T68卧式镗床电路实训

T68卧式镗床的实训说明

一、T68卧式镗床实训的基本组成

1、面板1

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。

2、面板2

面板上装有断路器、熔断器、接触器、热继电器、变压器等元器件，这些元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。

3、三相异步电动机

两个380V三相鼠笼异步电动机，分别用作主轴电动机（双速）和快速移动电动机。

4、故障开关箱

设有32个开关，其中K1到K25用于故障设置；K26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

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三、卧式镗床电气线路的工作原理

㈠结构及运动形式

1.结构：如下图所示

2.运动形式：（在上图中用箭头表示）

(1)主运动：镗杆（主轴）旋转或平旋盘（花盘）旋转。

(2)进给运动：主轴轴向（进、出）移动、主轴箱（镗头架）的垂直(上、下）移动、花盘刀具溜板的径向移动、工作台的纵向（前、后）和横向（左、右）移动。

(3)辅助运动：有工作台的旋转运动、后立柱的水平移动和尾架垂直移动。 主体运动和各种常速进给由主轴电机1M驱动，但各部份的快速进给运动是由快速进给电机2M驱动。 ㈡电气控制线路的特点

1、因机床主轴调速范围较大，且恒功率，主轴与进给电动机1M采用Δ/YY双速电机。低速时，1U1、1V1、1W1接三相交流电源，1U2、1V2、1W2悬空，定子绕组接成三角形，每相绕组中两个线圈串联，形成的磁极对数P=2；高速时，1U1、1V1、1W1短接，1U2、1V2、1W2端接电源，电动机定子绕组联结成双星形（YY），每相绕组中的两个线圈并联，磁极对数P=1。高、低速的变换，由主轴孔盘变速机构内的行程开关SQ7控制，其动作说明见表1。

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表1 主电动机高、低速变换行程开关动作说明

位置 触点 SQ7（11-12） 主电动机低速 关 主电动机高速 开 2.主电动机1M可正、反转连续运行，也可点动控制，点动时为低速。主轴要求快速准确制动，故采用反接制动，控制电器采用速度继电器。为主电动机的起动和制动电流，在点动和制动时，定子绕组串入电阻R。

3.主电动机低速时直接起动。高速运行是由低速起动延时后再自动转成高速运行的，以减小起动电流。

4.在主轴变速或进给变速时，主电动机需要缓慢转动，以保证变速齿轮进入良好啮合状态。主轴和进给变速均可在运行中进行，变速操作时，主电动机便作低速断续冲动，变速完成后又恢复运行。主轴变速时，电动机的缓慢转动是由行程开关SQ3和SQ5，进给变速时是由行程开关SQ4和SQ6以及速度继电器KS共同完成的，见表2。

表2 主轴变速和进给变速时行程开关动作说明

位变速孔盘拉置 出 触点 （变速时） SQ3（4-9） SQ3（3-13） SQ5（15-14） — + + 变速后变速孔盘推回 + — — 位变速孔盘拉置 出 触点 （变速时） SQ4（9-10） SQ4（3-13） SQ6（15-14） — + + 变速后变速孔盘推回 + — — 注：表中“+”表示接通；“—”表示断开 ㈢电气控制线路的分析 1.主电动机的起动控制

(1)主电动机的点动控制 主电动机的点动有正向点动和反向点动，分别由按钮SB4和SB5控制。按SB4接触器KM1线圈通电吸合，KM1的辅助常开触点（3-13）闭合，使接触器KM4线圈通电吸合，三相电源经KM1的主触点，电阻R和KM4的主触点接通主电动机1M的定子绕组，接法为三角形，使电动机在低速下正向旋转。

