中级维修电工机床排故(机床电气维修方法)教材(OFFCE2003排版)

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5前言X62W万能铣床、T68卧式镗床电气控制模拟设备，较好的模拟了实际机床电气控制的主要内容，对实际机床中的操作手柄，用行程开关或万能转换开关加以替代，而其余的保留了原有的电气控制元件。设备以实现电气控制为目的，最大限度反映控制特点，选用小容量电机及相适应的控制电器，较好地实现了电气模拟控制。X62W万能铣床、T68卧式镗床电气控制模拟设备，主要用于电气专业学生进行电气控制实验、教学演示、电气控制维修技能教学与故障检修技能培训等，符合国家职业技能鉴定规范中维修电工中级的要求，能够满足维修电工中级机床检修需要。该模拟设备不但适用于学生的培训，也适用于社会电工的培训。通过对模拟设备进行操作、故障检修等一系列实战性练习，能够较快的掌握机床电气控制线路原理的分析、故障维修及常用电工工具和仪表的使用。X62W万能铣床、T68卧式镗床电气控制模拟设备适用于高等院校、职高、中专、技校等机电类、电气类专业，也适用于各类维修电工培训机构。模拟机床主要技术参数：电源：AC380V，三相四线制供电；电源频率：50HZ；总功率：X62W型万能铣床:2KW；T68卧式镗床：1.5KW工作环境：干燥第一学习单元机床电气维修方法一、机床电气设备的维护和保养机床在运行中会产生各种各样的故障，致使机床停止运行，或造成设备损坏，甚至人身事故。机床出现故障的原因，除部分是电器元件自然老化外，还有相当部分的故障是因为忽视对机床的日常维护和保养，以致小隐患变成大事故。还有些故障是由于操作人员和维护人员操作方法不对，判断、测量错误而扩大事故范围，使用不合格配件，凑合行事。所以为保证机床正常运行，减少维修停机时间，必须重视机床的日常维护和保养。维护保养工作的主要内容：1、电动机的日常维护电动机是机床设备的主要动力源，电动机修复工作费力费时，所有要重视电动机的日常维护、保养工作。主要内容包括以下几方面：（1）经常保持电动机表面清洁，不应用湿布或沾有汽油、机油的布抹灰尘。如果电动机表面积尘过多，会影响其散热性能，导致绕组过热。（2）各种型式电动机都应保持良好的通风条件。电动机的进、出风口必须保持畅通无阻，风扇应完好无损。（3）对工作在环境条件较差的电动机应经常检查绝缘电阻，三相380V的电动机及各种低压电动机，其绝缘电阻至少为0.5МΩ，方可使用。高压电动机定子绕组绝缘电阻为1МΩ/千伏，转子绝缘电阻至少有0.5МΩ，方可使用。新绕制的电动机的绝缘电阻通常在5МΩ以上。对工作在正常环境条件下的电动机，也应定期检查绝缘电阻，要求标准同上。若发现电动机的绝缘电阻低于规定标准，应作相应处理，重新检查绝缘电阻，达到标准规定的数值后方可继续使用。（4）检查电动机的接地装置，使之保持牢固可靠。（5）经常查看电动机是否有超负荷运行的情况，用钳形电流表查看三相电流是否正常，是否平衡。（6）检查电动机的温升是否正常。对感觉温升较高又找不出明显原因时，可根据铭牌上所示的电动机绝缘等级检查电动机的温升。交流三相异步电动机各部分温度的最高允许如表1-1所示。表1-1三相异步电动机的最高允许温度用温度计测量法，环境温度+40℃（单位：℃）绝缘等级最高允许温度电动机部位AEBFH定子和绕线式转子绕组定铁心滑环95100100105115110110120120125140130145165140注：对于滑动和滚动轴承的最高温度分别为80℃和95℃）（7）检查电动机轴承部位的工作情况，是否有发热、漏油现象。轴承应定期清洗检查，轴承润滑脂应定期补充或更换（一般一年左右）。电动机的常用润滑脂特性如表1-2所示表1-2各种电动机使用的润滑脂特性名称钙基润滑脂钠基润滑脂钙钠基润滑脂铝基润滑脂最高工作温度70~85120~140115~125200最低工作温度〉-10〉=-10〉=-10——外观黄色软膏暗褐色软膏淡黄色、深棕色软膏黄褐色软膏适用电动机封闭式、低速轻载的电动机开启式、高速中载的电动机开启式及封闭式高速重载的电动机开启式及封闭式高速电动机（8）检查运行中的电动机是否有磨擦声、尖叫声和其他杂声，并注意观察电动机的启动是否困难。