论文-《Z3050摇臂钻床机床屏柜实训装置调试与排故》 本文简介：
毕业设计说明书课题名称：《Z3050摇臂钻床机床屏柜实训装置调试与排故》摘要本论文是研究机械加工中常用的Z3050摇臂钻床电气故障问题，旨在解决传统继电器接触器电气控制系统由于线路复杂可靠性低产生的各类故障。由于机床本身结构复杂，电气控制系统线路繁杂，元件多且稳定性较低，发生故障后若不能迅速判断出故
论文-《Z3050摇臂钻床机床屏柜实训装置调试与排故》 本文内容：
毕业设计说明书课题名称：《Z3050摇臂钻床机床屏柜实训装置调试与排故》摘要
本论文是研究机械加工中常用的Z3050摇臂钻床电气故障问题，旨在解决传统继电器接触器电气控制系统由于线路复杂可靠性低产生的各类故障。
由于机床本身结构复杂，电气控制系统线路繁杂，元件多且稳定性较低，发生故障后若不能迅速判断出故障发生的位置与原因，将很难处理机床所产生的各类故障。因此本论文依据摇臂钻床电路图分析了Z3050摇臂钻床的控制原理，了解摇臂钻床的工作流程与状态，同时对各类常见故障进行了判断与分析，进而能在机械故障的时候迅速判断出故障点并排除故障。并且在检修的同时对摇臂钻床进行定期保养和维护，大大降低了摇臂钻床的故障率，提高了摇臂钻床的使用寿命，而且工作效率大大增加。关键词：摇臂钻床，维修，电气控制系统
abstract
This
paper
is
to
study
the
electrical
problem
of
Z3050
radial
drilling
machine
commonly
used
in
machining.
It
aims
to
solve
all
kinds
of
faults
caused
by
the
complex
and
low
reliability
of
the
traditional
relay
electrical
control
system.
Due
to
the
complex
structure
of
the
machine
itself,
the
electrical
control
system
lines
are
complicated,
the
components
are
more
stable
and
the
stability
is
low.
If
it
fails
to
judge
the
position
and
the
cause
of
the
fault
quickly
after
the
fault,
it
will
be
difficult
to
deal
with
all
kinds
of
faults
caused
by
the
machine.
Therefore,
this
paper
analyzes
the
control
principle
of
the
Z3050
radial
drilling
machine
according
to
the
circuit
diagram
of
the
radial
drilling
machine,
and
understand
the
working
flow
and
state
of
the
radial
drilling
machine.
At
the
same
time,
it
judges
and
analyzes
all
kinds
of
common
faults,
and
can
judge
the
mechanical
failure
Fault
point
and
troubleshooting.
And
maintenance
and
maintenance
of
the
radial
drilling
machine
at
the
same
time,
greatly
reducing
the
failure
rate
of
the
radial
drilling
machine,
improve
the
service
life
of
the
radial
drilling
machine,
and
greatly
increase
the
working
efficiency.Keywords:
radial
drilling
machine,
maintenance,
electrical
control
system
目录
第1章
绪论
1
1.1
摇臂钻床简介
1
1.2
设计目的与意义
1
1.3?摇臂钻床外形结构
1
1.4?
摇臂钻床电气拖动特点及控制要求
2
第2章Z3050摇臂钻床机床屏柜电路分析
6
2.1主电路分析
6
2.2控制电路分析?
7
2.3
摇臂钻床照明、指示电路分析
8
第3章
Z3050型摇臂钻床屏柜的调试
9
3.1机床屏柜的调试前检查
9
3.2
机床屏柜柜的调试
9
3.2.1
主电动机旋转与停止
9
3.2.2立柱和主轴箱的松开或夹紧
9
3.2.3冷却泵的启动和停止
10
3.2.4?摇臂上升和下降
10
3.2.5摇臂的升降距离
11
第4章
摇臂钻床屏柜常见电气故障的诊断与检修
13
4.1
电气设备维修的要求
13
4.2故障维修相关说明?
13
4.3
常见故障检修方法
14
4.3.1初步检查
14
4.3.2调查情况?
14
4.3.3通电试车?
14
4.3.4具体观察?
15
4.3.5逻辑分析法?
15
4.3.6用仪器仪表检查
15
4.4常见故障的现象的诊断
17
4.4.1缺相?
17
4.4.2死机?
17
4.4.3二次电路中某支路的功能不能操作实现
17
4.4.4不能自锁?
17
4.4.5电路短路
18
4.4.6立柱，主轴箱不能夹紧（或松开）
18
4.4.7立柱，主轴箱能夹紧，但放开按钮后，立柱，主轴箱却松开
18
4.4.8
摇臂升降运动的故障
18
4.4.9主轴电动机M2的故障
20
4.4.10各台电动机均不能启动?
20
4.5特殊故障的分析
20
4.6
Z3050摇臂钻床安全操作规程
21
4.7日常保养内容和要求
22
4.8定期保养的内容和要求
22
总?结
23
参考文献
24
致谢
25
第1章
绪论
1.1
摇臂钻床简介
摇臂钻床?英文名称：radial?drilling?machine?定义：摇臂可绕立柱回转和升降，通常主轴箱在摇臂上作水平移动的钻床。摇臂钻是钻床的一个分支，以横臂可以绕立柱旋转而得名。按机械原理分：机械型、液压型。按钻孔大小分类：25、32、40、35、50、63、80、100、120。?
