1、1緒論1.1機床診斷與維修的背景與意義1.1.1 金屬切削機床的背景機床是將金屬毛坯加工成機器零件的機器，它是制造機器的機器，所以又稱為”工作母機”或”工具機”，習慣上簡稱機床?，F(xiàn)代機械制造中加工機械零件的方法很多：除切削加工外，還有鑄造、鍛造、焊接、沖壓、擠壓等，但凡屬精度要求較高和表面粗糙度要求較細的零件，一般都需在機床上用切削的方法進行最終加工。在一般的機器制造中，機床所擔負的加工工作量占機器總制造工作量的40-60，機床在國民經(jīng)濟現(xiàn)代化的建設(shè)中起著重大作用。 1.1.2 機床診斷與維修的意義機床在使用過程中，由于材料、工藝、環(huán)境、和人為因素的影響，其零部件會逐漸地被磨損、變形、斷裂、蝕

2、損等，隨著零部件磨損程度的增大，機床的技術(shù)狀態(tài)將會產(chǎn)生劣化，不可避免的將會出現(xiàn)各種各樣的故障，機床的功能和精度降低，甚至整機喪失使用價值。保持現(xiàn)場機電設(shè)備經(jīng)常處于良好狀態(tài)，提高設(shè)備利用率，延長使用壽命，是企業(yè)提高經(jīng)濟效益的需要。與此同時設(shè)備的故障檢測維修也成為了一個熱門行業(yè)，機床的維修技術(shù)不僅是保障機床正常運行的前提，對機床技術(shù)的發(fā)展和完善也起到了巨大的作用。機床故障診斷與維修的基本目的就是提高機床的可靠性，機床的可靠性是指在規(guī)定的時間內(nèi)、規(guī)定的工作條件下維持無故障工作的能力。所以設(shè)備維修與管理人員成為企業(yè)的重要部分人員，機床故障診斷與維修也成為機床的重要組成部分。這就需要設(shè)備維修與管理人員必

3、須明白機床的結(jié)構(gòu)、工作性能及規(guī)格參數(shù)和日常維護等。以便使設(shè)備正常運行，企業(yè)已經(jīng)意識到這一重要因素，并大力培養(yǎng)高素質(zhì)設(shè)備維修管理人員，以此來保障生產(chǎn)的正常運行，保障企業(yè)的生產(chǎn)效率，保障企業(yè)的發(fā)展。1.1.3 金屬切削機床在國民經(jīng)濟中的地位 在我國的各個工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門、科研單位和國防部門中，使用著大量各式各樣的機器、儀器和工具。這些機器、儀器和工具大部分是由一定形狀和尺寸的金屬零件所組成，生產(chǎn)這些零件并將它們裝配成機器、儀器或工具的工業(yè)，稱為機械制造工業(yè)（也稱及其制造工業(yè)）。機械制造工業(yè)的任務(wù)，就是為國民經(jīng)濟各部門、科研單位和國防部門提供現(xiàn)代化的技術(shù)裝備。如果我們沒有強大而完整的現(xiàn)代化機械制造工業(yè)

4、，就無法用現(xiàn)代化的裝備來武裝各個國民經(jīng)濟部門、科研單位和國防部門，就不能獨立而迅速的發(fā)展社會主義革命和社會主義建設(shè)事業(yè)。為了多快好省的建設(shè)現(xiàn)代化的社會主義強國，機械制造工業(yè)必須為各個部門提供現(xiàn)代化的技術(shù)裝備，這就要求機床工業(yè)部門首先要為各機械制造廠提供先進的現(xiàn)代化機床裝備。所以，機床工業(yè)在我國社會主義建設(shè)中，在實現(xiàn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學技術(shù)現(xiàn)代化中，將起著重大的作用。1.2 金屬切削機床的相關(guān)基礎(chǔ)知識1.2.1 機床的分類 （一）按加工性質(zhì)和所用刀具分類 機床分類及代號（目前我國將機床分為十一大類）如表1-1。表1-1機床分類及代號類別車床鉆床鏜床磨床齒輪加工機床螺紋加工機床銑床刨插床拉床鋸床

5、其他機床代號CZTM、2M、3MYSXBLGQ讀音車鉆鏜磨、二磨、三磨牙絲銑刨拉割其他 （二）按機床工作精度分類 1.普通機床。指的是普通級別的機床，包括：普通車床、鉆床、鏜床、銑床、刨插床等。 2.精密機床。主要包括：磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床和其他各種精密機床。 3.高精度機床。主要包括：坐標鏜床、齒輪磨床、螺紋磨床、高精度滾齒機、高精度刻線機和其他高精度機床。 （三）按機床加工件大小和機床自身重量分類。 類別 機床本身重量（噸） 儀表機床 中、小型機床（一般機床） 10 大型機床 1030 重型機床 30100 特重型機床 100 （四）按機床通用性分類 通用機床（萬能機床）。這類

6、機床的加工范圍廣泛，可以加工多種零件的不同工序。由于其通用性范圍較廣，它的結(jié)構(gòu)往往比較復雜。適用于單件、小批生產(chǎn)。例如，普通車床、臥式鏜床、萬能升降臺銑床等均屬于通用機床。1.2.2 機床傳動的基本組成部分 為了實現(xiàn)加工過程所需要的各種運動，機床必須有運動源、傳動裝置和執(zhí)行機構(gòu)3個基本部分。 1.運動源：運動源是為執(zhí)行件提供運動和動力裝置，如交流異步電動機、直流或交流調(diào)速電動機和伺服電動機等?？梢詭讉€運動共用一個運動源，也可以每個運動均有單獨的運動源。 2.傳動裝置（傳動件）：傳動裝置是傳遞運動和動力的裝置，通過它把執(zhí)行件和運動源有關(guān)的執(zhí)行件之間聯(lián)系起來。機床的傳動裝置有機械、液壓、電氣和氣壓

