第八节 用机床控制线路分析故障.docx

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第八节用机床控制线路分析故障

第八节用机床控制线路分析故障

机械设备在日常使用中由于维护保养不当、操作失误、检修过程中操作不规范、被拖动的机械出现问题、电气控制线路的接线端子松动、振动使电器开关移位、电器开关损毁等原因经常发生电气故障。

因而除了要掌握继电器-接触器基本控制线路环节的安装和维修外，还要学会阅读、分析机床电气控制电路的方法与步骤，加深对典型控制线路环节的理解和应用，并在实践中不断的总结提高，才能做好维修工作。

一．典型机床设备常见的电气故障类型与特点

1.自然故障

机床在运行过程中，其电气设备常常要承受许多不利因素的影响，诸如电器动作过程中的机械振动、过电流的热效应加速电器元件的绝缘老化变质、电弧的烧损、长期动作的自然磨损、周围环境温度和湿度的影响、有害介质的侵蚀、元件自身的质量问题、自然寿命等原因。

以上种种原因都会是机床电器难免出现一些这样或那样的故障而影响机床的正常运行。

因此加强日常维护保养和检修可使机床在较长时间内不出或少出故障。

切不可误认为反正机床电气设备的故障是客观存在，在所难免，就忽视日常维护保养和定期检修工作。

2.人为故障

机床在运行过程中，由于受到不应有的机械外力的破坏或操作不当、安装不合理而造成的故障，也会造成机床事故，甚至危及人生安全。

这些故障大致可以分为两大类：

①故障有明显的外表特征并容易被发现。

例如电动机、电器的显著发热、冒烟、散发出焦臭味或火花等。

这类故障时由于电动机、电器的绕组过载、绝缘击穿、短路或接地所引起的。

在排除这类故障时，除了更换或修复之外，还必须找出和排除造成上述故障的原因。

②故障没有外表特征。

经常会因为在电气线路中由于电器元件调整不当，机械动作失灵、触电挤压接线头接触不良或脱落以及某个小零件的损坏，导线断裂等原因造成的故障。

电路越复杂，出现这类故障的机会也越多。

这类故障虽小但经常碰到，由于没有外表特征所以难以找到故障发生点，有时还需要借助仪表和工具，而一旦找出故障点，往往只需要简单的调整或修理就能立即恢复机床的正常运行，所以能否迅速查出故障点是检修这类故障时能否缩短时间的关键。

一．典型机床设备电气控制线路的一般分析方法

分析机床电气控制线路要通过对各种技术资料的分析，来掌握控制线路的工作原理、技术指标、使用方法和维护要求等。

分析的具体内容和要求主要包括以下方面：

1、设备说明书

设备说明书有机械（包括液压部分）与电气两部分组成。

在分析时首先阅读他们以了解一下内容。

1设备的构造，主要技术指标，机械、液压气动部分的原理。

2电气传动方式，电机、执行电器的数目、规格型号、安装位置、用途及控制要求。

3设备的使用方法，各操作手柄、开关、旋钮、指示装置的布置以及在控制电路中的作用。

4与机械、液压部分直接关联的电器（行程开关、电磁阀、电磁离合器、传感器）的位置、工作状态及机械、液压部分的关系、在控制中的作用等。

2、电气控制原理图

这是控制电路分析的中心内容。

电气控制原理图由主电路、控制电路、辅助电路、保护及连锁环节及特殊控制电路等部分组成。

在分析电气原理图时，还要同时参考其他技术资料。

例如，个电动机及执行元件的控制方

式、位置及作用，各种与机械有关的位置开关、主令电器的状态等。

在原理图分析中还可以通过所选用的电器元件的参数，分析出控制电路的主要参数和技术指标，如可估算出各部分的电流、电压值，一边在调试和检修中合理的使用仪表。

3、电气设备总装线图

阅读分析总装接线图，可以了解系统的组成分布状况、各部分的连接方式、主要电器部件的布置、安装要求、导线和穿线管的规格型号等。

阅读分析总装接线图要与阅读说明书、电气原理图结合起来。

4、电器元件布置图与接线图

这是制造、安装、调试和维护电气设备必须的技术资料。

在调试、检修中可通过布置图和接线图方便的找出各个电器元件和测试点，进行必要调试、检测和维护保养。

再仔细阅读设备说明书，了解电气控制系统的总体结构，电机电器的分布状况及控制要求等内容之后，便可以分析电气原理图了。

5、分析电气原理图的方法和步骤

（1）分析主电路

从主电路入手，根据每台电动机和执行电器的控制要求，分析个电动机和控制电器的控制内容。

（2）分析控制电路

根据主电路中各个电动机和执行电器的控制要求，注意找出电器中的控制环节，将控制电路化整为零，按功能不同划分成若干个局部控制电路来进行分析。

如果控制电路较复杂，则可先排除照明、显示等与控制关系不密切的电路，以便集中精力进行分析。

控制电路一定要分析透彻，分析控制电路的最基本方法是查找读图法。

（3）分析辅助电路

辅助电路包括执行元件的工作状态的显示、电源显示、参数测定、照明和故障报警等部分，辅助电路中很多部分是由控制电路的元件来控制的，所以分析辅助电路时，来对照控制电路进行分析。