钻床是一种孔加工设备，可以用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。按用途和结构分类，钻床可以分为立式钻床、台式钻床、多孔钻床、摇臂钻床及其他专用钻床等。在各类钻床中，摇臂钻床操作方便、灵活，适用范围广，具有典型性，特别适用于单件或批量生产带有多孔大型零件的孔加工，是一般机主轴箱可在摇臂上左右移动，并随摇臂绕立柱回转±180°的钻床。摇臂还可沿外柱上下升降，以适应加工不同高度的工件。较小的工件可安装在工作台上，较大的工件可直接放在机床底座或地面上。摇臂钻床广泛应用于单件和中小批生产中，加工体积和重量较大的工件的孔。摇臂钻床加工范围广，可用来钻削大型工件的各种螺钉孔、螺纹底孔和油孔等。摇臂钻床的主要变型有滑座式和万向式两种。滑座式摇臂钻床是将基型摇臂钻床的底座改成滑座而成，滑座可沿床身导轨移动，以扩大加工范围，适用于锅炉、桥梁、机车车辆和造船等行业。万向摇臂钻床的摇臂除可作垂直和回转运动外，并可作水平移动，主轴箱可在摇臂上作倾斜调整，以适应工件各部位的加工。此外，还有车式、壁式和数字控制摇臂钻床等。
1.2
设计目的与意义
本论文是研究Z3050摇臂钻床电气屏柜调试及检修，旨在解决传统继电器接触器电气控制系统由于线路复杂可靠性低产生的各类故障。
由于机床本身结构复杂，电气控制系统线路繁杂，元件多且稳定性较低，发生故障后若不能迅速判断出故障发生的位置与原因，将很难处理机床所产生的各类故障。因此本论文依据摇臂钻床电路图分析了Z3050摇臂钻床屏柜的控制原理，了解摇臂钻床的工作流程与状态，同时对各类常见故障进行了判断与分析，进而能在机械故障的时候迅速判断出故障点并排除故障。并且在检修的同时对摇臂钻床进行定期保养和维护，大大降低了摇臂钻床的故障率，提高了摇臂钻床的使用寿命，工作效率也大大增加。
1.3?摇臂钻床外形结构
摇臂钻床主轴箱可在摇臂上移动，并随摇臂绕立柱回转的钻床。摇臂还可沿立柱上下移动，以适应加工不同高度的工件。较小的工件可安装在工作台上，较大的工件可直接放在机床底座或地面上。?
摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱及工作台等部分组成，如图
1所示。?
内立柱固定在底座的一端，在其外面套有外立柱，外立柱可绕内立柱回转360度。摇臂的一端为套筒，它套装在外立柱做上下移动。由于丝杆与外立柱连成一体，而升降螺母固定在摇臂上，因此摇臂不能绕外立柱转动，只能与外立柱一起绕内立柱回转。
主轴箱是一个复合的部件，具有主轴及主轴旋转部件和主轴进给的全部变速和操纵机构。主轴箱可沿着摇臂上的水平结构将外立柱紧固在内立柱上，摇臂紧固在外立柱上，主轴箱紧固在摇臂导轨上，然后进行钻削加工。
根据工件高度的不同，摇臂借助于丝杆可以靠着主轴箱沿外立柱上升下降，在升降之前，应将摇臂与外立柱松开，再进行升降，当到达升降所需要的位置时，摇臂能自动夹紧在外立柱上。
图1.1
Z3050摇臂钻床实物图
1
内外立柱、2
摇臂、3
电动机、5
主轴、
6
工作台、7底座、8、升降丝杆
9、主轴箱
1.4?
摇臂钻床电气拖动特点及控制要求
Z3050摇臂钻床运动部件较多，为了简化传动装置，采用4台电机拖动。他们分别是主轴电动机（M2），摇臂升降电动机（M3），液压泵电动机（M4）和冷却泵电动机（M1），这电动机都采用直接启动方式。?
为了适应多种形式的加工要求，摇臂钻床主轴的旋转及进给运动有较大的调速范围，但这些调速都是机械调速，对电动机无任何调速要求。从结构上看，主轴变速结构与进给变速机构应该放在提供变速箱内，而且两种运动由一台电动机拖动是合理的。一般情况下由机械变速机构实现。主要变速机构与进给变速机构均装在主轴箱内。?
在加工螺纹时，要求主轴能正反转。摇臂钻床主轴正反转一般采用机械方法实现，因此主轴电动机仅需要单向旋转。
摇臂升降由单独电动机拖动，要求能实现正反转。
摇臂的夹紧与放松及立柱的夹紧与放松由一台异步电动机配合液压装置来完成，要求这台电动机能正反转。摇臂的回转和主轴箱的径向移动在中小型摇臂钻床上都采用手动。
钻削加工时，为对刀具工件进行冷却，需由一台冷却泵电动机拖动冷却泵输送冷却液。钻床有时用来攻丝，所以要求主轴有可以正反转的摩擦离合器来实现正反转运动，Z3050型是靠机械转换实现正反转运动的。Z3050型摇臂钻床的运动有以下几种。
主运动：主轴带动钻头的旋转运动。
进给运动：钻头的上下移动。
辅助运动：主轴箱沿摇臂水平移动，摇臂沿外立柱上下移动和摇臂连同外立柱一起相对于内立柱回转。
具有连锁与保护环节以及安全照明、信号指示电路。图1.2
Z3050摇臂钻床电路图
如图2.1所示，图中各元器件的符号与功能
FU1：电路总保险，整个模拟电路板短路保护
FU2：升降、松紧电机总保险，升降、松紧电机短路保护
FU3：机床照明灯短路保护
KM1：控制主轴电动机M2运转
KM2：控制摇臂电动机M3正转，使摇臂上升
KM3：控制摇臂电动机M3反转，使摇臂下降
KM4:
控制液压泵电动机M4正转，使摇臂放松
KM5：控制液压泵电动机M4反转，使摇臂夹紧
FR2：松紧电机M4热保护
FR1：主轴电机M2热保护
TC：初级输入380V,次级输出：110V供二次电路接触器、时间继电器
SB1：主轴电动机M2停止按钮
SB2：主轴电动机M2启动按钮
SB3：摇臂电动机M3上升控制按钮
SB4：摇臂电动机M3下降控制按钮
SB5：立柱、主轴箱电动机M4放松按钮
SQ1-1：摇臂电动机M3上升时的上限位开关
SQ1-2：摇臂电动机M3下降时的下限位开关
SQ2：摇臂放松行程开关
SQ3：主轴箱限位开关
SQ4：松紧按钮指示灯的控制第2章Z3050摇臂钻床机床屏柜电路分析
2.1主电路分析
M2是主轴电动机，由交流接触器KM1控制，只要求单方向旋转，主轴的正反转由机械手柄操作。M2装在主轴箱顶部，带动主轴及进给传动系统，热继电器FR1是过载保护元件，短路保护电器是总电源开关中的电磁脱扣装置。?
