卧式车床是机械加工中广泛使用的一种机床,可以用来加工各种回转表面、螺纹和端面。
卧式车床通常由一台主电动机拖动,经由机械传动链,实现切削主运动和刀具进给运动的输
出,其运动速度由变速齿轮箱通过手柄操作进行切换。刀具的快速移动、冷却泵和液压泵等,常采用单独电动机驱动。不同型号的卧式车床,其主电动机的工作要求不同,因而由不同的控制电路构成,但是由于卧式车床运动变速是由机械系统完成的,且机床运动形式比较简单,相应的控制电路也比较简单。
C650-2型卧式车床型号的含义为:
一、车床结构及运动形式
C650-2卧式车床属于中型车床,机床的结构形式如图7—1所示,图7-2所示为加工示意图。
车床加工时,安装在床身上的主轴箱中的主轴转动,带动夹在其端头的工件转动;刀具安装在刀架上,与滑板一起随溜板箱沿主轴轴线方向实现进给移动。
车床的主运动为主轴通过卡盘带动工件的旋转运动;进给运动是溜板带动刀架的纵向和横向直线运动,其中纵向运动是指相对操作者向左或向右的运动,横向运动是指相对于操作者向前或向后的运动;辅助运动包括刀架的快速移动、工件的夹紧与松开等。
二、电力拖动及控制要求
1.正常加工时一般不需反转,但加工螺纹时需反转退刀,且工件旋转速度与刀具的进给速度要保持严格的比例关系,为此主轴的转动和溜板箱的移动由同一台电动机拖动。主电动机M1(功率为20kW),电动机采用直接起动的方式,可正反两个方向旋转,为加工调整方便,还具有点动功能。由于加工的工件比较大,加工时其转动惯量也比较大,需停车时不易立即停止转动,必须有停车制动的功能,C650-2车床的正反向停车采用速度继电器控制的电源反接制动。
2.电动机M2拖动冷却泵。车削加工时,刀具与工件的温度较高,需设一冷却泵电动机,实现刀具与工件的冷却。冷却泵电动机M2单向旋转,采用直接起动、停止方式,且与主电动机有必要的联锁保护。
3.快速移动电动机M3。为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间,利用M3带动刀架和溜板箱快速移动。电动机可根据使用需要,随时手动控制起停。
4.采用电流表检测电动机负载情况。
5.车削加工时,因被加工的工件材料、性质、形状、大小及工艺要求不同,且刀具种类也不同,所以要求切削速度也不同,这就要求主轴有较大的调速范围。车床大多采用机械方法调速,变换主轴箱外的手柄位置,可以改变主轴的转速。
三、车床电气控制系统分析
C650-2型普通车床的电气控制系统电路如图7—3所示.
(一)主电路分析
图7—3所示的主电路中有三台电动机,隔离开关QS将三相电源引入,电动机M1电路接线分为三部分,第一部分由正转控制交流接触器KM1和反转控制交流接触器KM2的两组主触点构成电动机的正反转接线;第二部分为一电流表A经电流互感器TA接在主电动机M1的动力回路上,以监视电动机绕组工作时的电流变化,为防止电流表被起动电流冲击损坏,利用一时间继电器的延时动断触点,在起动的短时间内将电流表暂时短接;第三部分为一串联电阻限流控制部分,交流接触器KM3的主触点控制限流电阻R的接入和切除,在进行点动调整时,为防止连续的起动电流造成电动机过载,串入限流电阻R,保证电路设备正常工作。速度继电器KV的速度检测部分与电动机的主轴同轴相联,在停车制动过程中,当主电动机转速接近零时,其动合触点可将控制电路中反接制动相应电路切断,完成停车制动。
电动机M2由交流接触器KM4的主触点控制其电源的接通与断开;电动机M3由交流接触器KM5控制。
为保证主电路的正常运行,主电路采用熔断器实现短路保护、采用热继电器对电动机进行过载保护。
(二)控制电路分析
1.主电动机M1的点动调整控制
调整车床时,要求主电动机点动控制。线路中KM1为M1电动机的正转接触器;KM2为反转接触器;KA为中间继电器。工作过程如下:
按下SB2→KM1线圈通电→主触点闭合,电动机经限流电阻接通电源,在低速下起动 松开SB2→KM1断电,电动机断开电源,停车。
2.主电动机M1的正、反转控制
(1)正转。按下起动按钮SB3→KM3和KT线圈通电→KM3主触点动作使电阻被短接 KM3动合辅助触点闭合使KA通电→KA动合辅助触点闭合(5-7)使接触器KM1通电,电动机在全压下起动。KM1辅助动合触点(5-11)闭合、KA的动合触点闭合(3-11、5-7)使KM1自锁。
(2)反转。起动按钮为SB4,控制过程与正转类似。KM1和KM2的动断辅助触点分别串在对方的接触器线圈的回路中,起正反转的互锁作用。
图7-3 C650-2型卧式车床电气原理图
3.主电动机M1的反接制动控制
C650车床采用速度继电器实现主电动机停车的反接制动。下面以正转为例分析反接制动的过程。
设主电动机原为正转运行,停车时按下停止按钮SB1→接触器KM3断电→KM3主触点断开,限流电阻R串入主回路→KA断电(3-11、5-7)断开→KM1断电,电动机断开正相序电源→KA动断触点(3-27)闭合,由于此时电动机转速较高,KV-2为闭合状态,故KM2通电,实现对电动机的电源反接制动→当电动机转速接近零时,KV-2动合触点断开,KM2断电,电动机断开电源,制动结束。
电动机反转时的制动与正转相似。
4.刀架的快速移动与冷却泵控制
转动刀架快速移动手柄→压动限位开关SQ→接触器KM5通电,KM5主触点闭合,M3接通电源起动。M2为冷却泵电动机,它的起动和停止通过按钮SB5和SB6来控制。
5.其他辅助环节
监视主回路负载的电流表通过电流互感器接入。为防止电动机起动、点动和制动电流对电流表的冲击,电流表与时间继电器的延时动断触点并联。如起动时,KT线圈通电,KT的延时动断触点未动作,电流表被短接。起动后,KT延时断开的动断触点打开,此时电流表接入互感器的二次回路对主回路的电流进行监视。
控制电路的电源通过控制变压器TS供电,使之更安全。此外,为便于工作,设置了工作照明灯。照明灯的电压为安全电压36V(图中未画出)。
四、C650-2型卧式车床常见电气故障的诊断与检修
1.主轴电动机不能起动
(1)M1主电路熔断器FIJ1和控制电路熔断器FU3熔体熔断,应更换。
(2)热继电器FRl已动作过,动断触点未复位。要判断故障所在位置,还要查明引起热继电器动作的原因,并排除。可能有的原因:长期过载;继电器的整定电流太小;热继电器选择不当。按原因排除故障后,将热继电器复位即可。
(3)控制电路接触器线圈松动或烧坏,接触器的主触点及辅助触点接触不良,应修复或更换接触器。
(4)起动按钮或停止按钮内的触点接触不良,应修复或更换按钮。
(5)各连接导线虚接或断线。
(6)主轴电动机损坏,应修复或更换。
2.主轴电动机断相运行
按下起动按钮,电动机发出嗡嗡声不能正常起动,这是电动机断相造成的,此时应立即切断电源,否则易烧坏电动机。可能的原因是:
(1)电源断相。
(2)熔断器有一相熔体熔断,应更换。
(3)接触器有一对主触点没接触好,应修复。
3.主轴电动机起动后不能自锁
故障原因是控制电路中自锁触点接触不良或自锁电路接线松开,修复即可。
4.按下停止按钮主轴电动机不停止
(1)接触器主触点熔焊,应修复或更换接触器。
(2)停止按钮动断触点被卡住,不能断开,应更换停止按钮。
5.冷却泵电动机不能起动
(1)按钮SB6触点不能闭合,应更换。
(2)熔断器FU2熔体熔断,应更换。
(3)热继电器FR2已动作过,未复位。
(4)接触器KM4线圈或触点已损坏,应修复或更换。
(5)冷却泵电动机已损坏,应修复或更换。
6.快速移动电动机不能起动
(1)行程开关SQ已损坏,应修复或更换。
(2)接触器KM5线圈或触点已损坏,应修复或更换。
(3)快速移动电动机已损坏,应修复或更换。