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松开SB4主电动机断电停止。

反向点动与正向点动控制过程相似，由按钮SB5、接触器KM2、KM4来实现。 (2)主电动机的正、反转控制 当要求主电动机正向低速旋转时，行程开关SQ7的触点（11-12）处于断开位置，主轴变速和进给变速用行程开关SQ3（4-9）、SQ4（9-10）均为闭合状态。按SB2，中间继电器KA1线圈通电吸合，它有三对常开触点，KA1常开触点（4-5）闭合自锁；KA1常开触点（10-11）闭合，接触器KM3线圈通电吸合，KM3主触点闭合，电阻R短接；KA1常开触点（17-14）闭合和KM3的辅助常开触点（4-17）闭合，使接触器KM1线圈通电吸合，并将KM1线圈自锁。KM1的辅助常开触点（3-13）闭合，接通主电动机低速用接触器KM4线圈，使其通电吸合。由于接触器KM1、KM3、KM4的主触点均闭合，故主电动机在全电压、定子绕组三角形联结下直接起动，低速运行。

当要求主电动机为高速旋转时，行程开关SQ7的触点（11-12）、SQ3（4-9）、SQ4（9-10）均处于闭合状态。按SB2后，一方面KA1、KM3、KM1、KM4的线圈相继通电吸合，使主电动机在低速下直接起动；另一方面由于SQ7（11-12）的闭合，使时间继电器KT（通电延时式）线圈通电吸合，经延时后，KT的通电延时断开的常闭触点（13-20）断开，KM4线圈断电，主电动机的定子绕组脱离三相电源，而KT的通电延时闭合的常开触点（13-22）闭合，使接触器KM5线圈通电吸合，KM5的主触点闭合，将主电动机的定子绕组接成双星形后，重新接到三相电源，故从低速起动转为高速旋转。

主电动机的反向低速或高速的起动旋转过程与正向起动旋转过程相似，但是反向起动旋转所用的电器为按钮SB3、中间继电器KA2，接触器KM3、KM2、KM4、KM5、时间继电器KT。

2.主电动机的反接制动的控制

当主电动机正转时，速度继电器KS正转，常开触点KS（13-18）闭合，而正转的常闭触点KS（13-15）断开。主电动机反转时，KS反转，常开触点KS（13-14）闭合，为主电动机正转或反转停止时的反接制动做准备。按停止按钮SB1后，主

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电动机的电源反接，迅速制动，转速降至速度继电器的复位转速时，其常开触点断开，自动切断三相电源，主电动机停转。具体的反接制动过程如下所述：

(1)主电动机正转时的反接制动 设主电动机为低速正转时，电器KA1、KM1、KM3、KM4的线圈通电吸合，KS的常开触点KS（13-18）闭合。按SB1，SB1的常闭触点（3-4）先断开，使KA1、KM3线圈断电，KA1的常开触点（17-14）断开，又使KM1线圈断电，一方面使KM1的主触点断开，主电动机脱离三相电源，另一方面使KM1（3-13）分断，使KM4断电；SB1的常开触点（3-13）随后闭合，使KM4重新吸合，此时主电动机由于惯性转速还很高，KS（13-18）仍闭合，故使KM2线圈通电吸合并自锁，KM2的主触点闭合，使三相电源反接后经电阻R、KM4的主触点接到主电动机定子绕组，进行反接制动。当转速接近零时，KS正转常开触点KS（13-18）断开，KM2线圈断电，反接制动完毕。

(2)主电动机反转时的反接制动 反转时的制动过程与正转制动过程相似，但是所用的电器是KM1、KM4、KS的反转常开触点KS（13-14）。

(3)主电动机工作在高速正转及高速反转时的反接制动过程可仿上自行分析。在此仅指明，高速正转时反接制动所用的电器是KM2、KM4、KS（13-18）触点；高速反转时反接制动所用的电器是KM1、KM4、KS（13-14）触点。 3.主轴或进给变速时主电动机的缓慢转动控制