M3是摇臂升降电动机，装于主轴顶部，用接触器KM2和KM3控制正反转。因为该电动机短时间工作，故不设过载保护电器。?
M4是液压油泵电动机，可以做正向转动和反向转动。正向旋转和反向旋转的启动与停止由接触器KM4和KM5控制。热继电器FR2是液压油泵电动机的过载保护电器。该电动机的主要作用是供给夹紧装置压力油，实现摇臂和立柱的夹紧和松开。?
M1是冷却泵电动机，功率很小，由开关直接启动和停止。?
图2.1
Z3505摇臂钻床主电路图
2.2控制电路分析?
按启动按钮SB2，交流接触器KM1吸合并自锁，主电动机M2旋转；按停止按钮SB1，交流接触器KM1释放，主电动机M2停止旋转。?
为了防止主电动机长时间过载运行，电路中设置热继电器FR1，其整定值应根据主时机M1的额定电流进行调整。?图2.2
Z3505摇臂钻床控制电路图
按上升（或下降）按钮SB3（SB4），时间继电器KT吸合，使交流接触器KM4得电吸合，液压泵电动机M4旋转，压力油经分配阀进入摇臂松开油腔，推动活塞和菱形块使摇臂松开。同时活塞杆通过弹簧片压限位开关SQ2，使交流接触器KM4失电释放，交流接触器KM2或（KM3）得电吸合，液压泵电动机M4停止旋转，升降电动机M3旋转，带动摇臂上升（或下降）。如果摇臂没有松开，限位开关SQ2常开触点不能闭合，交流接触器KM2（或KM3）就不能得电吸合，摇臂不能升降。当摇臂上升（或下降）到所需的位置时，松开按钮SB3（或SB4），交流接触器KM2（或KM3）和时间继电器KT失电释放，升降电动机M3停止旋转，摇臂停止上升（或下降）。
由于时间继电器KT失电释放，经1～3.5秒延时后，其延时闭合的常闭触点闭合，交流接触器KM5得电吸合，液压泵电动机M4反向旋转，供给压力油，压力油经分配阀进入摇臂夹紧油腔，使摇臂夹紧。同时活塞杆通过弹簧片压限位开关SQ3，使交流接触器KM5失电释放，液压泵电动机M4停止旋转。
行程开关SQ1、SQ5用来限制摇臂的升降行程，当摇臂升降到极限位置时，SQ1（或SQ5）动作，交流接触器KM2（或KM3）断电，升降电动机M3停止旋转，摇臂停止升降。?
摇臂的自动夹紧是由限位开关SQ3来控制的。如果液压夹紧系统出现故障，不能自动夹紧摇臂或者由于SQ3调整不当，在摇臂增值紧后不能使SQ3的常闭触点断开，都会使液压泵电动机处于长时间过载运行状态，造成损坏。为了防止损坏液压泵电动机，电路中使用热继电器FR2，其整定值应根据液压泵电动机M4的额定电流进行调整。?
立柱和主轴箱的松开或夹紧是同时进行的。按松开（或夹紧）按钮SB5（或SB6）电磁铁YA失电不吸合，液压泵电动机M4正转或反转，给压力油。压力油经分配阀进入立柱和主轴箱松开（或夹紧）油腔，推动活塞和菱形块使立柱和主轴箱分别松开（或夹紧）。?
合上或断开开关QS2，就可接通或切断电源，实现冷却泵电动机M1的启动和停止。
2.3
摇臂钻床照明、指示电路分析
照明、指示电路的电源也由控制变压器
TC
降压后提供
24V、6V
的电压，由熔断器
FU3、FU2
做短路保护，EL
为工作照明灯。HL3
为主轴工作指示灯。HL1
和
HL2为放松、夹紧指示灯。第3章
Z3050型摇臂钻床屏柜的调试
3.1机床屏柜的调试前检查
1．常规检查
根据
Z3050
型摇臂钻床的电气原理图，对安装完毕的机床屏柜逐线检查，核对线号，防止错误，漏接；检查各接线端子的情况是否有虚接情况，以及时改正。
2．用万用表检查
在不通电的情况下，用欧姆档进行线路的通断检查。具体如下：
（1）检查主线路
断开
FU1
和
FU2
与各电动机
M1、M2、M3、M4
的电路有关的三个电源线，用万用表的
R×100
档，将两个表笔分别接到熔断器的两端，此时电阻应该为
0，否则有断路现象；各个相线，电阻应该为无穷大。
（2）
检查控制电路
将表笔分别接在1号线和0号线，此时电阻应该为无穷大，若电阻为零，说明电路短路。强行将继电器KM1顶住使它动作，同时按下SB2开关，此时表笔应该动作归零，若任然没有反应，说明电路断路。
3.2
机床屏柜柜的调试
经以上检查准确无误后，可以进行通电测试。
断开主电路，接通电源开关，使控制电路得电，检查控制电路的工作情况。如检查接触器的控制作用，自锁、连锁的功能，开关的作用。如果有异常，切断电源开关检查原因。
在第一步的基础上，接通主电路，先检查电动机的转向和转速，再检查指示信号和照明灯的完好性。
在第一步和第二步通过之后，即可进行调试。在钻床电气线路和所有机械部件安装调试后，
按照
Z3050
型摇臂钻床的各项性能指标及工艺要求，进行逐项调试。
3.2.1
主电动机旋转与停止
按启动按钮“SB2”，此时交流接触器KM1应该得电吸合并自锁，主电动机M2启动运行，同时指示灯HL3亮；再按停止按钮“SB1”，交流接触器KM1释放，主电动机M2停止旋转，同时指示灯HL3熄灭。
3.2.2立柱和主轴箱的松开或夹紧
立柱和主轴箱的松开或夹紧是同时进行的。“SB5”和“SB6”分别为松开与夹紧控制按钮，由它们点动控制KM4，KM5→控制MK3的正反转，由于“SB5”，“SB6”的动断触点串联在YA线圈支路中。所以在操作“SB5”，“SB6”
