KHC6502普通车床电气技能培训考核实验装置.docx
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KHC6502普通车床电气技能培训考核实验装置
KH－C650－2普通车床电气技能培训考核实验装置
一、装置的基本装备
1、KH-JC01电源控制面板（铝质面板）
（1）交流电源（带有漏电保护措施）
通过市电提供三相交流电源（380V）
（２）人身安全保护体系
电压型漏电保护器：
对线路出现的漏电现象进行保护，使控制屏内的接触器跳闸，切断电源。
电流型漏电保护装置：
控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源。
2、KH-C01（铝质面板）
面板上安装有机床的所有主令电器及动作指示灯、机床的所有操作都在这块面板上进行，指示灯可以指示机床的相应动作。
面板上印有C650普通车床示意图，可以很直观地看出C650普通车床的外形轮廓。
3、KH-C03（铁质面板）
面板上装有断路器、熔断器、接触器、热继电器、变压器等原器件，这些原器件直接安装在面板表面，可以很直观的看它们的动作情况。
4、三相异步电动机
三个380V三相鼠笼异步电动机，分别用作主轴电动机、冷却泵和快速移动电动机。
5、故障开关箱
设有32个开关，其中K1到K23用于故障设置；K24到K31保留；K32用作指示灯开关，可以用来设置机床动作指示与不指示。
二、机床原理图
三、C650-2平面车床电气线路的工作原理
㈠主要结构及运动形式
下图是C650-2普通车床的外形图。
它主要由床身、主轴、进给箱、溜板箱、刀架、丝杆、光杆、尾座等部分组成。
车床的切削运动包括工件旋转的主运动和刀具的直线进给运动。
根据工件的材料性质、车刀材料及几何形头、工件直径、加工方式及冷却条件的不同，要求主轴有不同的切削速度。
车床的进给运动是刀架带动刀具的直线运动。
溜板箱把丝杆或光杆的转动传递给刀架部分，变换溜板箱外的手柄位置，经刀架部分使车辆做纵向或横向进给。
车床的辅助运动为机床上除切削运动以外的其它一切必需的运动，如尾架的纵向移动，工件的夹紧与放松等。
㈡电力拖动特点及控制要求
C650-2型普通车床是一种中型车床，除有主轴电动机M1和冷却泵电动机M2外，还设置了刀架快速移动电动机M3。
它的控制特点是：
1.主轴的正反转不是通过机械方式来实现，而是通过电气方式，即主轴电动机M1的正反转来实现的，从而简化了机械结构。
2.主轴电动机的制动采用了电气反接制动形式，并用速度继电器进行控制，实现快速停车。
3.为便于对刀操作，主轴设有点动控制。
4.采用电流表来检测电动机负载情况。
5.控制回路由于电器元件很多，故通过控制变压器TC同三相电网进行电隔离，提高了操作和维修时的安全性。
㈢电气控制线路分析
C650-2普通车床的电气控制原理图见附图。
1.主电路分析
图中QS1为电源开关。
FU1为主轴电动机M1的短路保护用熔断器，FR1为其过载保护用热继电器。
R为限流电阻，在主轴点动时，限制起动电流，在停车反接制动时，又起限制过大的反向制动电流的作用。
电流表A用来监视主电动机M1的绕组电流，由于实际机床中M1功率很大，故A接入电流互感器TA回路。
机床工作时，可调整切削用量，使电流表A的电流接近主轴电动机M1额定电流的对应值（经TA后减小了的电流值），以便提高生产效率和充分利用电动机的潜力。
KM1、KM2为正反转接触器，KM3为用于短接电阻R的接触器，由它们的主触点控制主轴电动机M1。
图中KM4为接通冷却泵电动机M2的接触器，FR2为M2过载保护用热继电器。
KM5为接通快速移动电动机M3的接触器，由于M3点动短时运转，故不设置热继电器。
2.控制电路分析
（1）主轴电动机的点动调整控制
当按下点动按钮SB2不松手时，接触器KM1线圈通电，KM1主触点闭合，电网电压经限流电阻R通入主电动机M1，从而减少了起动电流。
由于中间继电器KA未通电，故虽然KM1的辅助常开触点（5-8）已闭合，但不自锁，因而，当松开SB2后，KM1线圈随即断电，进行反接制动（详见下述）主轴电动机M1停转。