主轴或进给变速既可以在停车时进行，又可以在镗床运行中变速。为使变速齿轮更好的啮合，可接通主电动机的缓慢转动控制电路。

当主轴变速时，将变速孔盘拉出，行程开关SQ3常开触点SQ3（4-9）断开，接触器KM3线圈断电，主电路中接入电阻R，KM3的辅助常开触点（4-17）断开，使KM1线圈断电，主电动机脱离三相电源。所以，该机床可以在运行中变速，主电动机能自动停止。旋转变速孔盘，选好所需的转速后，将孔盘推入。在此过程中，若滑移齿轮的齿和固定齿轮的齿发生顶撞时，则孔盘不能推回原位，行程开关SQ3、SQ5的常闭触点SQ3（3-13）、SQ5（15-14）闭合，接触器KM1、KM4线圈通电吸合，主电动机经电阻R在低速下正向起动，接通瞬时点动电路。主电动

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机转动转速达某一转时，速度继电器KS正转常闭触点KS（13-15）断开，接触器KM1线圈断电，而KS正转常开触点KS（13-18）闭合，使KM2线圈通电吸合，主电动机反接制动。当转速降到KS的复位转速后，则KS常闭触点KS（13-15）又闭合，常开触点KS（13-18）又断开，重复上述过程。这种间歇的起动、制动，使主电动机缓慢旋转，以利于齿轮的啮合。若孔盘退回原位，则SQ3、SQ5的常闭触点SQ3（3-13）、SQ5（15-14）断开，切断缓慢转动电路。SQ3的常开触点SQ3（4-9）闭合，使KM3线圈通电吸合，其常开触点（4-17）闭合，又使KM1线圈通电吸合，主电动机在新的转速下重新起动。

进给变速时的缓慢转动控制过程与主轴变速相同，不同的是使用的电器是行程开关SQ4、SQ6。

4.主轴箱、工作台或主轴的快速移动

该机床各部件的快速移动，由快速手柄操纵快速移动电动机2M拖动完成的。当快速手柄扳向正向快速位置时，行程开关SQ9被压动，接触器KM6线圈通电吸合，快速移动电动机2M正转。同理，当快速手柄扳向反向快速位置时，行程开关SQ8被压动，KM7线圈通电吸合，2M反转。 5.主轴进刀与开作台联锁

为防止镗床或刀具的损坏，主轴箱和工作台的机动进给，在控制电路中必须互联锁，不能同时接通，它是由行程开关SQ1、SQ2实现。若同时有两种进给时，SQ1、SQ2均被压动，切断控制电路的电源，避免机床或刀具的损坏。

四、T68卧式镗床电气线路的故障与维修

这里仅选一些有代表性的故障作分析和说明。

1.主轴的转速与转速指示牌不符 这种故障一般有两种现象：一种是主轴的实际转速比标牌指示数增加或减少一倍；另一种是电动机的转速没有高速档或者没有低速档。这两种故障现象，前者大多由于安装调整不当引起，因为T68镗床有18种转速，是采用双速电动机和机械滑移齿轮来实现的。变速后，1、2、4、6、8……档是电动机以低速运转驱动，而3、5、7、9……档是电动机以高速运转

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驱动。主轴电动机的高低速转换是靠微动开关SQ7的通断来实现，微动开关SQ7安装在主轴调速手柄的旁边，主轴调速机构转动时推动一个撞钉，撞钉推动簧片使微动开关SQ7通或断，如果安装调整不当，使SQ7动作恰恰相反，则会发生主轴的实际转速比标牌指示数增加或减少一倍。

后者的故障原因较多，常见的是时间继电器KT不动作，或微动开关SQ7安装的位置移动，造成SQ7始终处于接通或断开的状态等。如KT不动作或SQ7始终处于断开状态，则主轴电动机1M只有低速；若SQ7始终处于接通状态，则1M只有高速。但要注意，如果KT虽然吸合，但由于机械卡住或触点损坏，使常开触点不能闭合，则1M也不能转换到高速档运转，而只能在低速档运转。

