项目一.docx
《项目一.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《项目一.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
项目一
项目一CA6140车床安装、调试与维修
【项目要求】
1．熟悉CA6140车床的基本结构及机床的保养知识。
2．会分析CA6140车床主传动系统及进给传动系统。
3.掌握机床安装、维修、保养的基本知识。
4．能熟练分析CA6140电气部分原理。
5.掌握机床机械、电气的性能、结构、调试和使用的基本知识。
6．能熟练分析CA6140车床中出现的故障并进行排查。
【项目简述】
本项目以CA6140作为机电设备故障诊断的一个载体，因为车削是最基本的加工方法之一，CA6140车床又是应用最广泛的机床，其加工范围广，结构复杂，自动化程度低，适用于单间小批生产。
CA6140的传动系统是一个机械和电气相结合的机电设备。
本项目的学习，除了对CA6140普通卧式车床的结构及运动形式了解之后，还要重点了解车床的主轴箱、进给箱及溜板箱的传动原理，以及各部分之间的运动关系。
从电动机的转动到车床主轴的转动以及进给箱、溜板箱的运动，是一个很复杂的运动关系，所以要根据车床的机械部分的运动情况，来了解其控制要求，这就需要掌握电气部分的原理及相关知识。
具备了以上知识，才能够从正整体把握，从局部入手来进行机床的故障分析。
，并正确的排除。
要达到以上要求，必须要学习并掌握项目中所涉及到的机床的基本知识的学习，包括传动系统图的了解、电气系统原理图的认识及故障排查的有关知识，只有这样，才能够对机床中所出现的故障进行正确的分析并排查。
任务一CA6140结构、组成部分及运动形式分析
一、任务分析
为了能够对CA6140车床故障进行正确的排查，首先要对机床进行一个整体的认识及各个部分的了解，从整体上去把握车床的结构及各部分之间的运动情况。
通过本任务的学习，使学生从以下方面对机床进行认识。
1.了解车床型号、规格、主要部件的名称和作用。
2.了解车床各部件传动系统。
3.根据需要，按车床铭牌对各手柄位置进行调整。
4.懂得车床维护、保养及文明生产和安全技术的知识
二、相关知识
1、CA6140的主要结构及主要作用
图1-1CA6140型普通车床
1-主轴箱；2-卡盘；3-刀架；4-后刀架；5-尾座；6-床身；7-光杠；8-丝杠；
9-床鞍；10-底座；11-进给箱
CA6140型普车外观结构如图1-1所示。
它主要由床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杠和光杠等部件组成。
CA6140有两种主要运动：
一种是用卡盘或顶尖将被加工工件固定，用电动机拖动进行旋转运动，称为车床的主轴运动；另一种是溜板箱带动刀架直线移动，称为车床的进给运动。
车床工作时绝大部分功率消耗在主轴运动上，并通过丝杠带动溜板箱进行慢速移动，使刀具进行自动切削。
溜板箱的运动只消耗很小的功率。
1）主轴箱，主轴前端装有卡盘，用来夹持工件，由电动机经变速机构，把动力传给主轴，使主轴带动工件按规定的转速旋转，以实现主运动
2）刀架、床鞍
刀架部件由几层刀架组成，它用于装夹车刀，并使车刀纵向。
横向或斜向运动。
3）尾座
尾座的功用是用后刀尖支撑长工件。
在尾座上还可以安装钻头等孔加工刀具进行孔加工。
4）床身
床身是车床的基本支撑件，在床身上安装着车床的各个主要部件，使他们在工作时保持准确的相对位置或运动轨迹。
5）溜板箱
溜板箱的功能是把进给箱传来的运动传递给刀架，使刀架实现纵向进给。
