卧式镗床电气控制电路及故障分析

卧式镗床用来加工各种复杂的大型工件，如箱体零件、机体等，是一种万能性机床，除了镗孔外，还可以进行钻、扩、铰孔，车削内外螺纹，用丝锥攻丝，车外圆柱面和端面，用端铣刀与圆柱铣刀铣削平面等多种工作。

1.卧式镗床的结构与运动分析

卧式镗床的结构示意图如图3.8所示。

图3.8　卧式镗床的结构示意图

1—支承架；2—后立柱；3—工作台；4—主轴；5—平旋盘；6—径向刀架；7—前立柱；8—主轴箱；9—床身；10—下滑座；11—上滑座

床身由整体的铸件制成，在它的一端装有固定不动的前立柱，在前立柱的垂直导轨上装有主轴箱，可上下移动，并由悬挂在前立柱空心部分内的对重来平衡，在主轴箱上集中有主轴部件、变速箱、进给箱与操纵机构等部件。切削刀具安装在主轴前端的锥孔里或平旋盘的径向刀架上，在工作过程中，主轴一边旋转一边沿轴向做进给运动。平旋盘只能旋转，装在它上面的径向刀架可以在垂直于主轴轴线方向的径向做进给运动，平旋盘主轴是空心轴，主轴穿过其中空部分，通过各自的传动链传动，因此可独立转动，在大部分工作情况下使用主轴加工，只有在用车刀切削端面时才使用平旋盘。

后立柱上的支承架用来夹持装夹在主轴上的主轴杆的末端，它可以随主轴箱同时升降，因而两者的轴心线始终在同一直线上，后立柱可沿床身导轨在主轴轴线方向上调整位置。

安装工件的工作台放在床身中部的导轨上，它由下滑座、上滑座与回转工作台三层组成。下滑座可沿床身顶部的导轨做横向移动，回转工作台可沿上滑座的环形导轨上绕垂直轴线转位。这样，配合主轴箱的垂直移动和工作台的横向、纵向移动和回转就可加工工件上一系列与轴心线相互平行或垂直的孔。

2.T68卧式镗床的电气控制电路分析

T68卧式镗床的电路图如图3.9所示。图中M1为主轴与进给电动机，M2为快速移动电动机。其中M1为一台4/2极的双速电动机，绕组接法为△/YY。

电动机M1由5个接触器控制，其中KM1、KM2为电动机正、反转接触器，KM3为制动电阻短接接触器，KM4为低速运转接触器，KM5为高速运转接触器，主轴电动机正反转停车时，均由速度继电器BS控制实现反接制动，另外还设有短路保护和过载保护。

电动机M2由接触器KM6、KM7实现正反转控制，设有短路保护，因快速移动为头动控制，所以M2为短时运行，无需过载保护。

图3.9　T68卧式镗床的电路图

（1）主轴电动机的正、反向启动控制。合上电源开关QF，电源指示灯HL1亮，表示电源接通。将旋钮开关SA1由关断状态打向开通状态，照明指示灯亮。调整好工作台和主轴箱的位置后，便可启动主轴电动机M1拖动主轴或平旋盘正反转启动运行。正、反转启动按钮SB2、SB3、正反转中间继电器KA1、KA2和正反转接触器KM1、KM2等构成主轴电动机启动控制环节。另设有高、低速选择手柄，选择高速或低速运行。当要求主轴低速运行时，将速度选择手柄置于低速档，此时与速度选择手柄有联动关系的行程开压触头SQ（11-13）断开。要使电动机正转运行，可按下正转启动按钮SB2，中间继电器KA1通电并自锁，触头KA1（8-9）断开了KA2电路；触头KA1（12-7）闭合，使KM3线圈通电（SQ3、SQ4正常工作时处于受压状态，因此常开触头是闭合的），限流电阻R被短接；KA1（14-18）闭合，使KM1、KM4相继通电。电动机M1在△接法下启动并以低速运行。若将速度选择手柄置于高速档，经联动机构将行程开关SQ压下，触头SQ（11-13）闭合。这样在KM3通电的同时时间继电器KT也通电。于是电动机M1在低速△接法启动并经一定时限后，因KT通电延时断开的触头KT（15-21）断开，使KM4断电；触头KT（15-23）延时闭合，使KM5通电。电动机M1由低速△接法自动换接成YY接法，构成了双速电动机高速运转时的加速控制环节，即电动机按低速档启动再自动换接成高速档运转的自动控制。