2.主轴变速手柄拉出后，主轴电动机不能冲动，产生这一故障一般有两种现象：一种是变速手柄拉出后，主轴电动机1M仍以原来转向和转速旋转；另一种是变速手柄拉出后，1M能反接制动，但制动到转速为零时，不能进行低速冲动。产生这两种故障现象的原因，前者多数是由于行程开关SQ3的常开触点SQ3（4-9）由于质量等原因绝缘被击穿造成。而后者则由于行程开关SQ3和SQ5的位置移动、触点接触不良等，使触点SQ3（3-13）、SQ5（14-15）不能闭合或速度继电器的常闭触点KS（13-15）不能闭合所致。

3.主轴电动机1M不能进行正反转点动、制动及主轴和进给变速冲动控制 产生这种故障的原因，往往在上述各种控制电路的公共回路上出现故障。如果伴随着不能进行低速运行，则故障可能在控制线路13-20-21-0中有断开点，否则，故障可能在主电路的制动电阻器R及引线上有断开点，若主电路仅断开一相电源时，电动机还会伴有缺相运行时发出的嗡嗡声。

4.主轴电机正转点动、反转点动正常，但不能正反转 故障可能在控制线路4-9-10-11-KM3线圈-0中有断开点。

5.主轴电机正转、反转均不能自锁 故障可能在4-KM3（4-17）常开-17中。 6.主轴电机不能制动 可能原因有（1）速度继电器损坏，（2）SB1中的常开触点接触不良，（3）3、13、14、16号线中有脱落或断开，（4）KM2（14-16）、

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KM1（18-19）触点不通。

7.主轴电机点动、低速正反转及低速接制动均正常，但高、低速转向相反，且当主轴电机高速运行时，不能停机 可能的原因是误将三相电源在主轴电机高速和低速运行时，都接成同相序所致，把1U2、1V2、1W2中任两根对调即可。

8.不能快速进给 故障可能在2-24-25-26-KM6线圈-0中有断路。

五、T68卧式镗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紧固，各熔断器是否安装良好。 (2)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)确认主轴变速开关SQ3、SQ5，进给变速转换开关SQ4、SQ6分别处于“主轴运行”位（中间位置），然后对主轴电机、快速移动电机进行电气模拟操作。必要时也可先试操作“主轴变速冲动”、“进给变速冲动”。 (3)主轴电机低速正向运转：

条件：SQ7（11-12）断（实际中SQ7与速度选择手柄联动）

操作：按SB2→KA1吸合并自锁，KM3、KM1、KM4吸合，主轴电机1M“Δ”接法低速运行。按SB1，主轴电机制动停转。

(4)主轴电机高速正向运行：

条件：SQ7（11-12）通（实际中SQ7与速度选择手柄联动）

操作：按SB2→KA1吸合并自锁，KM3、KT、KM1、KM4相继吸合，使主轴电机1M接成“Δ”低速运行；延时后，KT（13-20）断，KM4释放，同时KT（13-22）闭合，KM5通电吸合，使1M换接成YY高速运行。按SB1→主轴电机制动停转。

主轴电机的反向低速、高速操作可按SB3，参与的电器有KA2、KT、KM3、KM2、KM4、KM5，可参照上面（3）、（4）步骤进行操作。

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(5)主轴电机正反向点动操作：按SB4可实现电机的正向点动，参与的电器有KM1、KM4：按SB5可实现电机的反向点动，参与的电器有KM2、KM4。

(6)主轴电机反接制动操作

当按SB2，主轴电机1M正向低速运行，此时：KS（13-18）闭合，KS（13-15）断。在按下SB1按钮后，KA1、KM3释放，KM1释放，KM4释放，SB1按到底后，KM4又吸合，KM2吸合，主轴电机1M在串入电阻下反接制动，转速下降至KS（13-18）断，KS（13-15）闭合时，KM2失电释放，制动结束。