（9）对绕线式异步电动机，还应重点观察电刷与滑环间的接触是否良好及电刷的磨损情况，当发现有不正常火花时，应进一步检查电刷或清理滑环表面，并校正电刷弹簧压力。（10）对直流电动机，应特别注意换向器装置的工作情况。换向器表面应保持光洁，但是换向器在负荷下长期运行后，其表面将长生一层深褐色的氧化膜，这层薄膜很坚硬，既可增强换向器的耐磨能力，有不影响其导电性能，应视为正常状态。只有当换向器表面出现明显的灼痕或因火花烧损出现凹凸不平的现象时，才需要对其表面用0号砂布进行细心的研磨或车床重新车光，而后再将换向器片间的云母片下刻1mm~1.5mm深，并将表面的毛刺、杂物清理干净后才能重新装配使用。2、电器元件的维护和保养（1）电气柜的门、盖、锁及门框周边的耐油密封垫均应良好。门、盖应关闭严密，不得有水滴、油污和金属屑等进入电气柜内，以免损坏电气造成事故。（2）机床各部件的连接导线、电缆或保护导线的软管，不得被冷却液、油污腐蚀，管接头处不得产生脱落等现象。（3）机床的按钮站、操作台上的按钮、主令开关的手柄、信号灯及仪表保护罩都应保持清洁完好。（4）紧固接线端子和电器元件上的压线螺钉，使压线接头牢固可靠，以减少接触电阻。（5）整理机床内部接线，使导线整齐美观。平时应急修理时，应尽量复原成正规状态。 5（6）着重检查动作频繁且电流较大的接触器、继电器触头。为了承受频繁切合电路所受的机械冲击和电流的烧损，多数接触器和继电器均采用银或银合金制成，其表面会自然形成一层氧化银或硫化银，它并不影响导电性能，这是因为在电弧的作用下它还能还原能银，因此不要随便涂掉。即使这类触头表面出现烧毛或凹凸不平的现象，仍不会影响触头的良好接触，不必修整挫平。但铜质触头表面烧毛后则应及时修平。（7）检修有明显噪声的接触器和继电器，找出原因并修复后方可继续使用，否则应更新件。（8）校验热继电器，看其是否能正常动作。校验结果应符合热继电器的动作特性。（9）校验时间继电器，看其延时时间是否符合要求。如误差超多允许值，应预调整或修理，使之重新达到要求。（10）紧固熔断器的可动部分，使之接触良好。（11）断路器上的积尘应定期清除，并定期检查各脱扣器的动作值。（12）检查行程开关的触头，除去油垢及粉尘，检查其动作是否灵活。二、机床电气设备的故障与维修（一）机床电气设备故障的必然性尽管我们对机床设备采取了日常维护保养及定期校验检修等有效措施，但仍不能保证机床电气设备长期正常运行而永远不出现电气故障。机床电气设备故障产生的原因主要有两方面：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、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。以上种种原因都会使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，而切不可认为：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因操作不当，安装不合理而造成的故障，也会造成机床事故，甚至危及人身安全。（二）故障的类型由于机床电气设备的结构不同，电器元件的种类繁多，导致电气故障的因素又是多种多样，因此电气设备所出现的故障必然是各式各样的。然而这些故障大致可分为两大类:1、故障有明显的外表特征并容易被发现例如电机、电器的显著发热、冒烟、散发出臭味或火花等。这类故障是由于电机、电器的绕组过载、绝缘击穿、短路或接地引起的。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、故障没有明显的外表特征这一类故障是控制电路的主要故障。在电气线路中由于电气元件调整不当，机械动作失灵，触头及压接线头接触不良或脱落，以及某个小零件的损坏，导致断线等原因所造成的故障。线路越复杂，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，要寻找故障发生点，常常要花费很多时间，有时还需借助各类测量仪表和工具才能找出故障点，而一旦找出故障点，往往只需简单的调整或修理就能立即恢复机床的正常的运行，所以能否迅速的查出故障点是检修这类故障时能否短时间的关鍵。