横向进给、快速移动或螺纹。
在溜板箱上有各种操作手柄或按钮。
6）进给箱
进给箱内装有进给运动的变换机构，用于改变运动的进给量或改变加工螺纹的导程。
2、CA6140车床的加工范围
车床可以进行多种表面的加工，如内外圆柱面、圆锥面、环槽、成型回转面、端平面和各种螺纹等，还可以进行钻孔、扩孔、铰孔和滚花等工作。
图1-2车床加工范围
3、机床的保养
使用本机床时必须注意下列事项：
（1）各箱中润滑油不得低于各游标中心，否则会因润滑不良而损坏机床。
（2）所有润滑点必须按时注入干净的润滑油。
（3）必须经常观察油泵的工作情况，以保证床头箱及进给箱有足够的润滑油。
（4）定期检查并调整三角带的松紧程度。
（5）每天工作前应开空车，向床鞍油盒内注油，使润滑油散布至各处。
（6）主轴高速回转时，在任何情况下均不得扳动变速手柄。
（7）使用中心架或跟刀架，必须润滑中心架或跟刀架的支撑块与工件的接触表面
【任务小结】
通过本次课的学习，能够熟悉CA6140车床的基本结构，并了解其加工范围，以及机床的保养知识等，为其他任务的学习及故障分析打下基础。
【拓展训练与提高】
1．CA6140型卧式车床主要有哪几部分组成，简述各部分的作用
2．根据所学知识及查阅资料，简述CA6140车床加工的切削运动及保证车削加工精度的因素。
任务二CA6140主传动、进给传动系统分析及故障排查
一、任务分析
CA6140是机械加工行业中最常见、最普遍的机电设备，加工范围广泛，同时该设备主传动部分、进给运动种类多、速度级数多、速度种类多、结构复杂，几乎涵盖所有机械结构和运动形式，主传动及进给传动系统是CA6140车床的主要机械传动部分，主要是通过齿轮的传递来完成的，在齿轮传递的过程中会出现一些机械零部件的失效，传递系统中的任何一个零部件出现故障就会直接影响到整个机床的正常运行，所以，对传动系统的了解以及传递系统中的重要零部件的了解和认识是进行故障排查的基础。
因此学习CA6140主传动部分、进给运动运动及故障诊断很有必要。
通过本任务的学习使学生达到以下
1.能熟练分析机床主传动系统。
2.熟悉并掌握重要零部件的的结构及工作原理。
3.能够对机床的机械故障进行故障排查。
二、相关知识
1、CA6140传动系统的组成及作用
在学习CA6140主传动部分、进给运动运动分析及故障诊断前，首先要熟悉CA6140的各个组成部分。
图1-2-1CA6140传动系统图
从图1-2-1CA6140传动系统图中可以看出车床的运动分为车床的主运动和刀架的进给运动，通过主轴的旋转运动和刀架的直线运动来切削加工工件，主轴旋转运动和刀架轴向直线运动加工圆柱面；主轴旋转运动和刀架径向直线运动加工圆柱面；主轴旋转运动和刀架与轴向有一夹角直线运动加工圆锥面；主轴旋转运动和刀架轴向直线运动，同时主轴每旋转一周刀架移动一个螺距，加工螺纹。
1、CA6140主传动原理分析
。
图1-3CA6140车床主传动系统立体图
在CA6140传动系统图中，主传动链的传动路线为电机——主轴，动力源是电机，经过带传动动力传到主轴箱，通过变速箱到达主轴。
主传动链：
指把速度和力矩从动力源传递到主轴的传动链，实现主轴不同转速的旋转运动。
主轴箱内有多组齿轮变速机构，变换箱外手柄位置，可以使主轴得到各种不同的转速。
（如图1-4）
如图1-3所示，工件夹紧在卡盘上或装与顶尖之间，由电动机系统使之旋转。
电动机的动力由三角带传到床头箱Ⅰ，再经齿轮传到主轴Ⅵ。
主传动传动链
图1-4主传动链
从图1-2-3CA6140主传动系统图来分析主传动的转速情况，主轴箱内有多组齿轮变速机构，通过变换箱外手柄位置，可以使主轴得到各种不同的转速，具体情况如下图1-2-4。