（4）分析联锁与保护环节

生产机械对于安全性、可靠性有很高的要求，实现这些要求，除了合理的选择拖动、控制方案以外，在控制电路中还设置了一系列电气保护和必须的电器联锁。

（5）分析特殊控制环节

在某些控制电路中，设置了一些与主电路、控制电路不密切、相对独立的某些特殊环节，如产品计数装置、自动检测装置、晶闸管触发电路、自动调温装置等。

这些部分往往自成一个小系统，其读图分析的方法可参照上述分析过程，并灵活地运用所学过的电子技术、变流技术、自控系统监测与转换等知识逐一分析。

（6）总体检查

经过化整为零，逐步分析了每一局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后，还必须用集零为整的方法，检查和理解各控制环节之间的关系清楚地理解原理图中每一个电器元件的作用、工作过程及主要参数。

二、典型机床设备发生故障后的一般检查和分析方法

生产机床和机械设备虽然进行了日常的维护保养，降低了电气故障的发生率，但是在进行中还是难免发生各种大小故障，轻者使电气设备不能工作，影响生产，重者会造成人生伤害事故。

因此，要求在发生故障后，必须及时查明原因，正确分析和妥善处理机床设备电气控制电路中出现的故障。

但机床电路形式多样，他的故障又常常和机械、液压等系统交错在一起，难以分辨。

机床的故障主要可分为两大类：

一类是有明显的外部特征，例如电动机、变压器、电磁铁线圈过热冒烟，在排除这类故障时，除了更换损坏的电机、电器之外，还必须找出和排除造成上述故障的原因；另一类故障是没有外部特征的，例如在控制电路是由于电器元件调整不当、动作失灵、小零件损坏、导线断裂、开关击穿等原因引起的，这类故障在机床电路中经常碰到，由于没有外部特征，通常需要与较多的时间去寻找故障的部位，有时还需要运用各类测量仪表才能找出故障点，方能进行调整和修复，因此，掌握正确的检修方法就显得尤其重要。

故障检修时，大体上的过程为：

观察（故障现象）→分析（故障部分）→检查（确定故障点）→修理（或更新损坏的器件）。

当然这并不是检修的固定程序，他们之间存在者相互联系，有事要交替进行。

在进行每一个检修步骤时，都需要一些具体的检修方法相配合，故障查询法、逻辑分析法、通电检查法、断电检查法、电阻检查法、电压检查法等均是基本的故障检查方法。

1.故障查询法

检修前要进行故障调查。

当机床或机械设备发生电气故障后，切忌再通过电试车或盲目动手检修。

在处理故障前，应通过“望”、“问”、“闻”、“切”来了解故障前后的详细情况，以便迅速的判断故障部位，并准确的判断故障。

（1）“望”

“望”即先弄清电路型号、组成及功能。

譬如输入信号是什么、输出信号是什么、什么元器件受令、什么元器件检测、什么元器件执行、各部分元器件的位置、操作方式有哪些等。

这样可以根据以往的经验，将系统按原理和结构分成几部分，再根据控制元件的型号如接触器、时间继电器、大概分析其工作原理，然后对故障系统进行初步检查。

检查内容包括:

系统外观有无操作损伤，各部分连线是否正常，控制柜内元件有无损坏、烧焦，导线有无松脱等。

（2）“闻”

“闻”即听一听电路工作是有无异常响声，如振动声、摩擦声、放电声以及其他一些声音。

这对电路故障范围十分有用。

（3）“问”

“问”即询问系统的主要功能、操作方法、故障现象、内部结构、其他异常情况、有无故障先兆等，通过询问，往往能得到一些有用的信息。

（4）“切”

“切”即检查电路，检查电路应该按以下几个方面进行。

保养性例行检修，当电气控制系统运行到规定时间后，不管系统是否发生了故障，都要进行保养性例行检修。

对于比较明显的故障，应单刀直入，首先排除，以消除其影响，是其他故障更直观，易于观察和测量。

再多故障并存的电路中，应分清主次，按布检修，若对电路叫生疏的检修人员，在多种故障同时出现或相继出现时，应理清头绪，根据故障的情况，分出主次，先易后难。

检修时应注意遵循分析——判断——检查——修理——再分析——判断——检查——修理的基本规律，及时纠正分析和判断的结果；若检修人员对电路比较熟悉，可先弄清电路元器件的实际排列位置，然后根据故障的情况，确定出测量关键点，有测量结果，找出故障的所在部位。