7、等多種形式。其中，常見的機械傳動有齒輪、鏈輪、帶輪、絲杠、螺母等。 3.執(zhí)行機構(gòu)：執(zhí)行機構(gòu)是執(zhí)行機床的部件，如主軸、刀架和工作臺等。其任務(wù)是裝夾刀具或工件，并直接帶動它們完成一定形式的運動（旋轉(zhuǎn)或直線運動），并保證其運動軌跡的準確性。1.2.3 機床的切削加工機床的切削加工是由刀具與工件之間的相對運動來實現(xiàn)的，其運動可分為表面形成運動和輔助運動兩類。 表面形成運動是使工件獲得所要求的表面形狀和尺寸的運動，它包括主運動、進給運動和切入運動。主運動是從工件毛坯上剝離多余材料時起主要作用的運動，它可以是工件的旋轉(zhuǎn)運動（如車削）、直線運動（如在龍門刨床上刨削），也可以是刀具的旋轉(zhuǎn)運動（如銑削和鉆削）或

8、直線運動（如插削和拉削）；進給運動是刀具和工件待加工部分相向移動，使切削得以繼續(xù)進行的運動，如車削外圓時刀架溜板沿機床導軌的移動等；切入運動是使刀具切入工件表面一定深度的運動，其作用是在每一切削行程中從工件表面切去一定厚度的材料，如車削外圓時小刀架的橫向切入運動。 輔助運動主要包括刀具或工件的快速趨近和退出、機床部件位置的調(diào)整、工件分度、刀架轉(zhuǎn)位、送夾料，啟動、變速、換向、停止和自動換刀等運動。評價機床技術(shù)性能的指標最終可歸結(jié)為加工精度和生產(chǎn)效率。加工精度包括被加工工件的尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面質(zhì)量和機床的精度保持性。生產(chǎn)效率涉及切削加工時間和輔助時間，以及機床的自動化程度和工作可靠

9、性。這些指標一方面取決于機床的靜態(tài)特性，如靜態(tài)幾何精度和剛度；而另一方面與機床的動態(tài)特性，如運動精度、動剛度、熱變形和噪聲等關(guān)系更大。 1.2.4 機床的結(jié)構(gòu)1. 高強度床身結(jié)構(gòu) 單件壁體厚壁鑄造式斜體床身設(shè)計，易于零件裝卸。X方向上45度斜體床面便于自動或手動地排除冷卻液及鐵屑。2. 高精度線性導軌機床在寬床身上安裝了采用免維護、長壽命設(shè)計，預加終生潤滑的低摩擦線性滾動導軌，可保證高剛性、高承載能力以及動態(tài)穩(wěn)定性，并可確保機床全行程地定位精度和加工精度。低摩擦線型滾動導軌的滾動摩擦系數(shù)是傳統(tǒng)導軌地五十分之一，它可使失動量減到最低，不僅大大提高機床定位精度而且可實現(xiàn)高速切削時的穩(wěn)定性。3. 主

10、軸箱及主軸組件主軸箱經(jīng)計算有限元分析設(shè)計，堅固，確保重切削時的主軸剛性。每一個直接安裝在主軸箱上的筒形主軸組件，都是在經(jīng)過ISO認證的超潔凈室中精細裝配、動平衡、并通過嚴格測試。主軸上裝有一套高頻脈寬調(diào)制型驅(qū)動裝置，這個驅(qū)動裝置可以直接接入三相電源，并向三相主軸電機提供電源。電源的開啟是通過全數(shù)字控制環(huán)中的絕緣柵型雙極晶體管裝置來完成的。主軸還具有高效制動能力，使得主軸可以極快的速度變換轉(zhuǎn)向。電機可以完全免受過載的損害，并且各種發(fā)熱部件都安裝在電機內(nèi)部，以便進行更好的保護。省略了齒輪傳動而代以重載齒形皮帶直接傳動，可實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速時大扭矩輸出以及寬的恒功率速度范圍。驅(qū)動系統(tǒng)采用與負載無關(guān)的恒扭矩輸

11、出，這樣就保證了全轉(zhuǎn)速范圍的優(yōu)異加減特性。主軸軸承以強制油霧自動潤滑系統(tǒng)、配以獨特的熱補償系統(tǒng)，確保機床在各種工作情況下的高精度加工。1.2.5 機床的日常維護 1.每天作業(yè)完畢應用毛刷對磨床做全身清理。嚴禁用空氣槍對工作臺或?qū)к壷贝担苑乐硅F屑進入導軌，影響磨床精度。 2.作業(yè)時嚴禁使用風扇對著工作臺吹，以防止灰塵鐵屑卷進導軌，影響導軌精度和手感。 3.磨床導軌油應及時更換和添加，一般看油鏡的油如果混濁或發(fā)黑就要換，時間掌控在3-6個月更換一次，首次第三個月，以后6個月?lián)Q一次。 4.磨床導軌潤滑油請使用專用潤滑油，一般以32#導軌油為宜。5. 定期檢查磨床工作臺鋼索是否松弛，鎖緊防止斷裂或影

12、響手感精度。 6.定期檢查機身在工作中是否平穩(wěn)，是否水平。1.3 本次畢業(yè)設(shè)計完成的主要任務(wù)1在系統(tǒng)查閱學習制造類書籍、期刊論文和技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，完成選題的背景和意義、機床金屬切削相關(guān)基礎(chǔ)知識以及本畢業(yè)設(shè)計完成的主要任務(wù)等內(nèi)容的書寫。2維修前技術(shù)準備，主要包括M7130型平面磨床的電氣原理圖分析與機械結(jié)構(gòu)分析、機床電氣故障常用的診斷與維修方法、機床機械故障常用的診斷與維修方等內(nèi)容。3.對3種以上的故障進行現(xiàn)象描述、可能機械與電氣故障原因的分析、維修前的工具和資料準備、故障檢修方案的制定以及故障檢修流程圖的制定與繪制。 2 維修前技術(shù)準備2.1 M7130平面磨床的結(jié)構(gòu)及原理2.1.1現(xiàn)代磨床

13、的主要特點 1. 從規(guī)格上看，以小型平磨為主。臺面寬200mm以下的幾乎占50%，小規(guī)格機床的運輸及布展比較方便；國外平磨不分普通、精密、高精度的精度等級，相對小規(guī)格機床，精度容易做得很高；在國際市場上，中、小規(guī)格平磨的潛在需求很大。2. 從控制上看，70%以上的為數(shù)控型，有單軸、雙軸及三軸數(shù)控，最多達五軸控制，尤其是400以上的大規(guī)模機型，全為數(shù)控型。由于技術(shù)水平的發(fā)展導致功能變化，平磨已從傳統(tǒng)的平面磨向成形磨轉(zhuǎn)變，常規(guī)控制已難以實現(xiàn)功能要求。數(shù)控平磨已形成一個市場潮流。3. 從功能上看，50%以上的平磨不僅僅用于水平平面加工，而且向成形、臺階、切入、快速抖動、三維空間曲線等表面磨削加工。以