从图1-2-4CA6140主传动速度级数图中可以看出，主运动分为正转和反转，正转有30种转速，反转有15中转速，这些转速基本可以满足一般加工需要。
2、CA6140进给运动原理分析
进给运动链：
指将旋转运动和力矩从主轴传递到光杠（丝杠）的传动链，用来实现刀架的进给运动，其中光杠用来传动动力，带动床鞍、中滑板，使车刀作纵向或横向的进给运动，丝杠用来车削螺纹。
机床进给运动主要实现刀架的轴向、径向运动，机床的进给运动是否准确直接影响加工零件的质量，正确机床进给运动是必不可缺少的，下面来介绍机床的进给运动。
机床的进给运动动力源开始，进给运动的动力源为主轴的旋转运动，见图1-2-7CA6140进给运动系统，主轴的旋转运动和力矩首先通过挂轮系统把动力传递到增倍组（主要用来增加转速数），然后通过不同离合器的结合，把动力传递到光杠（丝杠），最后由齿轮齿条带动刀架实现进给运动。
进给箱利用它内部的齿轮传动机构，可以把主轴传递的动力传给光杠或丝杠得到各种不同的转速。
进给运动传动链
进给箱装配图
图1-2-10CA6140进给运动系统
①基本变速组
轴ⅩⅢ和轴ⅩⅣ组成了基本变速组，共有8种传动比见图1-2-10。
图1-2-11CA6140进给运动系统
②变换左右螺纹传动组（图1-2-11）
当轴X上的z33在右位时运动从轴Ⅸ直接传到轴Ⅹ，用来加工右旋螺纹；
当z33在左位时，运动从轴Ⅸ经轴Ⅺ传到轴Ⅹ，传动比不变，只改变了轴Ⅹ的旋转方向，用来加工左旋螺纹
下面先分析增倍组的变速情况，主轴的旋转运动和力矩首先通过挂轮系统把动力传递到增倍组，轴ⅩⅤ到轴ⅩⅦ之间的传动路线，在1-2-2中可以看出：
图1-2-12CA6140增倍组速度级数图
增倍组速度级数有四种，分别为1／8、1／4、1／2、l等4种传动比，这4种传动比成倍数关系排列。
动力最后传递到溜板箱系统，实现零件加工。
溜板箱的作用时将丝杠或光杠的旋转运动转换为刀具的纵向或横向直线运动。
溜板箱内有纵向或横向机动进给操纵机构及刀具快速移动机构、换向机构、丝杠开和螺母机构。
过载保护机构等（图1-2-12、1-2-13）
图1-2-13CA6140溜板箱结构图
当车螺纹时，扳动开合螺母见图1-2-14手柄，把光杠运动转换为丝杠运动，进给箱将运动传递给丝杠，合上开合螺母，就可带动溜板箱和刀架，纵向移动，实现螺纹车削。
图1-2-14CA6140溜板箱手柄图
使刀架作纵向移动的方法有三种：
1.经过将进给箱、光杠和溜板箱等机构使齿条啮合的小齿轮旋转而移动床鞍
2.经进给箱、丝杠和开合螺母移动床鞍
3.用手柄经溜板箱齿轮传动使小齿轮啮合齿条而移动床鞍
3、主要零部件结构原理及调整
1）主轴部分的结构及调整
车床的主轴对加工零件的质量非常重要，尤其是主轴的刚度以及轴向、径向跳动对加工零件的表面精度、尺寸，因此维修设备前熟悉掌握车床主轴结构是必要的，了解主轴的刚度、轴向和径向跳动是如何保证、如何调整的，机床主轴的结构见下图1-2-5。
图1-2-5CA6140型车床主轴结构
1-主轴;2、9-锁紧螺母;3-双列短圆柱滚子轴承;4、6-套筒;5、10-锁紧盘;7-推力球轴承;8-角接触球轴承;
从结构图可以看出，主轴的刚度主要由两部分来保证的：
1.主轴的结构和材料，为了提高主轴的刚度，主轴的材料采用高强度的40Cr钢，同时为了减小转动惯量，把做成空心的。
2.为了提高主轴的刚度，主轴的支撑前面采用双列圆柱轴承。
主轴的轴向、径向跳动由主要主轴支撑轴承的游隙来确定的，适当调整滚珠与内外圈的间隙来保证轴向、径向跳动，间隙越大，轴向、径向跳动就越大；间隙很小，轴向、径向跳动就越小，但在加工过程中，机床主轴发热，滚珠膨胀，容易造成抱死现象，所以轴承游隙一定要适当。
