖动溜板实现快速移动。

CA6140车床的电源由钥匙开关SB和断路器QF控制。将SB(在图区6中)右旋使其常闭触点断开，QF线圈失电，之后才能合上QF将三相电源接入。若将SB左旋，则其常闭触点闭合，QF线圈通电，断路器断开，机床断电。

M1由接触器KM控制，热继电器FR1作过载保护，断路器QF作电路的短路和欠压保护；M2由中间继电器KA1控制，热继电器FR2作过载保护；M3由中间继电器KA2控制，由于是点动控制，因此未设过载保护；FU1为M2、M3和控制变压器TC的短路保护。

2.控制电路分析

控制电路的电源由控制变压器TC二次侧输出220 V电压提供。

1)主轴电动机M1的控制

M1的控制由启动按钮SB2、停止按钮SB1和接触器KM构成电动机单向连续运转启动—停止电路。

启动时，按下SB2→KM线圈通电并自锁→M1得电单向全压启动，通过摩擦离合器及传动机构拖动主轴正转或反转，以及刀架的直线进给。

停止时，按下SB1→KM线圈失电→M1失电停转。

2)冷却泵电动机M2的控制

M2的控制由旋转开关SA1、中间继电器KA1构成的电路实现。

主轴电动机启动之后，KM常开辅助触点(10~11)闭合，此时接通旋钮开关SA1→KA1线圈通电→M2得电全压启动。(www.xing528.com)

停止时，断开SA1或使主轴电动机M1停转，则KA1断电，使M2失电停转。

3)快速移动电动机M3的控制

M3的控制由按钮SB3和中间继电器KA2等构成M3的点动控制电路。

操作时，先将快、慢速进给手柄扳到所需移动方向，即可接通相关的传动机构，再按下SB3，即可实现该方向的快速移动。

3.照明、信号电路分析

控制变压器TC的二次侧分别输出24 V和6 V电压，作为车床低压照明灯和信号灯的电源。EL为车床的照明灯，由开关SA2控制；HL为电源信号灯。它们分别由FU4和FU3作为短路保护。

4.保护环节

(1)电路电源开关是带有开关锁SB的断路器QF。机床接通电源时需用钥匙开关操作，再合上QS，增加了安全性。

(2)打开机床配电盘壁龛门，自动切除机床电源的保护。在配电盘壁龛门上装有安全行程开关SQ2，SQ2的触点(2~3)闭合，使断路器QF线圈通电而自动跳闸，断开电源，确保人身安全。

(3)车床床头皮带罩处设有安全行程开关SQ1，当打开皮带罩时，SQ1的触点(3~4)断开，将接触器KM、KA1、KA2线圈电路切断，电动机断电停转，确保了人身安全。

(4)为满足打开机床控制配电盘壁龛门进行带电检修的需要，可将SQ2行程开关传动杆拉出，使SQ2的触点(2~3)断开，此时QF线圈断电，QF开关仍可合上。带电检修完毕，关上壁龛门后，将SQ2开关传动杆复位，SQ2保护照常起作用。

(二)CA6140车床电气控制线路的检修实训

1.目的

掌握CA6140车床电气控制线路的故障分析及检修方法。

2.诊断CA6140车床常见电气故障

1)主轴电动机M1不能启动

先合上电源开关QF，然后按下启动按钮SB2，电动机M1不启动，检查接触器KM是否吸合。

(1)若KM吸合，则故障必然发生在主电路，可按如图6－3所示步骤检修。

图6－3　KM吸合情况下检修流程图

(2)若KM不吸合，则可按如图6－4所示步骤检修。

图6－4　KM不吸合情况下检修流程图

2)CA6140车床其他常见电气故障的检修如表6－4所示。

表6－4　CA6140车床其他常见电气故障的检修

3.工具、仪表

(1)工具:电工常用工具。

(2)仪表:MF47型万用表、5050型兆欧表、钳形电流表。

4.实训步骤

(1)在教师的指导下对车床进行操作，了解车床的各种工作状态和操作方法。

(2)参照CA6140车床的电器位置图和接线图，熟悉车床电器元件的实际位置及走线情况。

(3)教师示范检修。在CA6140车床上人为设置故障点。引导学生观察故障现象，并依据电气原理图用逻辑分析法确定最小故障范围，并在图上标出；采用适当的检查方法检出故障点，并正确排除故障，通电试车。

(4)教师设置学生知道的故障点，指导学生如何从故障现象着手进行分析，逐步引导学生采用正确的检查步骤和检修方法进行检修。

(5)教师在线路中设置两处故障点，由学生独立检修。

5.注意事项

(1)故障点的设置必须是模拟车床使用中出现的自然故障，不能通过更改线路或更换元件来设置故障，尽量设置不易造成人身或设备故障的故障点。

(2)检修前要认真阅读分析电气原理图，熟练掌握各个控制环节的原理及作用，并认真观摩教师的示范检修。

(3)工具和仪表的使用应符合使用要求。

(4)检修时，严禁扩大故障范围或产生新的故障点。

(5)停电后要验电，带电检修时，必须有教师在场，以确保用电安全。

(6)做好实训记录。

四、操作技能考评

通过对本任务相关知识的了解和应用操作实施，对本任务实际掌握情况进行操作技能考评，具体考核要求和考核标准如表6－5所示。

表6－5　任务操作技能考核要求和考核标准

教学小结

1.绘制和识读机床电气控制线路的方法。

2.CA6140型车床主要结构、运动特点及电气控制要求。

3.CA6140型车床的控制电路分析。

4.CA6140型车床常见电气故障分析与检修。

思考与练习

1.CA6140型车床电气控制电路有几台电动机?它们的作用分别是什么?

2.CA6140型车床的电气控制具有哪些保护环节?

3.CA6140型车床中，若主轴电动机只能点动，则可能的故障原因有哪些?此时冷却泵电动机能否正常工作?

4.CA6140型车床的主轴电动机运行中自动停车后，操作者立即按下启动按钮，但电动机不能启动，试分析故障原因。