14、平磨為基礎(chǔ)變化而成的五軸聯(lián)動磨削中心，可實現(xiàn)非平面型復雜曲面的磨削；研制的柔性磨削系統(tǒng)，可實現(xiàn)成形、無心、外圓、工具、輪廓等磨削工藝等，反應出平磨是磨床中演變潛力最大的一種機型。2.1.2 M7130平面磨床的結(jié)構(gòu)及特點M7130是臥軸圓臺平面磨床：適用于磨削圓形薄片工件，并可利用工作臺傾斜磨出厚薄不等的外形工件。臥軸矩臺平面磨床，國家標為M71系列平面磨床，即帶有臥式磨頭主軸，矩形工作臺的平面磨床。主要功能是用砂輪的周邊磨削工件平面，也可以用砂輪的端面磨削工件的槽和凸緣的側(cè)面，磨削精度和光潔度都較高。適宜于磨削各種精密零件和工模具，可供機械加工車間、機修車間和工具車間作精密加工使用。中國傳統(tǒng)

15、的臥軸矩臺平面磨床是從原蘇聯(lián)引進并消化改進的M71系列，特點是磨床主軸側(cè)掛，主軸采用軸瓦支撐，適合粗加工重切削。近年來歐美國家更流行時十字鞍座結(jié)構(gòu)的臥軸矩臺平面磨床，主軸采用精密精珠軸承支撐，更適合于磨削。M7130具有以下特點： （1）機床布局采用立柱右置，磨頭、拖板與立柱的結(jié)構(gòu)有新的突破，整機剛性更好。 （2）磨頭采用國際通行的滾動軸承結(jié)構(gòu)形式。 （3）機床的垂直、橫向進給運動采用滾珠絲杠副，進給靈敏度高。 （4）工作臺橫向運動由葉片泵驅(qū)動，運動平穩(wěn)，噪聲小。油池配有冷卻裝置，溫升低，熱變形小。 （5）磨頭垂直運動有快速升降裝置，操作方便，橫向運動由變頻電機驅(qū)動，可無級調(diào)速。 （6）機床的

16、垂直、橫向進給部分留有伺服電機安裝位置，根據(jù)需要可配置數(shù)控系統(tǒng)成為數(shù)控機床。 M7130臥軸矩臺平面磨床主要由床身、工作臺、電磁吸盤、砂輪箱、立柱、操作柄等構(gòu)成，外形結(jié)構(gòu)如下圖2-1所示。平面磨床實物圖如2-2所示。圖2-1 M7130平面磨床的結(jié)構(gòu) 1立柱；2滑座；3砂輪箱；4電磁吸盤；5工作臺；6床身圖2-2 M7130平面磨床實物圖2.1.3 M7130平面磨床的原理工作臺上裝有電磁吸盤，用以吸持工件。工作臺在床身導軌上作往復運動(縱向運動)。固定在床身上立柱上帶有導軌，滑座在立柱導軌上作垂直運動；而砂輪箱在滑座的導軌上作水平運動(橫向運動)，砂輪箱內(nèi)裝有電機，電動機帶動砂輪作旋轉(zhuǎn)運動。

17、平面磨床在加工工件過程中，砂輪的旋轉(zhuǎn)運動是主運動，工作臺往復運動為縱向進給運動，滑座帶動砂輪箱沿立柱導軌的運動為垂直進給運動，砂輪箱沿滑座導軌的運動為橫向進給運動。工作時，砂輪旋轉(zhuǎn)，同時工作臺帶動工件右移（如圖2-3）工件被磨削。然后工作臺帶動工件快速左移，砂輪向前作進給運動，工作臺再次右移，工件上新的部位被磨削。這樣不斷重復，直至整個待加工平面都被磨削。矩形工作臺平面磨床上工作圖如圖2-3所示。 圖2-3 矩形工作臺平面磨床上工作圖 1砂輪；2主運動；3縱向進給運動；4工作臺；5橫向進給 2.1.4 M7130平面磨床的運動特點機床在加工過程中，必須形成一定形狀的發(fā)生線(母線和導線)，才能獲

18、取所需的工件表面形狀。因此，機床必須完成一定的運動，這種運動稱為表面成形運動。此外，還有多種輔助運動。 (一)主運動 平面磨床的主運動是指砂輪的旋轉(zhuǎn)運動，線速度3050米/秒。為保證消磨加工質(zhì)量，要求砂輪有較高轉(zhuǎn)速，通常采用兩級籠型異步電機拖動；為提高砂輪主軸的剛度，采用裝入式砂輪電動機直接拖動，電動機與砂輪主軸同軸；砂輪電動機只要求單方向旋轉(zhuǎn)，可直接啟動無調(diào)速和制動要求。主運動和進給運動示意圖如圖2-4所示。 圖2-4 主運行和進給運動示意圖 (二)進給運動工件或砂輪的往返運動為進給運動，有垂直進給、橫向進給及縱向進給三種。工作臺每完成一次縱向往返運動時，砂輪箱做一次間斷性的橫向進給；當加工

19、完整個平面后，砂輪箱作一次間斷性的垂直進給。(三)輔助運動機床在加工過程中還需一系列輔助運動，其功能是實現(xiàn)機床的各種輔助動作，為表面成形運動創(chuàng)造條件。它的種類很多，如進給運動前后的快進和快退；調(diào)整刀具和工件之間正確相對位置的調(diào)位運動；工件夾緊；工作臺橫向運動；工作冷卻等操縱控制運動。1. 工件夾緊 工作臺表面的T形槽可以直接安裝大型工件；也可以安裝電磁吸盤，電磁吸盤通入直流電流時，可同時吸持多個小工件進行磨消加工；在加工過程中，工件發(fā)熱可自由伸展，不易變形。當電磁吸盤通入反響直流小電流可以使工件去磁，方便卸下工件。 2.工作臺橫向、縱向、垂直三個方向的快似移動 輔助運動還有砂輪箱在滑座水平導軌