（三）故障的分析和检修当机床发生电气故障后，为了尽快找出故障的原因，常按下列步骤进行检查分析，排除故障。1、修理前的调查研究（1）问：先向机床的操作者了解故障发生的前后情况，故障是第一次发生还是经常发生；是否有烟雾、跳火、异常声音和气味出现，有何失常和误动作等。因为机床的操作者最熟　　悉本机床的性能，最先了解故障发生的可能原因和部位，这样有利于电气修理人员在此基础上利用有关电气工作原理来判断故障发生的地点和分析故障产生的原因。（2）看：观察一下熔断器内的熔丝是否熔断；电气元件及导线连接处有无烧焦痕迹。（3）听：电动机、控制变压器、接触器、继电器运行时声音是否正常。（4）摸：在机床电气设备运行一段时间后，切断电源用手触摸有关电器的外壳或电磁线圈，试其温度是否显著上升，是否有局部过热现象。2、从机床电气原理图进行分析，确定产生故障的可能范围机床电气线路有的很简单，有的也很复杂。对于比较简单的电气线路，若发生了故障。仅有的几个电器元件和几根导线会一目了然，即使采用逐个电器，逐根导线的依次检查电气故障，也容易找出故障部位。但是对于线路较复杂的电气设备则不能采用上述方法来检查电气故障。电气维修人员必须熟悉和理解机床的电气线路图，这样才能正确判断和迅速排除故障。机床的电气线路是根据机床的用途和工艺要求而确定的，因此了解机床基本工作原理、加工范围和操作程序，对掌握机床电气控制线路的原理和各个环节的作用具有一定的意义。任何一台机床的电气控制线路，总是由主电路和控制电路两部分组成，而控制电路又可分为若干个基本的控制电路或环节（如点动、正反转、降压启动、制动、调速等等）。分析电路时，通常先从主电路入手，了解机床各运动部件和机构采用几台电动机拖动，从每台电动机主电路中使用接触器的主触头的连接方式，大致可看出电动机是否有正反转控制，是否采用了降压启动，是否有制动控制，是否有调速控制等；再从接触器主触头的文字符号在控制电路中找到对应的控制电路，联系到机床对控制线路的要求和前面所学的各种基本线路的知识，逐步深入了解各个具体的电路由哪些电器组成，它们互相的联系等等，结合故障现象和线路工作原理进行分析，便可迅速判断出故障可能范围，以便进一步分析出故障发生的确切部位。3、进行外表检查在判断了故障可能发生的范围后，在此范围内对有关电器元件进行外表检查，这时常常能发现故障的确切部位。例如：熔断器内的熔丝熔断、接线头松动或脱落，接触器或继电器触头脱落或接触不良，线圈烧坏使表层绝缘纸烧焦变色，烧化的绝缘清漆流出，弹簧脱落或断裂，电气开关的动作机构受阻失灵等，都能明显地表明故障点所在。4、试验控制电路的动作顺序 5经外表检查未发现故障点时，则可采用通电试验控制电路的动作顺序的办法来进一步查找故障点。具体的做法是：操作某个按钮或开关时。线路中有关的接触器、继电器将按规定的动作顺序进行工作。若依次动作至某一个电器元件发现动作不符，说明此元件或其它相关电路有问题。再在此电路中进行逐项分析和检查，一般到此便可发现故障。在通电试验时，必须注意人员和设备的安全。要遵守安全操作规程，不得随意触动带电部分，要尽可能切断电动机主电路电源，只在控制电路带电情况下进行检查；如需电动机运转，则应使电动机在空载下运行，避免机床运动部分发生误动作和碰撞；要暂时隔断有故障的主电路，以免故障扩大，并预先充分估计到局部线路动作后可能发生的不良后果。5、利用仪表器材检查图1-1电压的分阶段测量法利用各种电工测量仪表对电路进行电阻、电流、电压等参数的测量，以此进一步寻找或判断故障，是电器维修工作中的一项有效措施。如用万用表、钳形表、试电笔校火灯等仪表来检查电气线路，能迅速有效地找出故障原因。下面介绍几种方法：（1）电压测量法在检查电气设备时，经常用测量电压值来判断电器元件和电路的故障点，检查站时反万用表扳到交流电压500V档位上。1）分阶测量法电压的分阶测量法如图1-1所示。若按下启动按钮SB2，接触器KM1不吸合，说明电路有故障。检修时，首先用万用表测量1、7两点电压，若电路正常，应用于380V。然后按下启动按钮SB2不放，同时将黑表棒接到7点上，红争表棒接6、5、4、3、2标号集资向前移动，分别测量7-6、7-5、7-4、7-3、7-2各阶之间的电压。