使M3点动作的过程中，电磁阀线圈不吸合，液压泵供出的压力油进入主轴箱和立柱的松开，夹紧油腔，推动松紧机构实现主轴箱和立柱的松开夹紧。同时，由行程开关“SQ4”控制指示灯发出信号：主轴箱和立柱夹紧时，“SQ4”的动断触点断开而动合触点闭合，指示灯HL1灭，HL2亮，反之，在松开时“SQ4”复位，HL1亮而HL2灭。
3.2.3冷却泵的启动和停止
合上或断开开关QS2，就可接通或切断电源，实现冷却泵电动机M1的启动和停止。
3.2.4?摇臂上升和下降
图3.1
Z3050
摇臂钻床机床屏柜摇臂升降机构
Z3050型摇臂钻床摇臂的升降由M3拖动,“SB3”和“SB4”分别为摇臂升，降的点动按钮，由“SB3”，“SB4”和MK2，MK3组成具有双重互锁的M3正反转点动控制电路。
在摇臂上降之前，先要把摇臂松开，再由M3驱动升降，摇臂升降到位后再将其重新夹紧。而摇臂的松紧是由液压系统完成的。在电磁阀YA线圈通电吸合的条件下，液压泵电动机M4正转，正向供出压力油进入摇臂的松开油腔，推动松开机构使摇臂松开，摇臂松开后，行程开关“SQ2”动作，“SQ3”复位；若M4反转，则反向供出压力油进入摇臂的夹紧油腔，推动夹紧机构使摇臂夹紧，摇臂夹紧后，行程开关“SQ3”动作，“SQ2”复位。由此可见，摇臂升降的电气控制是与松紧机构液压与机械系统（M4与YA）的控制配合进行的。
摇臂上升，按住摇臂上升按钮“SB3”→“SB3”动断触点断开，切断KM3线圈支路；“SB3”动合触点闭合→时间继电器KT线圈通电→KT动合触点闭合，KM4线圈通电，M4正转；延时动合触点闭合，电磁阀YA线圈通电，摇臂松开→行程开关“SQ2”动作→“SQ2”动断触点断开，KM4线圈断电，M4停转；“SQ2”动合触点闭合，KM2线圈通电，M3正转，摇臂上升→摇臂上升到位后松开“SB3”→KM2线圈断电，M2断电，M2停转；KT线圈断电→延时1-3s，KT动合触点断开，YA线圈通过“SQ3”→仍然通电；KT动断触点闭合，KM5线圈通电，M4反转，摇臂夹紧→摇臂夹紧后压下行程开关“SQ3”，“SQ3”动断触点断开，YA线圈断电；KM5线圈断电，M4停转。
摇臂下降由“SB4”控制KM3→M2反转来实现，过程和摇臂上升类似。时间继电器KT的作用是在摇臂升降到位，M3停转后，延时1-3s再起动M4将摇臂夹紧，延时时间视从M3停转到摇臂静止的时间长短而定，KT为断电延时类型。
摇臂松开油行程开关“SQ2”发出信号，而摇臂夹紧后由行程开关“SQ3”发出信号。
3.2.5摇臂的升降距离
图3.2
Z3050摇臂钻床升降距离调试
升降移动前先使摇臂夹紧机构到放松位置，当控制系统检测到放松到位信号后液压泵停止工作。移动电机开始工作，移动开始，移动到位后，移动电机停止工作，经1.5秒延时后，液压泵电机开始工作，使摇臂夹紧机构开始夹紧，在控制系统检测到夹紧到位信号时，控制系统使液压泵电机停止工作一个升降循环过程结束。由摇臂上升或下降的动作过程可知，摇臂移动的前提是摇臂完全松开，此时活塞杆通过弹簧片压下行程开关SQ2，电动机M3停止运转，电动机M2启动运转，带动摇臂上升或下降。若SQ2的安装位置不当或发生偏移，这样摇臂钻虽然完全松开，活塞杆仍压不上行程开关SQ2，致使摇臂不能移动;有时电动机M2的电源相序接反，此时按下摇臂上升或下降按钮，电动机M3反转，使摇臂夹紧，更压不上行程开关SQ2了，摇臂也不能上升或下降。
图3.3
Z3050摇臂油路模拟装置
注意事项：
（1）测试人员在调试之前必须熟悉生产机械结构，
操作规程和电气系统的工作要求。
（2）通电时先接通主电源，断电时，顺序相反。
（3）通电后注意各种现象，随时做好断电准备，防止意外的发生。如有异常，应该立即停止，待查明原因之后再继续进行。（注：未查明原因不得强行断电）
第4章
摇臂钻床屏柜常见电气故障的诊断与检修
电气控制线路在运行中会发生各种故障，造成停机或事故而产生影响。因而，学会分析电气控制线路故障所在，找出发生故障的原因，掌握迅速排除故障的方法是非常必要的。
一般工业用设备由机械，电气两大部分组成，因而其故障也多发生在这两部分，尤其是电气部分，如电机绕组与电气线圈的烧毁，电气元件的绝缘击穿与短路等。然而，大多数电气控制线路故障是由于电气元件调整不当，动作失灵或零件损坏引起的。为此，应加强电气控制线路的维护与检修，及时排除故障，确保其安全运行。
4.1
电气设备维修的要求
电气设备发生故障后，维修人员应能及时、熟练、准确、迅速安全地查出故障，并加以排除，尽快恢复设备的正常运行。对电气设备维修的一般要求是：
1．采取的维修步骤和方法必须正确，切实可行。
2．不得损坏完好的元器件。
3．不得随意更換元器件及连接导线的型号规格。
4．不得擅自改动线路。
5．损坏的电气装置应尽量修复使用，但不得降低其固有的性能。
6．电气设备的各种保护性能必须滿足使用要求。
7．电气绝缘合格，通电试車能滿足电路的各种功能，控制环节的动作程序符合要求。
8．修理后的电器元件必须滿足其质量标准要求。电器元件检修质量标准是：
（1）外观整洁，无破损和碳化现象。
（2）所有的触头均应完整、光洁，接触良好。
（3）压接导线的螺丝和垫圈完整无缺。
（4）压力弹簧和反作用力弹簧应具有足够的弹力。
（5）操纵、复位机构都必须灵活可靠。
（6）灭弧罩完整、清洁，安装牢固。
（7）各继电器整定数值大小应符合电路使用要求。
（8）检修完后，导线应整齐放进线槽，并盖好线槽盖。
（9）指示装置能正常发出信号。
4.2故障维修相关说明?