根据电气设备的控制按钮及可调部分，判断故障范围，应按可调部分是否有效，调整范围的是否改变，控制部分是否有效，相互之间的连锁关系能否保持等，大致确定故障范围。

再根据关键点的检测，逐步缩小故障点，最后找出故障元器件。

无电路图时，应绘出电路图，然后根据绘制出的电路图，仔细分析电路的动作原理，弄清电路在不同的状态下的各种参数，以便正确选择修理方法。

电器电路的绘制有很大的难度，特别是一些比较复杂的电路。

绘制控制电路图时，应以现有的元器件为基础，以控制功能为指引，初步设计出电路原理图，然后通过导线编号，调整原器件位置，反复对照，最后得出完整的电路图。

2.逻辑分析法

逻辑分析法是一种以难为前提，一块为目的的检查方法。

因此，他适应于对复杂电路的故障检查。

应为复杂电路往往有上百个电器和上千条连线，如果采用注意检查的方法，不仅需耗费大量的时间，而且会路查故障点。

采用逻辑分析法检查时应根据原理图，对故障现象作具体分析，再画出可疑范围较大时，不必逐一检查，可以从故障范围的中间环节开始检查，以便缩小范围，是貌似复杂的问题变得条理清晰，从而提高检修的针对性，收到快而准的效果。

3.断电检查法

.断电检查法时将被检查的电气设备完全与外部电源切断后进行检修的方法。

采用断电检查修建设备故障是一种比较安全的常用检修方法。

这种方法主要针对已有明显的外表特征，容易被发现的电气故障，或者为避免故障未排除前通电试车，造成短路、露电，再一次损坏电器元件，扩大故障、损毁机床设备等后果所能采用的一种检修方法。

若机床设备发生短路故障后，未能发现故障部位，则需要用兆欧表分布检查，先检查主电路接触器KM进线与开关QS之间的导线和开关是否短路，后检查主电路接触器KM出线与三相负载前的导线和开关是否短路。

如果检查控制电路中是否存在短路故障，应该将控制电路中的FU中的一个拆下，以免影响测量结果。

如果按下启动按钮后电动机不旋转，应从两个方面着手分析检查，一方面按下启动按钮后KM不吸合，则应先检查电源与控制电路部分；另一方面按下启动按钮后接触器KM吸合而电动机不旋转，则应检查和主电路部分。

但要注意的是有些机床设备出现故障是因为机械原因造成的，但是从反映出的现象来看却好像是电气故障。

4.电阻检查法

电压测量法虽然使用起来既方便又准确，但必须带电操作，而且不适用于耗能元件，而电阻测量正好可弥补了这个不足。

1将万用表的转换开关置于适当量程的电阻档上。

2断开被测量电路的电源。

3断开被测量电路与其他电路并联的连线。

4用两支表笔分别接触触断电头1和3，若阻值无穷大，说明热继电器已经动作，或是接线松弛。

5用两支表笔分别接触触断电头3和5，若阻值无穷大，说明按钮SB1复位不良或接线松弛。

6用两支表笔分别接触触断电头4和5，当按住按钮SB2时，两点间的阻值应接近于零；松开SB2后，两点间的阻值应为无穷大。

7对于接触器线圈这类耗能元件，其进出线两端的阻值应与该电器铭牌上所所标注的阻值相符，若实测阻值偏大，说明内部出现接触不良；若实测的阻值偏小或为零；则说明内部绝缘损坏甚至被击穿，对于未注明组织的线圈，可根据铭牌上的额定工作电压和功率将电阻值换算出来。

在实际的电器修理过程中，往往就将电压测量法和电阻测量法结合起来灵活运用，再根据线路的工作原理进行分析和检查，就能迅速查明故障原因。

5.电压测量法

电压测量法是利用万用表的交流电压挡对电路进行带点测量，分解测量和分段测量控制电路中各种电器的输出端电压，往往可以迅速查明故障点。

电压测量法的测量要点是：

1用黑表棒接地，用红表棒依次测量各端点的电压。

2主令电器的动合触点出线端在正常情况下应无电压，动断触电的出线端在正常情况下，所测电压与电源电压相符，若有外力时触电动作，则测量结果应与未动作状态的测量结果相反。

3对于各种耗能元件（如电磁线圈），仅用电压测量法不能确定其故障原因，而要先用电阻测量法先确定线圈的好坏，才能进一步检查。

6.通电检查法

通电检查时先将电动机和传动机构脱开，调节器和相应的转换开关置零位，行程开关还原到正常位置。

若电动机和传动机构不易脱开时，可使主电路熔体或开关断开，先检查控制电路，在控制部分正确时在恢复接通电源检查主电路。

在接通主电路电源前可用万用表交流电压档检查电源电压是否正常，有无缺项或严重不平衡情况。

通电检查，应该先易后难，分步进行顺序是：

先控制电路后主电路;先辅助系统后主传动系统；线开关电路后调整电路；先怀疑重点部位后再怀疑一般部位。

通电检查时应采用分步送电，即先断开所有的熔体，然后逐一插入要检查的部分的熔体。

合上开关，观察有无冒烟、冒火及熔断器熔断现象。

若有，故障部位就在该处，若无异常现象，在进行下一步动作指令，观察各接触器和继电器是否按规定的顺序动作，也可发现故障。

特别要注意，若通电后将会发生人身伤亡或设备的严重损坏，切不可草率，谨慎而不能盲动。