20、上快速橫向運動、基座沿立柱垂直導軌的迅速垂直運動、工作臺往返運動速度的調(diào)整和速度移動等。3.工件冷卻 冷卻泵電動機拖動冷卻泵，提供切削液冷卻工件，以減小工件在磨消加工中的熱變形并沖走磨削，保證加工質(zhì)量。冷卻泵電動機同樣只需要方向旋轉(zhuǎn)，可直接啟動，無調(diào)速和制動要求。2.1.5 M7130平面磨床主要規(guī)格與檢驗標準(1)M7130平面磨床的主要規(guī)格 工作臺面尺寸(長寬 )1000300mm 工件最大尺寸(長寬高 )1000300400mm 工作臺縱向行程 最大1175mm 最小 200mm 磨頭橫向行程 手動 350mm 液動 350mm 磨頭垂直行程 手動 400mm 主軸中心線到臺面的距離 最

21、大 575mm 最小 125mm 工作臺縱向移動速度(無極調(diào)速) 3-28m/min 磨頭橫向進給： 連續(xù)進給速度(無極調(diào)速) 0.5-4.5m/min 工作臺縱向移動單行程時斷續(xù)進給量 (無極調(diào)速)1-30mm 斷續(xù)進給的容許不均勻量 5mm以下40% 5-10mm% 10-30mm20 磨頭垂直進給刻度盤每格0.1mm 砂輪尺寸 外徑 最大 350mm 最小 250mm 內(nèi)徑 127mm 寬度 40mm 工作臺T形槽槽數(shù) 3 寬度 14mm 砂輪電動機 功率 4.5w 轉(zhuǎn)數(shù) 1440r/min 油泵電動機 功率 2.8kw 轉(zhuǎn)數(shù) 1430/min 冷卻電動機 功率 0.125kw 轉(zhuǎn)數(shù) 2

22、790r/min （2）M7130平面磨床的檢驗標準M7130平面磨床的檢驗標準如表2-1表2-1 M7130平面磨床的檢驗標準序號檢驗項目允差(mm)實測1床身(或拖板)縱向?qū)к壘龋篴. 在垂直平面內(nèi)的直線度b. 在垂直平面內(nèi)的平行度a. 0.02/1000b. 0.02/1000 2床身(或拖板)縱向?qū)к壴谒矫鎯?nèi)的直線度0.02/10003工作臺面的平面度0.01/10004工作臺(或拖板)移動對工作臺面的平行度：A.橫向 b.橫向a.0.015/1000b.0.01/10005中央或基準T形槽對工作臺縱向移動的平行度0.015/10006工作臺(或磨頭)橫向移動對工作臺縱向移動的垂直

23、度0.03/3007磨頭垂直移動對工作臺面的垂直度和直線度(在橫向垂直平面內(nèi))0.04/3008砂輪主軸軸線對工作臺面的平行度0.019砂輪主軸的軸向竄動0.0110砂輪主軸軸線對工作臺的平行度0.025/30011砂輪主軸軸線對中央或基準T形槽的垂直度0.015/30012磨削5塊圓柱形或方形試件0.005/30013磨削整塊試件0.03/3002.2 M7130平面磨床的電氣控制線路分析2.2.1主電路分析 M7130平面磨床的電氣控制電路如圖2-5所示。電源開關(guān)及保護砂輪電動機冷卻泵電動機液壓泵電動機控制電路保護砂輪控制液壓泵控制整流變壓器整流器電磁吸盤照明 圖2-5 M7130平面磨床

24、的電氣控制電路圖M7130平面磨床電路圖如圖2-4所示。該線路分為主電路、控制電路、電磁吸盤電路和照明電路四部分。 1主電路分析 QS1為電源開關(guān)。主電路中有三臺電動機，M1為砂輪電動機，M2為冷卻泵電動機，M3為液壓泵電動機，其控制和保護電器見表2-2所示。表2-2 控制和保護電器名稱及代號 作 用控制電器 過載保護電器短路保護電器砂輪電動機 M1 拖動砂輪高速旋轉(zhuǎn)接觸器KM1熱繼電器 KH1熔斷器 FU1冷卻泵電動機 M2供應冷卻液 接觸器 KM1和接插器X無熔斷器 FU1液壓泵電動機 M3為液壓系統(tǒng)提供動力接觸器 KM2 熱繼電器 KH2熔斷器 FU1 M7130平面磨床的主要運動形式及

25、控制要求如表2-3所示。表2-3 M7130平面磨床的主要運動形式及控制要求運動種類 運動形式 運動形式 主運動砂輪的高速旋轉(zhuǎn) (1)為保證磨削加工質(zhì)量，要求砂輪有較高的轉(zhuǎn)速，通常采用兩 極籠型異步電動機拖動 (2)為提高主軸的剛度，簡化機械結(jié) 構(gòu)，采用裝入式電動機，將砂輪直接 裝到電動機軸上 進給運動 工作臺的往復運 動(縱向進給) (1)液壓傳動，因液壓傳動換向平穩(wěn)，易于實現(xiàn)無級調(diào)速。液壓泵電動機 M3拖動液壓泵，工作臺在液壓作用下作縱向運動 (2)由裝在工作臺前側(cè)的換向擋鐵碰撞床身上的液壓換向開關(guān) 砂輪架的橫向(前后)進給 (1)在磨削的過程中，工作臺換向一次，砂輪架就橫向進給一次(2)

26、在修正砂輪或調(diào)整砂輪的前后位置時，可連續(xù)橫向移動 (3)砂輪架的橫向進給運動可由液壓傳動，也可用手輪來操作砂輪架的升降運 動(垂直進給) (1)滑座沿立柱的導軌垂直上下移動，以調(diào)整砂輪架的上下位置，或使砂輪磨人工件，以控制磨削平面時工件的尺寸 輔助運動 工件的夾緊 (1)工件可以用螺釘和壓板直接固定在工作臺上 (2)在工作臺上也可以裝電磁吸盤， 將工件吸附在電磁吸盤上。此時要有充磁和退磁控制環(huán)節(jié)。為保證安全，電磁吸盤與三臺電動機M1、M2、M3 之間有電氣聯(lián)鎖裝置，即電磁吸盤吸合后， 工作臺的快速移動 工作臺能在縱向、橫向和垂直三個方向快速移動，由液壓傳動 機構(gòu)實現(xiàn) 工件的夾緊與放松 由人力操