①根据设备电气控制原理来分析并确定摇臂钻床故障产生的部件
从摇臂钻床故障现象为切入点，根据对应线路的原理图进行分析，通路分析找到引起故障的部件并判断故障产生的原因。
②通过对摇臂钻床进行整体观察，各部件是否在正常使用状态
在判断出引起故障的部件后，需要对摇臂钻床部件周围的相关电器元件进行检查，并根据经验确定摇臂钻床维修细节。举例说明：当发现线头脱落时、接触器KM4或IOD5的触头接触不良或焊牢、接触器的密封圈损坏这些细节问题对我们分析摇臂钻床故障及解决有所帮助。
③利用工具(万用表)进行检查，进行摇臂钻床维修故障最后的确认
在经过以上两个步骤的的检查后，就需要使用万用表对摇臂钻床故障进行最后的确认。万用表检查可以在断电的基础上，利用万用表的电阻测量法和电压测量法进行分析。
(a).万用表电压测量法
在接通QS1电源开关之前，应该首先分析线路是否有短路情况，排除短路原因之后，接通QST电源开关，根据电气原理图测试对应电路电压值，是否符合线路要求。
(b).万用表电阻测量法
关闭QS1电源，将十字开关SA放置中间断电位置，将万用电表调节按钮，放到电阻档位上，进行分别测量，查询故障发生的位置，再检查电动机通路和电阻数字情况。
4.3
常见故障检修方法
电气设备故障的类型大致可分两大类，一类是有明显外表特征并容易被发现的。例如电动机、电器的显著发热、冒烟甚至发出焦臭味或火花等。另一类是沒有外表特征的，此类故障常发生在控制电路中，由于元件调整不当，机械动作失灵，触头及压接线端子接触不良或脫落，以及小零件损坏，导线断裂等原因所引起。采用的检測判断方法、手段和步骤如下：
4.3.1初步检查
当电气故障发生后，切忌盲目随便动手检修。在检修前，通过看、听、摸、闻来了解故障前后的操作情况和故障发生后出现的异常现象，寻找显而易见的故障，或根据故障现象判断出故障发生的原因及部位，进而准确地排除故障。对电器进行外观检查，外观检查时应在断电下进行。直观法是通过人的眼睛或其他感觉器官，根据电器故障的外部表现，通过看、闻、听等手段，去发现故障检查、判定故障的一种检修方法。直观法是最基本的检查故障的方法之一，实施过程应坚持先简单后复杂、先外面后里面的原则。
4.3.2调查情况?
了解故障外部表现、大致部位、发生故障时环境情况。如是否有人修理过，修理的内容等等。观察有关电器外部有无损坏、连线有无断路、松动，绝缘有无烧焦，螺旋熔断器的熔断指示器是否跳出，电器有无进水、油垢，开关位置是否正确等。
4.3.3通电试车?
通过初步检查，确认通电后不会使故障进一步扩大和造成人身、设备事故后，可通电试车检查，试车中要注重有无严重跳火、异常气味、异常声音等现象，一经发现应立即停车，切断电源。注重检查电器的温升及电器的动作程序是否符合电气设备原理图的要求，从而发现故障部位。
4.3.4具体观察?
（1）观察火花?
电器的触点在闭合、分断电路或导线线头松动时会产生火花，因此可以根据火花的有无、大小等现象来检查电器故障。例如，正常紧固的导线与螺钉间发现有火花时，说明线头松动或接触不良。电器的触点在闭合、分断电路时跳火说明电路通，不跳火说明电路不通。控制电动机的接触器主触点两相有火花、一相无火花时，表明无火花的一相触点接触不良或这一相电路断路；三相中两相的火花比正常大，别一相比正常小，可初步判定为电动机相间短路或接地；三相火花都比正常大，可能是电动机过载或机械部分卡住。在辅助电路中，接触器线圈电路通电后，衔铁不吸合，要分清是电路断路还是接触器机械部分卡住造成的。可按一下启动按钮，如按钮常开触点闭合位置断开时有稍微的火花，说明电路通路，故障在接触器的机械部分；如触点间无火花，说明电路是断路。?
（2）观察动作程序?
电器的动作程序应符合电气说明书和图纸的要求。如某一电路上的电器动作过早、过晚或不动作，说明该电路或电器有故障。另外，还可以根据电器发出的声音、温度、压力、气味等分析判定故障。运用直观法，不但可以确定简单的故障，还可以把较复杂的故障缩小到较小的范围。?
直观法检测的综合性较强，检测往往贯穿在整个修理的全过程，它是同检修人员的经验、理论知识和专业技能等紧密结合起来的，要运用自如，需要大量地实践，才能熟练地掌握。
4.3.5逻辑分析法?
