Z3050型搖臂鉆床電氣線路的安裝與故障分析

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床，可用來鉆孔、擴孔、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中帶有多孔大型零件的孔加工，是一般機械加工車間及維修車間常用的機床。

一、Z3050型搖臂鉆床電氣線路的安裝

1.結構及運動形式。

（1）主要結構

Z3050型搖臂鉆床由底座、內外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺組成。其結構圖如圖1所示。

（2）運動形式

①主軸轉動由主軸電動機拖動。通過主軸箱內的主軸、進給變速傳動機構及正反轉摩擦離合器和操縱手柄、手輪，可以實現主軸的正反轉、進給、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搖臂上的水平導軌作徑向移動。

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

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

2.機床對電氣線路的主要要求。

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

（2）搖臂的垂直移動是通過搖臂升降電動機的正、反轉實現的，因此要求搖臂升降電動機能雙向啟動。同時，為了設備的安全，應具有上、下的極限保護。

（3）主軸箱、搖臂、內外立柱的夾緊通過液壓驅動實現，故要求液壓泵電動機雙向啟動。

（4）冷卻泵電動機只要去單向啟動。

（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下才能進行垂直移動，故應有聯鎖，并應有夾緊、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

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

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

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

（1）主軸電動機的控制。合上電源開關QS1，按啟動按鈕SB2，接觸器KM1吸合并自鎖，主軸電動機M1啟動，同時主軸旋轉指示燈HL3亮。停車時，按停止按鈕SB1，KM1釋放，M1停止旋轉，主軸旋轉指示燈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M3旋轉，使搖臂松開。同時，通過彈簧片壓位置行程開關SQ2，KM4釋放，而使KM2（或KM3）吸合，M3停止旋轉，搖臂電動機M2正轉（或反轉），帶動搖臂上升（或下降）。

當搖臂上升（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M2停止旋轉，搖臂停止升降，KT釋放經過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。此時YV仍處吸合狀態，使搖臂夾緊，同時通過彈簧片壓位置行程開關SQ3，使KM5和YV都釋放，液壓泵停止旋轉。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。

（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M3旋轉，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）按電器元件明細表配齊電氣設備和元件，并檢驗其質量。

（2）設計控制板尺寸，正確選配導線、接線端子、緊固件等，做好安裝前的準備。

（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記。

（4）按控制板內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，做好導線通道支持準備，并安裝控制板外的所有電器元件。

（6）進行控制箱外部布線，并在導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，并清理周圍環境，保證機械傳動正常。

（10）檢測電動機及線路的絕緣電阻，做好通電試運轉的準備。

（11）接通總電源，檢查機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線，以改變相序。電源相序正確后，再調試升降電動機M2的接線及極限保護是否正確。

（12）通電試運轉時，進行各機械裝置的思調，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.修理前的調查研究。

（1）發生故障后，向操作者了解故障發生的前后情況，有利于根據電氣設備的工作原理來判斷發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、發熱、連線、斷線，導線連接螺釘是否松動，有無異常的氣味等。

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

（4）摸電動機M4、變壓器T的外部發生故障時，溫度是否顯著上升。

2.根據電氣控制原理，確定故障發生的范圍。

從故障現象發生，按線路工作原理進行分析，判斷故障發生的可能范圍，以便進一步分析，找出故障發生的確切部位。

3.進行外表檢查。

在判斷了故障可能發生的范圍后，在此范圍內對有關電器元件進行外表檢查，常能發生故障的確切部位。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。

在對線路設備進行外表檢查后，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.對檢查出的故障應及時修理和恢復。

在進行外表檢查或利用萬用表檢查時，發現一處故障排除一處故障，有問題及時修復，如：熔斷器的熔體熔斷，應及時更換；接觸器的觸頭接觸不能正常分斷及閉合，而要進行正確修理和恢復，修理一處保證一處暢通，切忌拆東修西，擴大故障范圍。

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SQ2，電動機M3停止運轉，電動機M2啟動運轉，帶動搖臂上升或下降。若SQ2的安裝位置不當或發生偏移，這樣搖臂雖然完全松開，但活塞桿仍壓不下行程開關SQ2，致使搖臂不能移動。

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

（3）有時也會出現因液壓系統發生故障，使搖臂沒有完全松開，活塞桿壓不上行程開關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；應根據具體情況逐項檢查，直到故障排除。

7.搖臂移動后夾不緊的故障分析

搖臂夾緊動作的結束是由行程開關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M3在搖臂還未充分夾緊時就停止旋轉。這往往是由于SQ3安裝位置不當或松動移位，過早地被活塞壓下所致。

8.液壓系統故障分析

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

三、結語

Z3050型搖臂鉆床機床除在機械加工制造行業大量使用外，在其他行業也有很多用途，它是非常典型的機電一體化設備。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行了介紹，還提出了在檢修時應正確判斷是電氣控制系統還是液壓系統故障，而這兩者又有聯系，所以應相互配合共同排除故障。

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