（2）主轴电动机的正反转控制
当按下正向起动按钮SB3时，KM3通电，其主触点闭合，短接限流电阻R，另有一个常开辅助触点KM3（3-13）闭合，使得KA通电吸合，KA（3-8）闭合，使得KM3在SB3松手后也保持通电，进而KA也保持通电。
另一方面，当SB3尚未松开时，由于KA的另一常开触点KA（5-4）已闭合，故使得KM1通电，其主触点闭合，主电动机M1全压起动运行。
KM1的辅助常开触点KM1（5-8）也闭合。
这样，当松开SB3后，由于KA的二个常开触点KA（3-8）、KA（5-4）保持闭合，KM1（5-8）也闭合，故可形成自锁通路，从而KM1保持通电。
另外，在KM3得电同时，时间继电器KT通电吸合，其作用是使电流表避免起动电流的冲击（KT延时应稍长于M1的起动时间）。
图中SB4为反向起动按钮，反向起动过程同正向时类似，不再赘述。
（3）主轴电动机的反接制动
C650-2车床采用反接制动方式，用速度继电器KS进行检测和控制。
点动、正转、反转停车时均有反接制动。
假设原来主轴电动机M1正转运行着，则KS的正向常开触点KS（9-10）闭合，而反向常开触点KS（9-4）依然断开着。
当按下总停按钮SB1后，原来通电的KM1、KM3、KT和KA就随即断电，它们的所有触点均被释放而复位。
然而，当SB1松开后，M1由于惯性转速还很高，KS（9-10）仍闭合，所以反转接触器KM2立即通电吸合，电流通路是：
1→2→3→9→10→12→KM2线圈→7→0。
这样，主电动机M1就被串电阻反接制动，正向转速很快降下来，当降到很低时（n<100r/min），KS的正向常开触点KS（9-10）断开复位，从而切断了上述电流通路。
至此，正向反接制动就结束了。
点动时反接制动过程和反向时反接制动过程不再赘述。
（4）刀架的快速移动和冷却泵控制
转动刀架手柄，限位开关SQ被压动而闭合，使得快速移动接触器KM5通电，快速移动电动机M3就起动运转，而当刀架手柄复位时，M3随即停转。
冷却泵电动机M2的起停按钮分别为SB6和SB5。
（四）辅助电路分析
虽然电流表A接在电流互感器TA回路里，但主电动机M1起动时对它的冲击仍然很大。
为此，在线路中设置了时间继电器KT进行保护。
当主电动机正向或反向起动时，KT通电，延时时间尚未到时，A就被KT延时断开的常闭触点短路，延时时间到后，才有电流指示。
四、C650-2普通车床电气线路的故障与维修
故障不能一一列举，仅选一部分作说明
故障现象
故障原因
故障检修
操作时无反应
1.无电源；
2.QS1接触不良或内部熔丝断开；
3.FU2或FU4中有一个熔断或接触不良；
4.变压器TC线圈有开路；
5.SB1接触不良；
6.V11、W11、W31、V31、0、1、2、3号线中有脱落或断路；
检查电源是否正常；然后断电后，用万用表电阻档检查相关部分；
主轴电机不能点动，其余动作正常
1.3、4号线中有脱落或断路；
2.SB2接触不良；
用万用表电阻档检查相关部分
故障现象
故障原因
故障检修
主轴电机
不能正反转
KM3也不能吸合
1.3、8、7号线中有脱落或断路；
2.FR1常闭触点断开或接触不良；
3.KM3线圈断路；
用万用表电阻档检查相关部分
KM3能吸合
1.3、13、0号线中有脱落或断路；
2.KM3（3-13）常开触点接触不良；
3.KA线圈断路；
用万用表电阻档检查相关部分
主轴电机不能正转，但点动正常，反转正常
1.3、5、4、8号线中有脱落或断路；
2.SB3接触不良；
3.KA（5-6）常开触点接触不良；
用万用表电阻档检查相关部分
主轴电机不能点动及正转，且反转时无反接制动
1.4、6、7号线中有脱落或断路；
2.KM2（4-6）常闭触点接触不良；
3.KM1线圈断路；
用万用表电阻档检查相关部分
主轴电机反转不能自锁
1.8、11号线中有脱落或断路；
2.KM2（8-11）常开触点接触不良；
用万用表电阻档检查相关部分
主轴电机正反转均不能自锁
1.3、8号线中有脱落或断路；
2.KA（3-8）常开触点接触不良；
用万用表电阻档检查相关部分
主轴电机点动、正转均无反接制动，但反转正常