逻辑分析法是根据电气控制电路的工作原理、控制环节的动作顺序以及它们之间的联系，结合故障现象做具体的分析，迅速地缩小故障范围，从而判断出故障所在，这种方法是一种以准确为前提，以快速为目的的检查方法，特别适用于对复杂电路的故障检查。
4.3.6用仪器仪表检查
（1）断电检查法
断电检查是用万用表的电阻档检查，也叫电阻法。电阻法就是在电路切断电源后用仪表測量两点之间的电阻值，通过对电阻值的对比，
进行电路故障检測的一种方法。在继电接触器控制系统中，当电路存在断路和元器件触点接触不良等故障时，利用电阻法进行检查，可以找到故障点。采用电阻法查找故障的优点是安全，缺点是測量电阻值不准确时易产生误判断；如被測电路与其他电路并联連接时，应将该电路与其他并与其他并联电路断开，否则会产生误判断；測量高电阻值的元器件时，万用表的选择开关应旋至合适的电阻挡。它分为电阻分阶測量法、电阻分段測量法两种。
①电阻分阶測量法
例控制回路电源正常，按下启动按钮，接触器不吸合，表明控制电路存在断路故障。
电阻法測量前先断开电源，
将万用表转換开关置于
R×10
（或R×100）挡，以一点为基准，分别对各段电阻进行測量。
②电阻分段測量法
用万用表电阻档逐段測量相邻点之间的电阻。
（2）通电检查法
通电检查法又称为电压法。电压法就是机床电路在带电情况下，測量各节点之间的电压值，与机床正常工作时电压值进行比較，以此来判断故障点及故障元件。此方法提高了故障识别的准确性，是故障检測采用最多的方法。
①
试电笔检查
是检验导线和电气设备是否带电的一种常用检測工具，
但只适用于检測对地电位高于氖管起輝电压（60～80V）的场所，只能作定性检測，不能作定量检測。当电路接有控制和照明变压器时，用试电笔无法判断电源是否缺相；因此只能作为验电工具。
②电压法
是用万用表电压档測量线路的电压。它的測量范围很大，交直流电压均能測量，是使用最多的一种測量工具。检測前应将万用表的转換开关拨至合适的电压倍率档，将測量值与正常值比較，然后作出分析判断，常采用电压交叉測量法、电压分阶測量法及电压分段測量法，来检查电路中的故障。使用万用表档位一定不要打错，防止仪表短路烧坏。
（3）跨接线法
跨接线法亦称短接法，就是在怀疑断路的部位用一根绝缘良好的导线短接，若短接处电路接通，则表明该处存在断路故障。此方法是带电作业，一定要注意安全，短接前要看清电路，防止短接错误，烧坏电器设备；二是短接法只适用于检查連接导线及触头一类的断路故障，绝对不能将导线跨接在负载两端，如线圈、绕组、电阻等；不能在主回路使用，以免造成人为短路和触电事故。
总之，电气控制线路的故障不是千篇一律的，就是同一种故障现象，发生的部分也并不是一定相同，所以采用故障检修的一般步骤
和方法时，不要生搬硬套，而因按不同的故障情况灵活处理，力求迅速准确地找出故障点。
在实际检修工作中，应做到每次排除故障后，及时总结经验，并估摸好检修记录，作为要按以备日后维修时参考，并要通过对历次的故障的分析和检修，此啊去积极的措施，防止再次发生类似的故障。
（4）逐步开路法?
碰到难以检查的短路或接地故障，可重新更换熔体，把多支路交联电路，一路一路逐步
或重点地从电路中断开或接入，然后通电试验，若熔断器一再熔断，故障就在刚刚断开或接入的这条电路上。然后再将这条支路分成几段，逐段地接入电路。当接入某段电路时熔断器又熔断，故障就在这段电路及某电器元件上。也可以换上新熔断器逐步或重点地将各支路一条一条的接入电源，重新试验。当接到某段时熔断器又熔断，故障就在刚刚接入的这条电路及其所包含的电器元件上。这种方法简单，但容易把损坏不严重的电器元件彻底烧毁。也容易造成故障扩大。
（5）元件置换法?
某些电路的故障原因不易确定时，可换同一种性能良好的元器件实训，以证实故障是否由此电器引起。运用元件置换法检查时应注意，当把原电器拆下后，要认真检查是否已经损
坏。只有肯定是由于该电器本身因素造成损坏时，才能换上新电器，以免新换元件再次损坏。
（6）强迫闭合法?
在排查电器故障时，经过直观检查后没有找到故障点而手下也没有适当的仪表进行测量，可用一绝缘棒将有关继电器、接触器、电磁铁等用外力强行按下，使其常开触点闭合，然后观察电器部分或机械部分出现的各种现象，如电动机从不转到转动，设备相应的部分从不动到正常运行等。
4.4常见故障的现象的诊断
4.4.1缺相?
故障现象：三相线中缺一相导致电机不能工作，1M～4M中某组换向器指示灯中其中一个不亮。
故障原因：一次回路中三相供电中某相开路。
故障部位：一次电路中某相线开路。
维修思路：利用相电压法逐次查找。
4.4.2死机?
故障现象：一次电路（有时除冷却泵外）和二次电路全部不动作，指示及照明灯均不工作。
故障原因：变压器初级供电出故障，导致无二次供电。?
故障部位：一次电路输入中U、V相给变压器供电回路开路。?
维修思路：开路法------将变压器初级供电回路两相中的一相断开，切断供电回路；再利用相电压测试U、V相中无电压的一相，逆查至有电压处即为故障点。
4.4.3二次电路中某支路的功能不能操作实现
故障现象；操作中某个功能不能实现?
故障原因：二次电路中对应功能支路的KM（或KT）线圈无供电?
故障部位：二次电路中对应功能支路某处开路（熟练后可采用多功能操作后，集中查找公共支路部位，以便压缩故障范围）。
维修思路：沿着KM（或KT）线圈无供电支路逆推查找供电。?
4.4.4不能自锁?
故障现象：按按钮后不能松手，松开后电机就停。
故障原因：按钮自锁的KM1常开主触头未起作用。
故障部位：与按钮并联的KM1常开主触头支路有开路。?
维修思路：因自锁后工作的回电，不宜用电压法维修；可断电后用电阻法测通断。也可解除操作功能，直接压下自锁的KM1，用相电压测自锁支路的供电情况确定故障点。
4.4.5电路短路
故障现象：操作立即烧保险?
故障原因：电路中有短路（尤其是操作中导致的短路）?