根据上述分析可知：

1）主轴电动机M1的正反转控制是由按钮操作，通过正反转中间继电器使KM3通电，将限流电阻R短接，这构成M1的全电压启动。

2）M1高速启动是由速度选择机构压合行程开关SQ来接通时间继电器KT，从而实现由低速启动自动换接成高速运转的控制。

3）与M1联动的速度继电器KS在电动机正反转时都有对应的触头KS-1或KS-2的动合触头闭合，为正反转停车时的反接制动做准备。

（2）主轴电动机的头动控制。主轴电动机由正反转头动按钮SB4、SB5，接触器KM1、KM2和低速接触器KM4构成正反转低速头动控制环节，实现低速头动调整。头动控制时，由于KM3未通电，所以电动机串入电阻接成△接法低速启动，头动按钮松开后，电动机自然停车，若此时电动机转速较高，则可按下停车按钮SB1，但要按到底，以实现反接制动，实现迅速停车。

（3）主轴电动机的停车与制动。主轴电动机M1在运行中可按下停止按钮SB1来实现主轴电动机的停车与反接制动（当将SB1按到底时）。由SB1、KS、KM1、KM2和KM3构成主轴电动机正反转反接制动控制环节。以主轴电动机运行在低速正转状态为例，此时KA1、KM1、KM3、KM4均通电吸合，速度继电器KS-2（15-19）闭合，为正转反接制动做准备。当停车时，按下SB1，触头SB1（3-4）断开，KA1、KM3断电释放，使主轴电动机定子串入限流电阻，触头KA1（14-18）、KM3（4-18）断开，使KM1断电，切断主轴电动机正向电源。而KM1触头（19-20）闭合，使KM2通电，其触头KM2（3-15）闭合，使KM4继续保持通电，于是主轴电动机进行反接制动。当电动机转速降低到KS释放值时，触头KS（15-19）释放，使KM2、KM4相继断电，反接制动结束。若主轴电动机已运行在高速正转状态，当按下SB1后，立即使KA1、KM3、KT断电，再使KM1断电，KM2通电，同时KM5断电，KM4通电。于是主轴电动机串入限流电阻，接成△接法，进行反接制动，直至KS释放，反接制动结束。

（4）主运动与进给运动变速控制。主运动与进给运动变速控制是通过变速操纵盘改变传动链的传动比来实现。电气上要求电动机先制动，然后在低速状态下实现机械换档，接着再启动。图中行程开关SQ3、SQ4起速度变换时使电动机制动、启动的作用，SQ5、SQ6则起到冲动啮合齿轮的作用。下面以主轴变速为例说明其变速控制过程。

1）变速操作过程。主轴变速时，首先将变速操纵盘上的操纵手柄拉出，然后转动变速盘，选好速度后将变速操纵手柄推回，在拉出或推回变速操纵手柄的同时与其联动的行程开关SQ3（主轴变速时自动停车与启动开关）、SQ5（主轴变速齿轮啮合冲动开关）相应动作，在手柄拉出时开关SQ3不受压，SQ5受压。推上手柄时压合情况正好相反。