27、作 工件冷卻冷卻泵電動機 M2 拖動冷卻泵旋轉(zhuǎn)供給冷卻液；要求砂輪電動機 M1 和冷卻泵電動機 Mj 要實現(xiàn)順序控制 2.2.2 控制電路分析 控制電路采用交流 380V 電壓供電，由熔斷器 FU2 作短路保護。 1.控制電路分析，如圖2-5所示。 當轉(zhuǎn)換開關(guān) QS2 的常開觸頭(6區(qū))閉合，或電磁吸盤得電工作，欠電流繼電器 KA 線圈得電吸合，其常開觸頭(8 區(qū))閉合時，接通砂輪電動機 Ml 和液壓泵電動機 M3 的控制電路，砂輪電動機 Ml 和液壓泵電動機 M3 才能啟動，進行磨削加工。 砂輪電動機 M1 和液壓泵電動機 M3 都采用了接觸器自鎖正轉(zhuǎn)控制線路，SB1、SB3 分別是它們的啟

28、動按鈕，SB2、SB4 分別是它們的停止按鈕。 (1)液壓電動機控制 在 QS2 或 KA的常開觸點閉合情況下，按下 SB3KM2 線圈通電，其輔助觸點(9 區(qū))閉合自鎖M3 旋轉(zhuǎn)，如需液壓電動機停止，按停止按鈕 SB4 即可。 (2)砂輪和冷卻泵電動機控制在 QS2 或 KA 的常開觸點閉合情況下，按下SB1KM1 線圈通電，其輔助觸點(7 區(qū))閉合自鎖Ml和 M2 旋轉(zhuǎn)，按下 SB2，砂輪和冷卻泵電動機停止。 2電磁吸盤電路 電磁吸盤是用來固定加工工件的一種夾具。它與機械夾具比較，具有夾緊迅速、操作快速簡便、不損傷工件、一次能吸牢多個小工件，以及磨削中工件發(fā)熱可自由伸縮、不會變形等優(yōu)點。不

29、足之處是只能吸住鐵磁材料的工件，不能吸牢非磁性材料(如鋁、銅等)的工件。 (1)電磁吸盤構(gòu)造及原理，如圖2-6所示。 圖2-6 電磁吸盤構(gòu)造 電磁吸盤線圈通以直流電，使芯體被磁化，將工件牢牢吸住，其工作理原如圖 2-5所示。圖中 1 為鋼制吸盤體，在它的中部凸起的芯體 A上繞有線圈 2，鋼制蓋板 3 被隔磁層 4 隔開。在線圈2 中通入直流電流、芯體磁化。磁通經(jīng)由蓋板、工件、蓋板、吸盤體、芯體 A形成閉合回路，將工件5 牢牢吸住。蓋板中的隔磁層由鉛、 圖2-5電磁吸盤原理圖鋼、黃銅及巴氏合金等非磁性材料制成，其作用是使磁力線都通過工件再回到吸盤體。不致直接通過蓋板閉合，以增強對工件的吸持力。

30、(2)電磁吸盤電路分析 電磁吸盤電路包括整流電路，控制電路和保護電路三部分。 整流變壓器 T1 將 220V 的交流電壓降為 145V，然后經(jīng)橋式整流器 VC 后輸出 110V 直流電壓。QS2 是電磁吸盤 YH 的轉(zhuǎn)換開關(guān)(又叫退磁開關(guān))，有“吸“放松”和“退磁”三個位置。 如果有些工件不易退磁時，可將附件退磁器的插頭插入插座 XS，使工件在交變磁場的作用下進行退磁。 若將工件夾在工作臺上，而不需要電磁吸盤時，則應將電磁吸盤YH的X2插頭從插座上拔下,同時將轉(zhuǎn)換開關(guān)QS2扳到“退磁”位置，這時接在控制電路中QS2的常開觸頭(6區(qū))閉合，接通電 動機的控制電路。 電磁吸盤的保護電路是由放電電阻

31、R3和欠電流繼電器KA組成。因為電磁吸盤的電感很大,當電磁吸盤從“吸合”狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺潘伞睜顟B(tài)的瞬間，線圈兩端將產(chǎn)生很大的自感電動勢，易使線圈或 使線圈或 使線圈或其他電器由于過電壓而損壞。電阻R3的作用是在電磁吸盤斷電瞬間給線圈提供放電通路， 吸收線圈釋放的磁場能量。欠電流繼電器KA用以防止電磁吸盤斷電時工件脫出發(fā)生事故。 電阻 R1 與電容器 C 的作用是防止電磁吸盤回路交流側(cè)的過電壓。熔斷器 FU4 為電磁吸盤提供短路保護。 (4)照明電路 照明變壓器 T2 將 380V的交流電壓降為 36V的安全電壓供給照明電路。EL為照明燈，一端接地，另一端由開關(guān) SA控制。熔斷器 FU3 作照明電

32、路的短路保護。 2.3 機床電氣故障檢修的常用方法2.3.1機械故障檢修的常用方法 機械故障診斷通常是依靠人的感官(視、聽、觸、嗅)功能或一些簡單的儀器工具實現(xiàn)對機電設(shè)備故障診斷的。由于這種方法充分發(fā)揮了領(lǐng)域?qū)＜矣嘘P(guān)機電設(shè)備故障診斷的技術(shù)優(yōu)勢，因而在對一些常見該設(shè)備進行故障診斷時，具有經(jīng)濟、快速、準確的特點。常用的簡易方法主要有聽診法、觸測法和觀察法。1. 聽診法設(shè)備正常運轉(zhuǎn)時，發(fā)生的聲響總是具有一定的音律和節(jié)奏的，利用這一特點，通過人的聽覺功能就能對比出設(shè)備是否產(chǎn)生了重、雜、怪、亂的異常噪聲，從而判斷設(shè)備內(nèi)部是否出現(xiàn)了松動撞擊、不平衡等故障隱患；此外用手錘敲打零件，聽其是否發(fā)出破裂雜聲，可判