2）主轴箱摩擦离合器结构及调整
主轴的主运动由摩擦离合器来控制，当接通电源后，电机的动力由摩擦离合器传给主轴，离合器的装备情况直接决定动力的传递情况，动静摩擦片接触过紧，会产生离合器没有合上，主轴直接启动，造成“飞车”，主轴不能制动；动静摩擦片接触过松，会产生离合器合上后，主轴动力不足，造成无法加工零件现象，因此摩擦离合器摩擦片的装配和调整是必须掌握的主要技能之一，下面来介绍摩擦是离合器的结构，见图1-2-7。
摩擦离合器装在轴Ⅰ上，摩擦离合器上内摩擦片、外摩擦片、止推片、压块及空套齿轮组成，左离合器传动主轴正转，正转主要用于切削，传递的力矩较大，所以片数较多（外摩擦片8片，内摩擦片9片）。
右离合器传动主轴反转，主要用于退刀。
片数较少（外摩擦片4片，内摩擦片5片）
内片随轴转动，外片空套在轴Ⅰ上，当内外压片压紧时，轴的转动经摩擦力带动外片，内外压片的压紧是通过元宝形杠杆6的摆动。
推动杆7左移，由销5带动压套8、螺母9左移，而压紧内外片。
压紧力通过止推片10及11在轴内封闭。
压下调整销4，转动螺母9，可在装配和摩擦片磨损后调整摩擦片之间的压紧力，使之传递额定转矩。
当超载时摩擦片打滑，起过载保护作用。
2）主轴箱变速操纵机构
作为机电设备安装、维修人员，不仅要理解设备的内部动力传动原理，还要懂得外部操作过程，使外部和内部紧密结合起来，下面来介绍外部操作原理，主轴箱的变速操作机构见图1-2-8。
手柄控制了轴2的双联滑移齿轮的同时又控制了轴3上的三联滑移齿轮。
原理是手柄旋转带动链轮使轴7转动，轴7上面装有凸轮，它有两端圆弧组成，圆心角大于120度。
凸轮的圆弧槽内插入杠杆11的销钉内做滚动滑移，另一端装有滑块卡如在双联滑移齿轮的拔叉里，有中间的支撑轴做上下移动，如果杠杆11的销钉处在大半径内，拔叉向左移动。
杠杆11的销钉处在小半径内，拔叉向右移动，完成双联滑移齿轮的变速。
（和C620-1型车床原理相同，但结构大有改进。
）
3）主轴箱制动装置及调整
当零件加工结束后，要制动主轴，拆卸工件提高加工效率，或者遇到紧急情况，需要紧急制动，CA6140装备有紧急刹车装置，下面来介绍主轴箱制动装置见图1-2-9。
制动原理：
主轴转动时，制动轮9也随着轴17转动，当离合器脱开时，齿条15的凸出部分使杠杆7摆动，杠杆7的一端连接着制动带8，从而使制动带拉紧，主轴迅速停止转动。
制动原理：
主轴转动时，制动轮9也随着轴17转动，当离合器脱开时，齿条15的凸出部分使杠杆7摆动，杠杆7的一端连接着制动带8，从而使制动带拉紧，主轴迅速停止转动。
三．任务实施
1.故障现象及分析
序号
发生故障
产生的原因
排除方法
1
床头箱主轴变速手柄扳不动，无法变速
1、定位螺钉松动
2、定位板移动
1、拆下手柄圆盘，旋紧螺钉
2．定位板两螺钉旋紧
2、
主轴启动缓慢
一轴摩擦片间隙大
调整摩擦离合器摩擦片
3
自动进给失灵
1.左右进给螺纹手柄不正确；
2.挂轮脱开
1、查床头箱左右进给手柄，
2、挂轮架螺母松动。
调整挂轮
4
主轴旋转时震动
主轴箱轴承有间隙
轴承径向、轴向间隙调整
5
床头箱有轰鸣声
轴承损坏
1、如开车即箱说明一轴轴承损坏
2、主轴运转声音大、主轴空档即消除，说明主轴轴承损坏
2.所用工具及器材
表1-4工具及器材
序号
名称
单位
数量
1
内六角扳手
套
1
2
一字型螺丝刀
把
1
3
活络扳手
把
2
3.注意事项
（1）掌握CA6140型车床机械部分单位工作原理及操作方法，认真观摩教师检修示范。
（2）检修时所用工具应正确。
（3）带电检修时，必须有指导教师监护，以保证安全。