电路正常情况下，各阶电压均为380V。如测到7-6之间无电压，说明是断路故障，可将红争表棒前移。当移至某点（如2点）时电压正常，说明该点（2点）以前触头或接线是完好的，此点（2点）以后的触头或接线断路，一般是此点生第一个触头（即刚跨过的停止按钮SB1的触头）或连线断路。这种测量方法像上台阶一样，所以叫分阶测量法。分阶测量法可向上测量，即由7点向1点测量；也可向下测量，即集资测量1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、。但向下测量时，若各阶电压等于电源电压，则说明刚测过的触头或导线已断路。向上测量各阶电压值检查故障的方法如表1-3所示。表1-3分阶测量法所测电压值及故障原因故障现象测试状态7-67-57-47-37-27-1故障原因按下SB2时KM1不吸合按下SB2不放00000380V0000380V380V000380V380V380V00380V380V380V380V0380V380V380V380V380VSQ接触不良KM2接触不良SB2接触不良SB1接触不良FR接触不良2）分段测量法电压的分段测量法如图1-2所示图1-2电压的分段测量法先用万用表测试1-7两点，电压为380V，说明电源电压正常。电压的分段测试法是用红、黑两根表棒逐段测量相邻两标号点1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-7的电压。如电压正常，除6-7两点间的电压等于380V外，其它任意相邻两点间的电压都应为零。如按下启动按钮SB2，接触器KM1不吸合，说明电路断路。可用电压表逐段测试各相邻两点的电压。如测量某相邻两点电压为380V，说明两点所包括的触头，其连接导线接触不良或断路。例如标号4-5两点间电压为380V，说明接触器KM2的常闭触头接触不良。根据各段电压值来检查故障的方法如表1-4所示。表1-4分段测量法所测电压值及故障原因故障现象测试状态1-22-33-44-55-6故障原因按下SB2时KM1不吸合按下SB2不放380V00000380V00000380V00000380V00000380VFR接触不良SB1接触不良SB2接触不良KM2接触不良SQ接触不良图1-3电压的对地测量法3）对地测量法机床电气控制线路接220V电压且零线直接接在机床床身的，可采用对地测量法来检查电路的故障。电压的对地测量法如图1-3所示。测量时，用万用表的黑表棒逐点测1、2、3、4、5、6等各点，根据各点对地的测试电压来检查线路的电气故障。用对地测量当测出的电压值判别线路电气故障的原因如表1-5所示。4）用电压测量法检查线路电气故障时，应注意下列事项：a．用分阶测量法来检查线路电气故障时，标号6以前各点对7点的电压，都应为380V，如低于额定电压的20%以上，可视为有故障。b．用分段或分阶测量法测量到接触器KM1线圈两端6与7时，若测量的电压等于电源电压，可判断为电路正常，若接触器不吸合，可视为接触器本身有故障。c．除对地测量法必须在220V电路上应有外，分阶和分段测量法可通用，即在检查一条线路时可同时用两种及以上方法。表1-5对地测量法判别故障原因故障现象测试状态123456故障原因按下SB2时KM1不吸合按下SB2不放0220V220V220V220V220V220V00220V220V220V220V220V000220V220V220V220V0000220V220V220V00000220V220V000000220VFU熔断FR常闭触头接触不良SB1接触不良SB2接触不良KM2常闭接触不良SQ常闭触头接触不良KM1线圈断路或接线脱落（2）电阻测量法 51）分阶电阻测量法分阶电阻测量如图1-4所示。按启动按钮SB2，若接触器KM1不吸合，说明该电气回路有故障。图1-5电阻分段测量法图1-4分阶电阻测量法检查时，先断开电源，把万用表扳到电阻挡，按下SB2不放，测量1-7两点间的电阻。如果电阻为无穷大，说明电路断路；然后逐段分阶测量1-2、1-3、1-4、1-5、1-6各点的电阻值。当测量到某标号时，若电阻突然增大，说明表棒刚跨过的触头或连接线接触不良或断路。