33、斷有無裂紋產(chǎn)生。這是主要依靠人的感官的一種聽診方法。另一種聽診法是利用電子聽診器，像醫(yī)生給病人看病一樣，將電子聽診器的探針接觸機器，聽診器的震動傳感器，采集機床運轉(zhuǎn)時發(fā)生的振動量(用加速度、速度、位移表示)，經(jīng)轉(zhuǎn)換、放大后輸出，檢測人員通過耳機即可測聽。由于完好設(shè)備的震動特征和有故障設(shè)備的振動特征不同，反映在聽診器耳機中的聲音也不同，故根據(jù)聲音的差異即可判斷出故障。如當耳機出現(xiàn)清脆尖細的噪聲時，說明振動頻率較高，一般是尺寸相對較小的零件或強度相對較高的零件發(fā)生微小裂紋或局部缺陷；當耳機傳出混濁低沉的噪聲時，說明振動頻率較低，一般是尺寸相對較大或強度相對較低的零件發(fā)生較大的裂紋或缺陷。當耳機傳出

34、的噪聲比平時強時，說明故障正在發(fā)展，聲音越大，故障越嚴重。當耳機傳出的噪聲是無規(guī)律地間歇出現(xiàn)時，說明有零件或部件發(fā)生了松動。2.觸測法用人的觸覺可以監(jiān)測設(shè)備的溫度、振動及間隙的變化情況。人手上的神經(jīng)纖維可以比較準確的分辨出80以內(nèi)的溫度。如當機件溫度在0左右時，手感冰涼，若觸摸時間較長會產(chǎn)生刺骨痛感；10左右時，手感較涼，但一般能忍受；20左右時，手感稍涼，隨著接觸時間延長，手感漸溫；30左右時，手感微溫，有舒適感；40左右時，手感較熱，有微燙感覺；50左右時，手感較燙，若用掌心按的時間較長，會有汗感；60左右時，手感很燙，但一般可忍受10s長的時間；70左右時，手感燙得灼痛，一般只能忍受3s

35、長的時間，并且手的觸摸處會很快變紅。為防止意外事故發(fā)生，觸摸時應試觸后再細觸，以估計機件的溫升情況。零件間隙的變化情況可采用晃動機件的方法來檢查。這種方法可以感覺出0.10.3mm的間隙大小。用手觸摸機件可以感覺振動的強弱變化和是否產(chǎn)生沖擊，以及滑板的爬行情況。此外，用配有表面熱電探頭的溫度計進行故障的簡易診斷，在滾動軸承、滑動軸承、主軸箱、電動機等機件的表面溫度的測量中，具有判斷熱異常位置迅速、數(shù)據(jù)準確、觸測過程方便的特點。3.觀察法觀察法時利用人的視覺，通過觀察設(shè)備系統(tǒng)的及相關(guān)部分的一些現(xiàn)象，進行故障診斷的。觀察法可以通過人直接進行觀察，如可以觀察設(shè)備上的機件有無松動、裂紋及其損傷；可以檢

36、查潤滑是否正常，有無干摩擦和跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，可以查看油箱沉積物中金屬磨粒的多少、大小及特點，以判斷相關(guān)零件的磨損情況；可以檢測設(shè)備運動是否正常，有無異?，F(xiàn)象發(fā)生；可以觀看設(shè)備上安裝的各種反映設(shè)備工作狀態(tài)的儀表和測量工具了解數(shù)據(jù)的變化情況，判斷設(shè)備工作狀況等。在把觀察得到的各種信息盡享綜合分析后，就能對設(shè)備是否存在故障、故障部位、故障的程度及故障的原因作出判斷。2.3.2機床電氣故障檢修的常用方法 電氣設(shè)備故障的類型大致可分為兩大類，一類是有明顯外表特征并容易被發(fā)現(xiàn)的，例如電動機、電器的顯著發(fā)熱、冒煙甚至發(fā)出焦臭味或火花等；另一類是沒有外表特征的，此類故障常發(fā)生在控制電路中，由于元件調(diào)整不當

37、，機械動作失靈，觸頭及壓接線端子接觸不良或脫落，以及小零件損壞，導線斷裂等原因所引起。采用的檢測判斷方法、手段和步驟如下： 1. 電壓法 使用萬用表的交流電壓檔逐級測量控制線路中各種電器的輸出端(閉合狀態(tài)) 電壓，以迅速查明故障點以下圖的正轉(zhuǎn)控制回路為例，其電壓測量法的操作步驟如下： a、將萬用表的轉(zhuǎn)換開關(guān)置定交流檔500v量程。b、接通控制電路電源(注意先斷開主電路)。 c、檢查電源電壓將黑表筆接到a圖的端點1上(俗稱接地)，再用紅表筆去測量端點2。若端點2無電壓或電壓異常說明電源部分有故障，可檢查控制電源變壓器及熔斷保護器等；若端點2的電壓正常，即可繼續(xù)按以下步驟操作。 d、按下SB1。若

38、KM正常吸合并自鎖，說明該控制回路無故躥，應順序檢查其主電路；若KM不能吸合或自鎖，則繼續(xù)按以下步驟操作。 e、用紅表筆測量端點3。若所測電壓值與電源電壓不相符，一般可考慮是觸頭或引線接觸不良；若無電壓，則應檢查熱繼電器是否已動作，必要時還應排除主電路中導致熱繼電器動作的原因。 f、用紅表筆測量端點4。若無電壓，一船可考慮按鈕SB2未復位或是接線松脫； g、最后按住SB1來測量端點5。若無電壓，可考慮是觸頭接觸不良或接線松脫；若電壓值正常，則應考慮接觸器KM可能有內(nèi)部開路故障。 綜上所述，電壓測量法的測量要點為： (1)用黑表筆接地，用紅表筆依次測量各端點的電壓。 (2)主令電器的常開觸頭出線