不允许带电进行维修机械部件，通电检查和试车时必须通知指导老师，在有导师现场监护的情况下才能接通电源。
要注意正确使用工具，注意人身安全。
4.操作步骤
（1）在教师指导下对车床进行操作，了解车床的各种工作状态及操作方法。
（2）在教师的指导下，参照车床机械传动系统图，熟悉车床各部分的位置和运动情况。
（3）在CA6140型车床上设置机械故障点。
（4）排除机械故障，并通电试床。
（5）成绩评定
5．填写任务报告
【任务小结】
本任务主要讲述了CA6140车床的传动系统，包括主运动及进给运动，另外还针对系统中的重要零部件做了详细讲解，同过本任务的学习，能够结合所学的机械原理的知识，并对车床的传动系统有了更清楚的认识，从而能够对其中所出现的故障进行正确的排除。
任务三CA6140机床电气原理分析及故障诊断
一、任务分析
本任务是对CA6140车床电气部分进行故障排查，但在故障排查之前必须对其原理进行分析，能够把电气控制部分和机床的机械部分正确的结合起来，掌握主电路及控制电路中各控制元器件的作用，并能够根据电气原理图对机床中错出现的各种常见的电气故障进行熟练分析并能正确排查。
所以，同过本任务的学习需要掌握如下内容：
1.熟练分析CA6140车床电控制气原理
2.会对常见电气故障进行排查
二、相关知识
1、电气控制要求
1）拖动电动机一般选用三相鼠笼式异步电动机，并采用机械变速。
2）为车削螺纹，主轴要求正、反转，小型车床由电动机正、反转来实现，CA6140型车床则靠摩擦离合器来实现，电动机只作单向旋转。
3）主轴电动机均采用直接启动。
停车时为实现快速停车，采用机械制动。
4）车削加工时，需用切削液对刀具和工件进行冷却。
为此，设有一台冷却泵电动机，拖动冷却泵输出冷却液。
5）冷却泵电动机与主轴电动机具有联锁关系，即冷却泵电动机应在主轴电动机启动后才可选择启动与否；而当主轴电动机停止时，冷却泵电动机立即停止。
6）为实现溜板箱的快速移动，由单独的快速。
7）电路应有必要的保护环节、安全可靠的照明。
2、电气原理分析
1）主轴及进给电动机M1的控制。
由启动按钮SB1、停止按钮SB2和接触器KM1构成电动机单向连续启动—停止电路。
按下SB1→线圈通电并自锁→M1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，以及刀架的直接进给。
停止时，按下SB2→KM1断点→M1自动停车。
2）冷却泵电动机M2的控制。
M2的控制油KM2电路实现。
主轴电动机启动之后，KM1辅助触点（9—11）闭合，此时合上开关SA1,KM2线圈通电，M2全压启动。
停止时，断开SA1或使主轴电动机M1停止，则KM2断电，使M2自由停车。
3）快速移动电动机M3的控制。
由按钮SB3来控制接触器KM3，进而实现M3的点动。
操作时，先将快、慢速进给手柄扳倒所需移动方向，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。
4）保护环节
（1）电路电源开关时带有开关锁SA2的断路器QS。
机床接通电源时需要钥匙开关操作，再合上QS，增加了安全性。
当需合上电源时，先用开关钥匙插入SA2开关锁中并右旋，使QS线圈断电，再扳动断路器QS将其合上，机床电源接通。
若将开关锁SA2左旋，则触点SA2（03—13）闭合，QS线圈通电，断路器跳开，机床断电。
（2）打开机床控制配电盘壁龛门，自动切除机床电源保护。
在配电盘壁龛门上装有安全行程开关SQ，当打开配电盘壁龛门时，安全开关触点SA2（03—13）闭合，使断路器线圈通电而自动跳闸，断开电源，确保人身安全。