2）分段电阻测量法电阻的分段测量法如图1-5所示。检查时先切断电源，按下启动按钮SB2，然后逐段测量相邻两标号点1-2、2-3、3-4、4-5、5-6的电阻。如测得某两点间电阻很大，说明该触头接触不良或导线断路。例如测得2-3两点间电阻很大时，说明停止按钮SB1接触不良。3）注意事项电阻测量法的优点是安全；缺点是测量电阻值不准确易造成判断错误；为此应注意下述几点：图1-6局部短接法a．用电阻测量法检查故障时一定要断开电源。b．所测量电路如与其它电路并联，必须将该电路与其它电路断开，否则所测电阻值不准确。c．测量高电阻电器元件，要将万用表的电阻档扳到适当的位置。（3）短接法机床电气设备的常见故障为断路故障，如导线断路、虚连、虚焊、触头接触不良、熔断器熔断等。对这类故障，除用电压法和电阻法检查外，还有一种更为简便可靠的方法，就是短接法。检查时，用一根绝缘良好的导线，将所怀疑的断路部位短接，如短接到某处，电路接通，说明该处断路。1）局部短接法局部短接法如图1-6所示。按下启动按钮SB2时，若KM1不吸合，说明该电路有故障。检查前，先用万用表测量1-7两点间电压，若电压正常，可按下启动按钮SB2，不放，然后用一根绝缘良好的导线，分别短接到某两点时，接触器KM1吸合，说明断路故障就在这两点之间。具体短接部位及故障原因如表1-6所示。表1-6短接法徒刑接部位及故障原因故障现象短接点标号KM1动作故障原因按下SB2时KM1不吸合1-22-33-44-55-6KM1吸合KM1吸合KM1吸合KM1吸合KM1吸合FR常闭触头接触不良或误动作SB1的常闭触头接触不良SB2的常开触头接触不良KM2常闭触头接触不良SQ常闭锄头接触不良图1-7长短接法2）长短接法长短接法如图1-7所示。长短接法是指一次短接两个或多个触头来检查故障的方法。当FR的常闭触头和SB1的常闭触头同时接触不良时，若用局部短接法短接触器1-2点，按下SB2，KM1仍不能吸合，则可能造成判断错误；而用长短接法将1-6点短接，如果KM1吸合，说明1-6这段电路上有断路故障；然后再用局部短接法逐段找出故障点。长短接法的另外一个作用是，可把故障点缩小到一个较小的范围。例如，第一次先短接3-6点，KM1不吸合，再短接1-3点，KM1吸合，说明故障在1-3点范围内。可见，用长短接法结合的短接法能很快地排除故障。3）用短接法检查故障时的注意事项a．短接法是用手伤口绝缘导线带电操作的，所以一定要注意安全，避免触电事故。b．短接法只适用于压降极小的导线及触头之类的断路故障。对于压降较大的电器，如电阻、线圈、绕组等断路故障，不能采用短接法，否则会出现短路故障。c．对于机床的某些要害部位，必须保障电气设备或机械部位不会出现事故的情况下，才能使用短接法。6．检查是否存在机械、液压故障在许多电气设备中，电器元件的动作是由机械、液压来推动的，与它们有着密切的联动关系，所以在检修电气故障的同时，应检查、调整和排除机械、液压部分的故障，或与机械维修工配合完成。以上所述检查分析电气设备故障的一般顺序和方法，应根据故障的性质和具体情况灵活掌握，断电检查多采用电阻法，通电检查多采用电压法或电流法。各种方法可交叉使用。7．修复及注意事项当找出电气设备的故障后，就要着手进行修复、试运转、记录等过程，然后交付使用。这里必须注意如下事项：（1）在找出故障点和修复故障时应注意，不能把找出的故障点作为寻找故障的终点，还必须进一步分析查明产生故障的根本原因。（2）在故障点的修理工作中，一般情况下应尽量做到复原。但是，有时为了尽快恢复机床的正常运行，根据实际情况也允许采取一些适当的应急措施，但绝不可凑合行事。（3）机床需要通电试运行时，应和操作者配合，避免出现新的故障。（4）每次排队故障后，应及时总结经验，并作好维修记录。记录的内容可包括：机床的型号、名称、编号、故障发生日期、故障现象、部位、损坏的电器、故障原因、修复措施及修复后的运行情况等。记录的止的：作为档案以备日后维修时参考，通过对历次故障分析，采取相应的有效措施，防止类似事故的再次发生，或对电气设备本身的设计提出改进意见等。 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