39、端在正常情況下應無電壓常閉觸頭的出線端在正常情況下，所測電壓應與電源電壓相符。若有外力使觸頭動作，則測量結(jié)果應與末動狀態(tài)的測量結(jié)果相反。 (3)接觸器和繼電器的控制觸頭在前面電路導通的前提下，其出線端的電壓應與主令電器的測量結(jié)果一致。 (4)對于各耗電元件(如電磁線圈)，僅用電壓測量法還不能確定其故障原因。2. 電阻法 電壓測量法雖然使用起來既方便又準確，但必須帶電操作，而且不適用于耗電元件。而電阻測量法正好可彌補它的不足。以b圖的正轉(zhuǎn)控制回路為例介紹電阻測量法的操作步驟如下： a、將萬用表的轉(zhuǎn)換開關(guān)置于電阻擋的適當量程上 b、斷開被測電路的電源。 c、斷開被測電路與其它電路并聯(lián)的連線d、用兩

40、支表筆分別接觸端點2和3，若阻值無窮大說明熱繼電器已動作斷開，或是接線松脫e、用兩支表筆分別接觸端點3和4。若阻值無窮大，說明SB2復位不良或接線松脫。f、用兩支表筆分別接觸消點4和5。 當按住SB1時，兩點間的阻值應為零；松開SB1g、對于接觸器線圈這類耗電元件，其進出線兩端點間的阻值應與該電器銘牌上標注的阻值相符。若實測阻值偏大說明內(nèi)部出現(xiàn)接觸不良；若實測的阻值偏小或為零，則說明內(nèi)部的絕緣損壞甚至被擊穿。對于未注明阻值的電器，可根據(jù)銘牌上的額定工作電壓和功率將電阻值換算出來 在實際的電氣修理過程中，往往都將電壓測量法和電阻測量法結(jié)合起來靈活運用，再根據(jù)線路的電氣原理圖進行分析和檢查就能迅速

41、查明故障原因。后，兩點間的阻值應為無窮大。 3 M7130平面磨床的典型故障檢修方案的制定3.1 故障現(xiàn)象描述 故障一描述：M7130平面磨床的三臺電動機不能啟動。 故障二描述：M7130平面磨床電磁吸盤無吸力。3.2平面磨床修理前應做的準備工作及檢查項目3.2.1 平面磨床修理前應做好的準備工作平面磨床修理前的準備工作重要包括對所修機床前狀態(tài)的調(diào)查，即對機床的精度狀況、故障情況的調(diào)查和分析，然后編制技術(shù)準備書，制定基本修理方案，列出所要更換或修復零件的明細表。準備工作的好壞直接影響到大修工作的順利進行和維修質(zhì)量，應力求準確、全面、可行。3.2.2 平面磨床維修前應檢查的項目 (1)檢查磨頭進

42、給落刀情況，以確定是否更換絲杠副。 (2)調(diào)查機床使用中有沒有“抱軸”現(xiàn)象，軸承的承載能力如何，并現(xiàn)場觀察磨頭主軸、軸瓦磨損情況，確定主軸軸瓦的修換。 (3)檢查床身、立柱、滑板各處導軌有沒有嚴重拉毛和磨損情況，確定修復方案。(4)觀察工作臺速度均勻性，再檢查液壓缸磨損情況，確定液壓缸修復方案。(5)觀察液壓泵工作性能，初步了解操縱箱的性能。聽液壓泵聲音，測流量及壓力參數(shù)，確定液壓泵修換情況。 (6)檢查磨頭進給和爬行情況，確定磨頭液壓缸修復方案。 (7) 對其它零件的磨損情況作調(diào)查和了解，編制技術(shù)準備書。3.3資料和工具準備依據(jù)機床的故障現(xiàn)象，為了更好的排除故障，確定故障檢修所需的工具、儀器

43、、資料、備件如下表3-1所示，M7130平面磨床元件如表3-1所示。 表3-1 M7130平面磨床元件明細表工具試電筆、電工刀、尖嘴鉗、斜口鉗、剝線鉗、螺釘旋具、活扳手等。儀器數(shù)字式萬用表、兆歐表、鉗形電流表等。資料電氣CAD工程實踐技術(shù)、機床電氣控制、機電設(shè)備故障診斷與維修、機電設(shè)備故障診斷與維修技術(shù)、通用設(shè)備機電維修銑床常見故障診斷與檢修、工廠電氣控制技術(shù)(第二版)、金屬切削機床與數(shù)控機床、M7130平面磨床電氣原理圖冊等。備件交流接觸器、中間繼電器、按鈕、電動機、熔斷器等常用電器元件。代號 名 稱型 號 規(guī) 格 數(shù)量用 途 M1砂輪電動機 W451-4 4.5kW 220/380V 14

44、40 r/min 1 驅(qū)動砂輪 M2 冷卻泵電動機 JCB-22 125 W 220/380 V 2790r/min1驅(qū)動冷卻泵 M3 液壓泵電動機 J042-42.8 kW 220/380V 1450 r/min1驅(qū)動液壓泵 QS1電源開關(guān)HZ1-25/3 1引入電源 QS2 轉(zhuǎn)換開關(guān) HZ1-10P31控制電磁吸盤 SA 照明燈開關(guān)1控制照明燈 FU1熔斷器RL1-60/3060A 熔體 30A 3電源保護FU2 熔斷器 RL1-15/515A 熔體 5A 2控制電路短路FU3 熔斷器 BLX-1 1 A 1照明電路短路 FU4 熔斷器 RL1-152 15 A 熔體 2 A 1保護電磁吸

45、盤KM1 接觸器 CJ10-10 線圈電壓 380 V 1控制 M1 KM2 接觸器CJ10-10 線圈電壓 380 V 1控制 M3 KH1熱繼電器JR10-10 整定電流 9.5 A 1M1 過載保護 KH2 熱繼電器 JRl0-10 整定電流 6.1 A 1M3 過載保護T1 整流變壓器 BK-400 400 VA 220/145 V 1降壓 T2 照明變壓器 BK-5050 VA 380/36 V 1降壓 VC 硅整流器GZH 1A 200 V 1輸出直流電壓 YH 電磁吸盤 1.2 A 110 V 1工件夾具 KA 欠電流繼電器JT311L 1.5 A 1保護用 SB1 按鈕 LA2