故障部位：(1)一次电路中三相线中换错相导致相间短路；?(2)1M～4M中某组灯泡中其中一个相线与中线短路；(3)二次电路某支路供电与二次中线（地）短路。?
维修思路：(1)电阻法测电阻判断某支路短路；(2)复查线路是否接错；(3)是否相线碰到了中性线。
4.4.6立柱，主轴箱不能夹紧（或松开）
故障分析：
①立柱松紧电动机M4不能启动。这主要是由于按钮SB5或SB6触点接触不良或是接触器KM4或KM5的连锁触点及主触点的接触不良所致。可根据故障现象，判断和检查故障原因，予以排除。?
②立柱在放松或夹紧后不能切除电动机M4的电源。这种故障大都是接触器KM4或KM5的主触点发生熔焊所造成的，应及时切断总电源，予以更换，以防止电动机因过载而烧毁。
故障排除方法：
(1)检查按钮“SB5”，“SB6”和接触器KM4，KM5是否良好，并予以修复或更换；
(2)检查油路堵塞情况，并予以修复。
4.4.7立柱，主轴箱能夹紧，但放开按钮后，立柱，主轴箱却松开
故障分析：
(1）菱形块或承压块的角度方向错位，或者距离不适合；
(2)菱形块立不起来，因为夹紧力调得太大或夹紧液压系统压力不够所致。
故障排除方法：
(1)调整菱形块或承压块的角度与距离；
(2)调整夹紧力或液压系统压力。
4.4.8
摇臂升降运动的故障
Z3050型摇臂钻床的升降运行时借助电气、机械传动的紧密配合来实现的。因此在检修时既要注意电气控制部分，又要注意机械部分的协调。①摇臂升降电动机M3的某个方向不能启动
电动机M3只有一个方向能正常运转，这一故障一般是出在该故障方向的控制电路或供给电动机M3电源的接触器上。例如电动机M3带动摇臂上升方向有故障时，接触器KM2不吸合，此时可依次检查十字开关SA上面的触点、行程开关SQ1的常闭触点、接触器KM3的连锁触点以及接触器KM2的线圈和连接导线等有否短路障碍；如接触器KM2线圈能动作吸合，则应检查其主触点的接触是否良好。②摇臂升降后不能充分夹紧
原因之一是开关上压紧动触点的螺钉松动，造成动触点的位置偏移。在正常情况下，当摇臂放松后，上升到所需的位置，将实习开关SA扳到中间位置时，SQ2-2应早已接通，使接触器KM3线圈获电吸合，使摇臂夹紧。现因动触点位置偏移，使SQ2-2未按规定位置闭合，KM3不能按时动作，电动机M3也就不启动反转进行夹紧，故摇臂仍处于放松状态。摇臂若不完全夹紧，会造成钻削的工件精度达不到规定要求。若鼓形转换开关上的动触点发生弯扭、磨损、接触不良或两副常开静触点过早分断，也会使摇臂不能充分夹紧。当鼓形转换开关和连同它的传动齿轮在检修安装时，没有注意到鼓形转换开关上的两副常开触点的原始位置下夹紧装置的协调配合，就起不到夹紧作用。
排除故障方法：
(1)调整“SQ3”的动作行程，并紧固好定位螺钉；
(2)调整活塞杆，弹簧片的位置；
(3)检查接触器KM3，电磁铁YA线路是否正常及电动机M3是否完好，并予以修复；
③摇臂上升（或下降）后不能按需要停止
这种故障也是由于开关动触点的位置调整不当而造成的。例如当把十字开关SA扳到上面位置时，接触器KM2获电动作，电动机M3启动正转，摇臂的夹紧装置放松，摇臂上升，这时SQ2-2应该接通，但由于鼓形转换开关的起始位置未调整好，反而将SQ2-1接通，结果当把十字开关SA扳到中间位置时，不能切断接触器KM2线圈电路，上升运动就不能停止，甚至上升到极限位置，行程开关开关SQ1也不能将该电路切断。发生这种故障时很危险的，可能引起机床运动部件与已装夹得工件相撞，此时必须立即切断电源总开关QS1，使摇臂的上升移动停止。由此可见，检修时在对机械部分调整好之后必须对行程开关间的位置进行仔细的调整。
④摇臂不能上升（或下降）
故障现象：摇臂无任何动作。
故障分析：
(1)行程开关“SQ2”不动作，“SQ2”的动合触点不闭合，“SQ2”安装位置移动或损坏；
(2)接触器KM2线圈不吸合，摇臂升降电动机M3不转动。
(3)系统发生故障（如液压泵卡死，不转，油路堵塞等），使摇臂不能完全松开，压不上“SQ2”；
(4)安装或者大修后，相序接反，按“SB3”摇臂上升按钮，液压泵电动机反转，使摇臂夹紧，压不上“SQ2”，摇臂也就不能上升或者下降。
排除故障方法：
(1)检查行程开关“SQ2”触点，安装位置或损害情况，并予以修复；
(2)检查接触器KM2或摇臂升降电动机M3，并予以修复；
(3)检查系统故障原因，位置移动或损坏，并予以修复；
(4)检查电动机相序，并予以修复；
4.4.9主轴电动机M2的故障
①主轴电动机M2不能启动。若接触器KM1线圈已获电吸合，但主轴电动机M2仍不能启动旋转。可检查接触器KM1的三副主触点接触是否正常，连接电动机的导线是否脱落或松动。若接触器KM1不动作，则首先检查熔断器FU2和FU4的熔体是否熔断，然后检查热继电器FR是否动作，其常闭触点的接触是否良好，十字开关SA的触点接触是否良好，接触器KM1的线圈接线头有否松脱；有时由于供电电压过低，使零电压继电器KV或接触器KM1不能吸合。?
②主轴电动机M2不能停止。当把十字开关SA扳到“中间”停止位置时，主轴电动机M2仍不能停转，故障多半是由于接触器KM1的主触点发生熔焊所造成的，此时应立即断开电源隔离开关QS1，才能使电动机M2停转，已熔焊的主触点需要更换和处理；同时必须找出发生触点熔焊的原因，彻底排除故障后才能重新启动电动机。
4.4.10各台电动机均不能启动?