当按SB2，主轴电机1M高速正向运行，此时：KA1、KM3、KT、KM1、KM5为吸合状态，速度继电器KS（13-18）闭合，KS（13-15）断。

在按下SB1按钮后，KA1、KM3、KT、KM1释放，而KM2吸合，同时KM5释放，KM4吸合，电机工作于“Δ”下，并串入电阻反接制动至停止。

在按SB3，电机工作于低速反转或高速反转时的制动操作分析，可参照上述分析对照进行。

(7)主轴变速与进给变速时的主轴电机瞬动模拟操作。 ①主轴变速：（主轴电机运行或停止均可）

操作：将SQ3、SQ5置“主轴变速”位，此时主轴电机工作于间隙地起动和制动。获得低速旋转，便于齿轮啮合。电器状态为：KM4吸合，KM1、KM2交替吸合。将此开关复位，变速停止。

注：实际机床中，变速时，“变速机械手柄”与SQ3、SQ5有机械联系，变速时带动SQ3、SQ5动作，而后复位。

②进给变速操作：（主轴电机运行或停止均可）

操作：将SQ4、SQ6置“主轴进给变速”位，电气控制与效果同上。 注：实际机床中，进给变速时，“进给变速机械手柄”与SQ4、SQ6开关有机械联系，变速时带动SQ4、SQ6动作，而后复位。

(8)主轴箱、工作台或主轴的快速移动操作：

均由快进电机2M拖动，电机只工作于正转或反转，由行程开关SQ9、SQ8完成

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电气控制。

注：实际机床中，SQ9、SQ8均有“快速移动机械手柄”连动，电机只工作于正转或反转，拖动均有机械离合器完成。

(9)SQ1、SQ2为互锁开关，主轴运行时，同时压动，电机即为停转；压动其中任一个，电机不会停转。

特别说明：装置初次试运行时，可能会出现主轴电机M1正转、反转均不能停机的现象，这是由于电源相序接反引起，此时应马上切断电源，把电源相序调换即可。

六、T68卧式镗床电气控制线路故障图及排除实训训练指导

1.实训内容

(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T68镗床主电路或电磁吸盘电路中，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。

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(3)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，虽然检查思路尚清楚，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。

(4)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。

(5)设置的故障点，必须与学生应该具有的修复能力相适应。

故障设置一览表

故障开关 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 故障现象 机床不能启动 主轴正转不能启动 主轴正转不能启动 机床不能启动 主轴反转不能启动 主轴反转不能启动 主轴正转不能启动 反转启动只能点动 主轴不能启动 主轴无高速 主轴、快速移动电动机不能启动 停止无制动 停止无制动 主轴电机不能正转 主轴只能电动控制 备注 主轴电动机、快速移动电动机都无法启动。 按下正转启动按钮无任何反应。 按下正转启动按钮无任何反应。 主轴电动机、快速移动电动机都无法启动。 按下反转启动按钮无任何反应。 按下反转启动按钮无任何反应。 正转启动，KA1吸合，其它无动作； 反转启动，KA2吸合，其它无动作 正转启动正常，按下SB3反转启动时只能点动。 正转启动，KA1吸合，其它无动作； 反转启动，KA2吸合，其它无动作 选择高速时，KT、KM5无动作。 正转启动，KA1、KM3吸合，其它无动作； 反转启动，KA2、KM3吸合，其它无动作； 按下SQ8、SQ9无任何反应。 反转正常。 正、反不能启动，只能电动控制。 41

K11 K12 K13 K14 K15

K16 K17 K18 K19 K20 K21 K22 K23 K24 K25 主轴电机 不能反转 主轴、快速电机不能启动 主轴正转只能点动 主轴无高速 主轴反转只能点动 主轴无高速 不能快速移动 快速电机不能正转 快速电机不能反转 快速电机不转 正转正常。 KM4、KM5不能吸合； 按SQ8、SQ9无反应。 KM4（低速）、KM5（高速）不能保持。 KT动作，KM4不会释放，KM5不能吸合。 KM4（低速）、KM5（高速）不能保持。 KT动作，KM4释放，KM5不能吸合。 主轴正常。 KM6、KM7能吸合，但电机不转。

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