1.9、10号线中有脱落或断路；
2.KS（9-10）常开触点接触不良；
用万用表电阻档检查相关部分
主轴电机正反转均无反接制动
1.3、9号线中有脱落或断路；
2.KA（3-9）常开触点接触不良；
3.速度继电器损坏；
用万用表电阻档检查相关部分
主轴电机反转缺相，点动、正转不能停车
KM2主触头中有一个接触不良；
用万用表电阻档检查相关部分
主轴电机点动缺相，正、反转运行时正常，但正反转停车时均不能停车
制动电阻R中有一个开路；
用万用表电阻档检查相关部分
主轴电机控制线路正常，但M1不能转动
1.FU1中有二相熔断；
2.电机Y形接点脱开；
3.电机引出线有二根脱落；
用万用表电阻档检查相关部分
主轴电机点动、正转、反转均不能停车
电源相序接反，或主轴电机相序接反
更换电源或主轴电机相序
五、C650-2普通车床电气模拟装置的试运行操作
1.准备工作
（1）查看装置背面各电器元件上的接线是否牢固，各熔断器是否安装良好；
（2）独立安装好接地线，设备下方垫好绝缘垫，将各开关置分断位；
（3）插上三相电源。
2.操作试运行
（1）使装置中漏电保护部分接触器先吸合，再合上QS1，电源指示灯亮；
（2）按SQ，快速移动电动机M3工作；
（3）按SB6，冷却电动机M2工作，相应指示灯亮，按SB5，M2停止；
（4）按SB2，主轴电动机M1实现点动。
（注：
该按钮不应长时间反复操作，以免制动电阻R及M1过热）；
（5）按SB3，主轴电动机M1正转，相应指示灯亮，延时后，电流表指示M1工作电流（按SB3后KM1、KM3、KT、KA均应吸合）。
按SB1，M1实现反接制动，迅速停转（按SB1后，KM2应先吸合，然后释放）。
（6）按SB4，主轴电动机M1反转，相应指示灯亮，延时后，电流表指示M1工作电流（按SB4后KM2、KM3、KT、KA均应吸合）。
按SB1，M1实现反接制动，迅速停转（按SB1后，KM1应先吸合，然后释放）。
特别说明：
装置初次试运行时，可能会出现主轴电机点动、正转、反转均不能停机的现象，这是由于电源或主轴电机相序接反引起，此时应马上切断电源，把电源或主轴电机相序调换即可。
六、C650-2普通车床电气控制线路故障图及排除实习训练指导
1.实习内容
（1）用通电试验方法发现故障现象，进行故障分析，并在电气原理图中用虚线标出最小故障范围。
（2）按图排除C650-2普通车床主电路或控制电路中，人为设置的两个电气自然故障点。
2.电气故障的设置原则
（1）人为设置的故障点，必须是模拟机床在使用过程中，由于受到振动、受潮、高温、异物侵入、电动机负载及线路长期过载运行、启动频繁、安装质量低劣和调整不当等原因造成的“自然”故障。
（2）切忌设置改动线路、换线、更换电器元件等由于人为原因造成的非“自然”的故障点。
（3）故障点的设置，应做到隐蔽且设置方便，除简单控制线路外，两处故障一般不宜设置在单独支路或单一回路中。
（4）对于设置一个以上故障点的线路，其故障现象应尽可能不要相互掩盖。
否则学生在检修时，若检查思路尚清楚，但检修到定额时间的2/3还不能查出一个故障点时，可作适当的提示。
（5）应尽量不设置容易造成人身或设备事故的故障点，如有必要时，教师必须在现场密切注意学生的检修动态，随时作好采取应急措施的准备。
（6）设置的故障点，必须与学生应该具有的修复能力相适应。
3.实习步骤
（1）先熟悉原理，再进行正确的通电试车操作。
（2）熟悉电器元件的安装位置，明确各电器元件作用。
（3）教师示范故障分析检修过程（故障可人为设置）。
（4）教师设置让学生知道的故障点，指导学生如何从故障现象着手进行分析，逐步引导到采用正确的检查步骤和检修方法。
（5）教师设置人为的自然故障点，由学生检修。
4.实习要求
（1）学生应根据故障现象，先在原理图中正确标出最小故障范围的线段，然后采用正确的检查和排故方法并在定额时间内排除故障。
（2）排除故障时，必须修复故障点，不得采用更换电器元件、借用触点及改动线路的方法，否则，作不能排除故障点扣分。
（3）检修时，严禁扩大故障范围或产生新的故障，并不得损坏电器元件。
6.操作注意事项