当发现该机床的所有电动机都不能正常启动时，一般可以断定故障发生在电气路线的公共部分。可按下面步骤来检查：?
①在电气箱内检查三相电源是否正常，如发现三相电源有缺相或其他故障现象，则应检查引入机床电源隔离开关QS1处的电源是否正常，并查看接触点是否良好。?
②检查熔断器FU1和FU2的熔体是否熔断。?
③控制变压器TC的一、二次侧绕线的电压是否正常，如一次侧绕组的电压不正常，则应检查变压器的接线有否松动；如果一次侧绕组两端的电压正常，而二次侧绕组电压不正常，则应检查变压器输出110V端绕组是否断路或短路，同时应检查熔断器FU4是否熔断。如上述检查都正常，则可依次检查热断电器FR的长闭触点、十字开关SA内的微动开关的触点及继电器KV线圈连接线的接触是否良好，有无断路故障等。
4.5特殊故障的分析
我在维修实践中遇到这样一例现象比较特殊的故障：当按下上升（或下降）按钮时，液压泵电机一直运转打油，而摇臂却不能上升（或下降）。这时发现主轴箱和立柱被放松（转换开关QS2处在中间位置时，当转换开关QS2扳到左边或右边时，立柱和主轴箱单独松开），松开上升（或下降）按钮，液压泵没有反向运转进行加紧。这时按下主轴箱和立柱的夹紧按钮，能够实现主轴箱和立柱的夹紧过程。当操作主轴箱和立柱的放松（或夹紧）按钮时，设备运行正常。经过仔细检查发现时间继电器KT的瞬时闭合延时断开触点损坏，造成了短路。导致YA始终处于得电运行状态。
分析其原因：Z3050摇臂钻床是一种典型的机械、液压、电器并配合时间继电器协同控制的通用机床。当YA处于得电状态时，就会切断摇臂夹紧机构的液压油路，而接通主轴夹紧机构（或立柱夹紧机构）的液压油路，从而为主轴箱和立柱的夹紧和放松做好了液压油路的准备。此时如果按下摇臂的上升或下降按钮，KT得电，其瞬时常开触头闭合，使得接触器KM4得电，液压泵电机运转。液压油经过分配阀体顺着主轴夹紧机构（或立柱夹紧机构）的液压油路流向操纵主轴夹紧机构动作的液压缸（或操纵立柱夹紧机构动作的液压缸），使得主轴夹紧机构（或立柱夹紧机构）放松。而不会流向操纵摇臂夹紧机构动作的液压缸，所以摇臂不会放松，其后续动作也不能够实现。因此出现了上述的故障现象。
受此故障启发，另一特殊故障的原因分析
当时间继电器KT的瞬时闭合延时断开触点损坏，造成触头不能闭合的情况下，操作摇臂的升降按钮，设备运行正常。而当操纵主轴夹紧机构（或立柱夹紧机构）的放松时，由于KT触头不能闭合，YA不能得电，使得液压油经过分配阀体流向操纵摇臂夹紧机构动作的液压缸，因此会造成摇臂的自动放松，当放松到位时，会使限位开关SQ3呈闭合状态，此时如果松开按钮，由于KM4联锁常闭触头闭合，使得KM5得电，因此液压泵电机会反转打油使摇臂重新夹紧。而主轴夹紧机构（或立柱夹紧机构）却没有任何动作。操作夹紧按钮时，由于本来是夹紧状态，液压油流回，机床没有任何动作。
在分析以上两例故障的过程中，如果不同时分析电路原理图和相关液压驱动回路原理图，很难得出正确的分析结果。因此在对类似机电液协同控制的机床设备进行维修时，一定要注意结合电路和机械进行系统分析才可能得出正确的分析结果，以便尽快查出故障点。
4.6
Z3050摇臂钻床安全操作规程
1．工作前对所用钻床和工卡量进行全面检查，确认无误时方可工作。
2．严禁戴手套操作，女生发辫应挽在帽子内。
3．工件装夹必须牢固可靠。钻小件时，应用工具夹持，不准用手拿着钻。
4．使用时，要选好进给速度，调整好行程行程块。一般按照逐渐增压和逐渐减压原则进行，以免用必过猛造成事故。
5．钻头上绕有长铁屑时，要停车清除。禁止用风吹、用手拉，要用刷子或
铁钩清除。
6．精铰深孔时，拔取圆器和销棒，不可用力过猛，以免手撞在刀具上。
7．不准在旋转的刀具下，翻转、卡压或测量工件。手不准触摸旋转的刀具。
8．使用摇臂钻时，横臂回转范围内不准有障碍物。工作前，横臂必须卡紧。
9．横臂和工作台上不准存放物件，被加工件必须按规定卡紧，以防工件移
位造成重大人身伤害事故和设备事故。
10．工作结束时，将横臂降到最低位置，主轴箱靠近立柱，并且都要卡紧。
4.7日常保养内容和要求
使用前?
1、擦净外露灰尘
2、检查各活动部位有无卡死
3、检查各手柄灵活可靠性
4、试运转
使用后
1、将灰尘全部清扫干净
2、擦净机床各部位?
3、部件归位
4.8定期保养的内容和要求
一、外表??
1、清洗机床屏柜外表及死角，要求内外清洁，无锈蚀，无黄斑，漆见本色铁见光??
2、检查补齐螺钉、垫片
二、主轴及进刀箱??
1、油质要保持良好，油量符合要求
2、清除主轴锥毛刺
3、清洗液压变速系统，滤油网，调整油压
三、摇臂及升降夹紧机机构
检查调整升降机构和夹紧机构，达到灵敏可靠
1、清扫电机及电气箱内的外尘土
2、检查擦拭电气元件及触点，要求完好可靠，无尘线路安全可靠。
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李庆梅
《电气控制技术及应用》
人民邮电出版社
13、刘小春主编
《电气控制与PLC技术》
电子工业出版社本文档由论文格式(http://www.csmayi.cn/)用户上传
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