2）主轴运行中的变速控制过程。主轴在运行中需要变速，可将主轴变速操纵手柄拉出，这时与变速操纵手柄有联动关系的行程开关SQ3不再受压，触头SQ3（4-10）断开，KM3、KM1断电，将限流电阻串入M1定子电路，另一触头SQ3（3-15）闭合，且KM1已断电释放，于是KM2经KS（15-19）触头通电吸合，使电动机定子串入电阻R进行反接制动。若电动机原来运行在低速档，此时KM4仍保持通电，电动机接成△接法串入电阻进行反接制动，若电动机原运行在高速档，则此时将YY接法换接成△接法，串入R进行反接制动。然后转动变速操纵盘，转至所需转速位置，速度选好后，将变速操纵手柄推回原位。若此时因齿轮啮合不上而变速操纵手柄推不上时，行程开关SQ5受压，触头SQ5（16-14）闭合，KM1经触头KS-2（15-16）、SQ3（3-15）接通电源，同时KM4通电，使主轴电动机串入电阻R、接成△接法而低速启动。当转速升到速度继电器动作值时，KS-2的动断触头断开，使KM1断电释放；动合触头闭合，使KM2通电吸合，对主轴电动机进行反接制动，使转速下降。当速度降至速度继电器释放值时，KS-2复位，反接制动结束。若此时变速操纵手柄仍推合不上，则电路重复上述过程，从而使主轴电动机处于间歇启动和制动状态，获得变速时的低速冲动，便于齿轮啮合，直至变速操纵手柄推合为止。手柄推合后，压下SQ3而SQ5不再受压，上述变速冲动才结束，变速过程才完成。此时由触头SQ5切断上述瞬动控制电路，而触头SQ3（4-10）闭合，使KM3、KM1相继通电吸合，主轴电动机自行启动，拖动主轴在新选定的转速下旋转。

在主轴电动机未启动前主轴速度的操作方法及控制过程与上述完全相同。

进给变速控制与主轴变速控制相同。它是由进给操纵盘来改变进给传动链的传动比来实现的，其变速操作过程与主轴变速时相似。首先，将进给变速操纵手柄拉出，此时与其联动的行程开关SQ4、SQ6相应动作（当手柄拉出时SQ4不受压，SQ6将受压；当变速手柄推回时，则情况相反）；然后转动进给变速操纵盘，选好进给速度；最后将变速操纵手柄推合。若手柄推合不上，则电动机进给间歇的低速起制动，获得低速变速冲动，有利于齿轮啮合，制止手柄推合上，变速控制结束。

（5）主轴箱、工作台快速移动控制。为缩短辅助时间，提高生产率，由快速电动机M2经传动机构拖动主轴箱和工作台做各种快速移动。运动部件及其运动方向的预选由装设在工作台前方的操纵手柄进行，用主轴箱上的快速操作手柄控制。扳动快速操作手柄将相应压合行程开关SQ7或SQ8，接触器KM6或KM7通电，实现M2的正反转，再通过相应的传动机构使操纵手柄预选的运动部件按选定方向快速移动。当主轴箱上的快速移动操作手柄复位时，行程开关SQ8或SQ7不再受压，KM6或KM7断电释放，M2停止旋转，快速移动结束。(www.xing528.com)

（6）机床的联锁保护。当工作台或主轴箱自动进给时不允许主轴或平旋盘刀架进行自动进给，否则将发生事故，为此设置了两个联锁保护行程开关SQ1和SQ2。SQ1是工作台和主轴箱自动进给手柄联动的行程开关，SQ2是与主轴和平旋盘刀架自动进给手柄联动的行程开关。将SQ1、SQ2常闭触头并联后串接在控制电路中，若扳动两个自动进给手柄，将使触头SQ1（1-3）与SQ2（1-3）断开，切断控制电路，使主轴电动机停止，快速移动电动机也不能启动，实现联锁保护。

3.镗床故障分析

（1）故障①点：EL1不亮（照明不亮）。故障原因是转换开关SA1断开。解决办法是检查转换开关接线及故障情况并处理。

（2）故障②点：HL1不亮（电源指示不亮）。故障原因是TC 380V/127V副边线圈断开。解决办法是检查变压器TC 380V/127V副边线圈接线及故障情况并处理。