（3）机床床头皮带罩处设有开关SQ1，当打开皮带罩时，安全开关触点SQ1（03—13）断开，将接触器KM1、KM2、KM3线圈电路切断，电动机将全部停止旋转，确保人身安全。
（4）为满足打开机床控制电盘壁龛门进行带电检修的需要，可将SQ2安全开关传动杆拉出，使触点（03—13）断开，此时QS线圈断电，QS开关仍可合上。
带电检修完毕，关上壁龛门后，将SQ2开关传动复位，SQ2保护作用照常其作用。
（5）电动机M1、M2由FU热继电器FR1、FR2实现电动机长期过载保护；断路器QS实现电路的过流、欠压保护；熔断器FU、FU1～FU6实现各部分电路的短路保护。
此外，还有EL机床照明灯和HL信号灯进行刻度照明。
三．任务实施
1、故障现象及分析
序号
发生故障
产生的原因
排除方法
1
车床电源自动开关不能合闸
①带锁开关没有将QF电源切断。
②电箱没有关好。
①将钥匙插入SB，向右旋转，机床切断QF电源。
②关上电箱门，压下SQ2，切断QF电源。
2、
车床主轴电动机接触器KM不能吸合
①传动带罩壳没有装好，限位开关SQl没有闭合。
②带自锁停止按钮SBl没有复位。
③热继电器FRl脱扣。
④KM接触器线圈烧坏或开路。
⑤熔断器FU3熔丝断。
⑥控制线路断线或松脱。
①重新装好传动带罩壳，机床压迫限位。
②旋转拔出停止按钮SBl。
③查出脱扣原因，手动复位。
④用万用表测量检查，并更换新线圈。
⑤检查线路是否有短路或过载，排除后按原有规格接上新的熔丝。
⑥用万用表或接灯泡逐级检查断在何处，，机床查出后更换新线或装接牢固。
3
车床主轴电动机不转
①接触器KM没有吸合。
②接触器KM主触头烧坏或卡住造成缺相。
③主电动机三相线路个别线头烧坏或松脱。
④电动机绕组出线断。
⑤电动机绕组烧坏开路。
⑥机械传动系统咬死，使电动机堵转。
①按故障2检查修复。
②拆开灭弧罩查看主触头是否完好，，机床有否不平或卡住现象，调整触头或更换触头。
③查看三相线路各连接点有否烧坏或松脱，更换新线或重新接好。
④用万用表检查，并重新接好。
⑤用万用表检查，拆开电动机重绕。
⑥拆去传动带，单独开动电动机，如果电动机正常运转，，机床则说明机械传动系统中有咬死现象，检查机械部分故障。
首先判断是否过载，可先将刀具退出，重新启动，如果电动机不能正常运转，再按照传动路线逐级检查。
4
车床主轴电动机能启动，但自动空气断路器QF跳闸
①主回路有接地或相间短路现象。
②主电动机绕组有接地或匝间、相间有短路现象。
③缺相启动。
①用万用表或兆欧表检查相与相及对地的绝缘状况。
②用万用表或兆欧表检查匝间、，机床相间及接地绝缘状况。
③检查三相电压是否正常。
5
车床主轴电动机能启动，但转动短暂时间后又停止转动
接触器KM吸合后自锁不起作用
检查KM自锁回路导线是否松脱，触头是否损坏
2．所用工具及器材
表1-8工具及器材
序号
名称
型号与规格
单位
数量
1
车床
CA6140
台
1
2
电工通用工具验电笔、螺丝刀、尖嘴钳、剥线钳等
套
1
3
万用表
MF47型
个
1
3、注意事项
（1）掌握CA6140型车床线路工作原理及操作方法，认真观摩教师检修示范。
（2）检修时所用工具、仪表应正确。
（3）带电检修时，必须有指导教师监护，以保证安全。
（4）成绩评定
5、操作步骤
（1）在教师指导下对车床进行操作，了解车床的各种工作状态及操作方法。
（2）在教师的指导下，参照电气原理图和电气安装接线图，熟悉车床电器元件的分布位置和走线情况。
（3）在CA6140型车床上设置故障点。
（4）排除电路中故障，并通电试床。
（5）教师设置故障点，主电路一处、控制电路两处，让学生进行检修练习
（6）成绩评定
升级会员 