46、 綠色 1啟動 M1 SB2 按鈕 IA2 紅色 1停止 M1 SB3 按鈕 IA2綠色 1啟動 M3 SB4 按鈕 LA2 紅色 1停止 M3 R1 電阻器 GF 6 W 125 1放電保護電阻R2 電阻器 GF 50 W 1 000 1退磁電阻 R3電阻器 GF 50 W 500 1放電保護電阻 C 電容器 600 V 5 F 1保護用電容 EL照明燈 JD3 24 V 40 W 1工作照明 X1 接插器 CY0-361控制 M2 用 X2 接插器 CY0-36 1電磁吸盤用XS插座 250 V 5 A 1 退磁器用 附件 退磁器 TC1TH/H 1工件退磁用 3.4故障相關(guān)工作原理分析3

47、.4.1三臺電動機不能啟動故障原因分析三臺電動機介紹：M1砂輪電動機，型號為W451-4 ，規(guī)格為4.5kW 220/380V 1440 r/min，作用是為拖動砂輪機高速旋轉(zhuǎn)。M2為砂輪電動機，型號為JCB-22，規(guī)格為125 W 220/380 V 2790r/min，作用是供應冷卻液。 M3為液壓泵電動機，型號為J042-4，規(guī)格為2.8 kW 220/380V 1450 r/min，作用是為液壓系統(tǒng)提供動力。 轉(zhuǎn)換開關(guān) QS2 的常開觸頭(6區(qū))閉合，或電磁吸盤得電工作，欠電流繼電器 KA 線圈得電吸合，其常開觸頭(8 區(qū))閉合時，接通砂輪電動機 Ml 和液壓泵電動機 M3 的控制電路

48、，砂輪電動機 Ml 和液壓泵電動機 M3 才能啟動，進行磨削加工。 砂輪電動機 M1 和液壓泵電動機 M3 都采用了接觸器自鎖正轉(zhuǎn)控制線路，SB1、SB3 分別是它們的啟動按鈕，SB2、SB4 分別是它們的停止按鈕。 (1)液壓電動機控制 在 QS2 或 KA的常開觸點閉合情況下，按下 SB3KM2 線圈通電，其輔助觸點(9 區(qū))閉合自鎖M3 旋轉(zhuǎn)，如需液壓電動機停止，按停止按鈕 SB4 即可。 (2)砂輪和冷卻泵電動機控制在 QS2 或 KA 的常開觸點閉合情況下，按下SB1KM1 線圈通電，其輔助觸點(7 區(qū))閉合自鎖Ml和 M2 旋轉(zhuǎn)，按下 SB2，砂輪和冷卻泵電動機停止。 在分析工作原

49、理的基礎(chǔ)上M7130平面磨床三臺電動機不能啟動的原因有以下幾種： 可能原因一：U1、V2、W12三相交流電源故障； 可能原因二：01電源電壓不是380V；可能原因三：轉(zhuǎn)換開關(guān)QS2扳至“吸合”時欠電流繼電器KA(34)未導通； 可能原因四：轉(zhuǎn)換開關(guān)QS2扳至“退磁”時QS2(34)故障； 可能原因五：電阻器FR1和FR2觸頭接觸不良；3.4.2電磁吸盤無吸力故障原因分析 電磁吸盤電路包括整流電路，控制電路和保護電路三部分。 整流變壓器 T1 將 220V 的交流電壓降為 145V，然后經(jīng)橋式整流器 VC 后輸出 110V 直流電壓。QS2 是電磁吸盤 YH 的轉(zhuǎn)換開關(guān)(又叫退磁開關(guān))，有“吸“

50、放松”和“退磁”三個位置。 如果有些工件不易退磁時，可將附件退磁器的插頭插入插座 XS，使工件在交變磁場的作用下進行退磁。 若將工件夾在工作臺上，而不需要電磁吸盤時，則應將電磁吸盤YH的X2插頭從插座上拔下,同時將轉(zhuǎn)換開關(guān)QS2扳到“退磁”位置，這時接在控制電路中QS2的常開觸頭(6區(qū))閉合，接通電 動機的控制電路。 電磁吸盤的保護電路是由放電電阻R3和欠電流繼電器KA組成。因為電磁吸盤的電感很大,當電磁吸盤從“吸合”狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺潘伞睜顟B(tài)的瞬間，線圈兩端將產(chǎn)生很大的自感電動勢，易使線圈或 使線圈或 使線圈或其他電器由于過電壓而損壞。電阻R3的作用是在電磁吸盤斷電瞬間給線圈提供放電通路， 吸收

51、線圈釋放的磁場能量。欠電流繼電器KA用以防止電磁吸盤斷電時工件脫出發(fā)生事故。 電阻 R1 與電容器 C 的作用是防止電磁吸盤回路交流側(cè)的過電壓。熔斷器 FU4 為電磁吸盤提供短路保護。 在分析電磁吸盤工作原理的基礎(chǔ)上M7130平面磨床電磁吸盤吸力不足的原因有以下幾種： 可能原因一：U1、V2、W12三相交流電源不是380V。 可能原因二：T1一次側(cè)電壓不是220V。 可能原因三：整流器輸出 205、206兩端電壓不是110V。 可能原因四：轉(zhuǎn)換開關(guān)QS2扳至(吸合)位置時，KA(209210)未導通。可能原因五：電磁吸盤接插器X2接觸不良?？赡茉蛄弘姶盼P斷電。3.4.3 故障可能原因分析

52、及處理措施 通過對M7130平面磨床三臺電動機和電磁吸盤工作原理的分析及故障的診斷，判斷出三臺電動機不能啟動的故障原因、電磁吸盤無吸力的故障原因如表3-1和表3-2所示。表3-1 三臺電動機不能啟動故障原因列表及處理辦法序號故障可能原因故障診斷方法處理措施1U1、V2、W12三相交流電源不是380V電壓法更換FU1201電源電壓不是380V 電壓法更換FU23QS2吸合欠電流繼電器KA(34)未導通電壓法更換KA(3-4)4QS2扳至退磁，拔掉電磁西盤插頭QS2(34)故障電阻法更換QS25電阻器FR1和FR2觸頭接觸不良電阻法重新聯(lián)接表3-2 電磁吸盤無吸力故障原因列表及處理辦法序號故障可能原因故障診斷方法處理措施1U1、V2、W12三相交流電源不是380V電壓法更換QS22T1一次側(cè)電壓不是220V 電壓法