（3）故障③点：HL1不亮（电源指示不亮）。故障原因是熔断器FU3断开。处理办法是检查FU3的接线是否断线，同时检查它是否烧毁。

（4）故障④点：主轴电动机M1不能正常运转。故障原因是中间继电器KA1常开自锁触头断开，松开SB2按钮，KA1常开自锁触头未闭合，KA1和接触器KM3、KM1线圈都不能通电。解决办法是检查中间继电器KA1的自锁触头故障情况并做相应的处理。

（5）故障⑤：主轴电动机不反转。故障原因是中间继电器KA1常闭互锁触头断开，使中间继电器KA2线圈不能通电。解决办法是检查KA1的互锁触头的故障情况并处理。

（6）故障⑥点：主轴电动机M1停转。故障原因是中间继电器KA1线圈不吸合。解决办法是检查KA1的线圈故障。

（7）故障⑦点：主轴电动机M1不转。故障原因是行程开关符合触头SQ3常开常闭触头断开，KM3和KM1线圈都不能通电。解决办法是检查行程开关SQ3的故障情况并处理。

（8）故障⑧点：主轴电动机只能低速运行，高速失效。故障原因是行程开关SQ常开触头断开，KT线圈不能通电。解决办法是检查行程开关SQ的故障情况并处理。

（9）故障⑨点：主轴电动机高低转速切换失效。故障原因是时间继电器KT线圈断开。处理办法是检查时间继电器KT的线圈故障并处理。

（10）故障⑩点：主轴电动机M1不转。故障原因是接触器KM2辅助互锁触头断开。解决办法是检查接触器KM2辅助互锁触头的故障情况并处理。

（11）故障⑪点：主轴电动机M1正转点动控制不转。故障原因是按钮SB4常开触头断开。解决办法是检查按钮SB4的故障情况。

（12）故障⑫点：主轴电动机M1不转。故障原因是KM3接触器常开触头断开。解决办法是检查KM3常开触头的接线及故障情况。

（13）故障⑬点：主轴电动机M1反转点动控制不转。故障原因是按钮SB5常开触头断开。解决办法是检查按钮SB5的故障情况。

（14）故障⑭点：主轴电动机M1停转。故障原因是时间继电器KT延时断开常闭触头断开，接触器KM4线圈不能通电。解决办法是检查时间继电器KT延时断开常闭触头的故障情况。

（15）故障⑮点：主轴电动机M1停转。故障原因是时间继电器KT延时闭合常开触头断开，接触器KM5线圈不能通电。解决办法是检查时间继电器KT延时闭合常开触头的故障情况。

（16）故障⑯点：主轴电动机M1低速、高速不转换。故障原因是接触器KM4辅助常闭触头断开。解决办法是检查接触器KM4辅助常闭触头的故障情况。

（17）故障⑰点：主轴快速移动电动机M2反转失效。故障原因是SQ7行程开关常开触头断开，接触器KM7线圈不能通电。解决办法是检查行程开关SQ7的故障情况并处理。

（18）故障⑱点：主轴快速移动电动机M2正转失效。故障原因是SQ8行程开关常开触头断开，接触器KM6线圈不能通电。解决办法是检查行程开关SQ8的故障情况并处理。

（19）故障⑲点：KM1线圈断开。

（20）故障⑳点：KM2线圈断开。

（21）故障㉑点：KM3线圈断开。

（22）故障㉒点：KM4线圈断开。

（23）故障㉓点：KM5线圈断开。

（24）故障㉔点：KM6线圈断开。

（25）故障㉕点：KM7线圈断开。

故障⑲～故障㉕都属于器件线圈故障，对应的现象是HL2～HL6指示灯不亮，需根据实际故障修复或更换相应器件。