（1）设备应指导教师指导下操作，安全第一。
设备通电后，严禁在电器侧随意扳动电器件。
进行排故训练，尽量采用不带电检修。
若带电检修，则必须有指导教师在现场监护。
（2）必须安装好各电机、支架接地线、设备下方垫好绝缘橡胶垫，厚度不小于8mm，操作前要仔细查看各接线端，有无松动或脱落，以免通电后发生意外或损坏电器。
（3）在操作中若发出不正常声响，应立即断电，查明故障原因待修。
故障噪声主要来自电机缺相运行，接触器、继电器吸合不正常等。
（4）发现熔芯熔断，应找出故障后，方可更换同规格熔芯。
（5）在维修设置故障中不要随便互换线端处号码管。
（6）操作时用力不要过大，速度不宜过快；操作频率不宜过于频繁。
（7）实习结束后，应拔出电源插头，将各开关置分断位。
（8）作好实习记录。
故障设置一览表
故障
开关
故障现象
备注
K1
机床不能启动
主轴、冷却泵和快速移动电机都不能启动。
K2
主轴自行启动
通电之后主轴自行启动。
K3
主轴不能点动控制
K4
主轴不能正转启动
点动、反转正常；正转启动时，KM3、KA能吸合，KM1不动作。
K5
主轴不能正转启动
点动、反转正常；反转停止能制动；正转启动时，KM3、KA能吸合，KM1不动作。
Ｋ6
主轴不能正转启动
反转正常，反转停止无制动；不能点动，正转启动时，KM3、KA能吸合，KM1不动作。
K7
主轴不能启动
按正、反转启动按钮均无反应，无点动。
K8
机床不能启动
主轴、冷却泵和快速移动电机都不能启动。
K9
主轴不能正转启动
正转启动时无任何反应。
K10
主轴正转只能点动
按下正转启动按钮，主轴正转，松开按钮，KA、KM3保持，KM1释放，电机停止。
K11
主轴无制动
K12
机床不能启动
冷却泵和快速移动电机都不能启动；主轴只能点动。
K13
主轴只能点动
按下SB3、SB4，主轴只能点动。
K14
主轴正转只能点动
主轴正转只能点动控制。
K15
主轴不能反转
反转启动时无任何反应。
K16
主轴不能反转
正转启动、制动正常；反转启动时，KM3、KA能吸合，KM2不动作。
K17
主轴反转只能点动
按下反转启动按钮，主轴反转，松开按钮，KA、KM3保持，KM2释放，电机停止。
K18
主轴不能反转启动
正转启动、制动正常；反转启动时，KM3、KA能吸合，KM2不动作。
K19
主轴不能反转启动
正转启动正常，停止无制动；反转启动时，KM3、KA能吸合，KM2不动作。
K20
主轴不能启动
按正、反转启动按钮KM3动作，KA不动作，点动正常。
K21
冷却泵不工作
按下SB5，无任何反应。
K22
冷却泵不工作
按下SB5，无任何反应。
K23
快速电机不能启动
按下SQ，无任何反应。
八、教学演示、故障设置说明
在学习了机床电气控制课程后，针对某一机床的电气控制线路，首先应说明机床中主要手柄操作与相应开关动作间的关系，而后采取原理分析与实物电气操作相结合的“实践式”现场教学或演示，这样可获良好的教学效果。
设故排故训练，是一种实践性极强的技能训练，该模拟装置提供了全方位、真实的排故训练方式，既能达到预期效果，又极为经济。
设备可以通过人为设置故障来模仿实际机床的电气故障，采用“触点”绝缘、设置假线、导线头绝缘等方式，形成电气故障。
训练者在通电运行明确故障后，进行分析，在切断电源，无电状态下，使用万用表检测直至排除电气故障，从而掌握电气线路维修基本要领，实际设故形式可以多样，可按教学对象而定。
九、设备维护
1.操作中，若发出较大噪音，要及时处理，如接触器发出较大嗡声，一般可将该电器拆下，修复后使用或更换新电器。
2.设备在经过一定次数的排故训练使用后，可能出现导线过短，一般可按原理图进行第二次连接，即可重复使用。
3.更换电器配件或新电器时，应按原型号配置。
4.电机在使用一段时间后，需加少量润滑油，作好电机保养工作。
5.当主轴电机运行时，按下停止按钮SB1后，主轴电动机出现正反振荡现象，解决办法：
打开速度继电器KS后盖，调整弹簧，重新试车，直到振荡现象消除。
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