第13章

搖臂鉆床的電氣控制113.1搖臂鉆床的主要結構與運動形式搖臂鉆床結構示意圖如圖13.1所示。搖臂鉆床鉆削加工時的運動情況如下。主運動：主軸拖動鉆頭旋轉。進給運動：主軸上的鉆頭縱向進給。輔助運動：搖臂沿外立柱垂直移動，主軸箱沿搖臂長度方向移動，搖臂與外立柱一起繞內立柱回旋。

2圖13.1

搖臂鉆床結構示意圖

313.2Z35搖臂鉆床的電氣控制

Z35搖臂鉆床的電氣線路如圖13.2所示，表13.1為其電氣元件明細表。

1．主電路拖動鉆頭進行鉆削加工的主軸電動機M2在電氣上只有單方向旋轉。冷卻泵電動機M1直接用手動開關QS2操作。搖臂升降電動機M3的正、反轉控制由控制電路中的十字形手柄控制。立柱夾緊電動機M4的正、反轉控制使用按鈕操作。過載保護只有主軸電動機M2設置了熱繼電器FR，其他電動機因都是短期工作，所以不設置過載保護。搖臂升降電動機M3和立柱夾緊電動機M4共用一組熔斷器FU2做短路保護，FU1為4臺電動機總的短路保護。

4圖13.2

Z35搖臂鉆床電氣線路

5文

字

符

號器

件

名

稱型

號規

格M1冷卻泵電動機JCB-22-20.125kW，2790r/minM2主軸電動機JO2-22-46.5kW，1400r/minM3搖臂升降電動機JO2-42-41.5kW，1400r/minM4立柱夾緊電動機JO2-22-60.8kW，930r/minKM1交流接觸器CJ0-1020A，127VKM2～KM5交流接觸器CJ0-1010A，127VFU1熔斷器RL160A，熔體25AFU215A，熔體10AFU315A，熔體2AQS1開關HZ2-25/325A表13.1Z35搖臂鉆床電氣元件明細表6文

字

符

號器

件

名

稱型

號規

格QS2開關HZ2-10/310ASA十字開關

FV電壓繼電器JZ7-44127VFR熱繼電器JR2-111.1ASQ1、SQ2位置開關HZ4-22

SQ3、SQ4位置開關LX5-110/1

SB1、SB2按鈕LA25ATC控制變壓器BK-150（380/127）V，36V，6.3VW匯流排

續表7手

柄

位

置實

物

圖

形電

氣

符

號接通的線路控制對象及功能中間控制電路斷電

左FV線圈支路使FV通電并自鎖，實現零壓保護右KM1線圈支路主軸轉動上KM2線圈支路搖擺上升下KM3線圈支路搖擺下降表13.2十字形開關操作功能82．控制電路（1）十字開關SA

十字開關SA有上、下、左、右、中5個位置，除中間位置外，其余4個位置下面都裝有微動開關。十字開關手柄位置的控制功能如表13.2所示。（2）主軸電動機M2的控制選擇開關SA扳向左邊接通控制電路的電源（FV得電并自鎖），然后扳到右邊使SA（4-5）接通，接觸器KM1線圈得電，電動機M2定子繞組接入電源啟動并運轉。主軸轉動方向由主軸箱上雙向摩擦離合器的手柄控制。主軸電動機M2的停止是將十字手柄SA扳回中間位置接觸器KM1線圈斷電，電動機M1斷電，主軸電動機停止。

9（3）搖臂升降電動機M3的控制搖臂的升降是通過搖臂升降電動機M3的正、反轉拖動的，但在升、降前后必須完成搖臂松開和夾緊工作。上升過程：搖臂松開——搖臂上升——夾緊搖臂。下降過程：搖臂松開——搖臂下降——夾緊搖臂。搖臂上升前，先將十字開關SA扳到向上位置，接觸器KM2線圈得電，搖臂電動機M3得電正轉，由于搖臂在上升前還被夾緊在外立柱上，所以即使電動機M3正轉，搖臂也不會上升，須通過傳動裝置將搖臂夾緊裝置放松，在放松的同時SQ（4-10）被壓合，為夾緊搖臂做好準備。當搖臂完全松開后，因M3繼續正轉，故經機械裝置傳動搖臂上升。到達預定位置時，十字開關扳回到中間位置，接觸器KM2線圈斷電，

KM2主觸點斷開，搖臂升降電動機M3斷電，搖臂停止上升。由于SQ4（4-10）已閉合，所以接觸器KM3線圈得電，搖臂電動機M3得電反轉，通過機械夾緊機構使搖臂自動夾緊。搖臂夾緊后，行程開關SQ4被釋放，其觸點SQ4（4-10）恢復斷開（復位），接觸器KM3線圈斷電，搖臂升降電動機M3停轉，搖臂上升過程結束。

10（4）立柱電動機M4夾緊、松開控制搖臂可以繞立柱用人力推動回轉，但在推動前，必須將內、外立柱松開，因為搖臂是和外立柱一起繞內立柱回轉的，松開后才能完成回轉。按下立柱松開按鈕SB1，接觸器KM4線圈得電，立柱夾緊電動機M4定子繞組得電正轉，拖動齒輪液壓泵，經油路系統輸送高壓油，配合機械傳動系統將內立柱和外立柱松開。松開SB1，接觸器KM4線圈斷電，電動機M4停轉。立柱松開后，可通過人力推動搖臂繞內立柱轉動，到達指定位置，按下立柱夾緊按鈕SB2，接觸器KM5線圈得電，立柱夾緊電動機M4定子繞組得電反轉，拖動齒輪液壓泵，經油路系統反方向送高壓油，配合機械傳動系統，將內立柱和外立柱夾緊。松開SB2，電動機M4停止。

11（5）零壓（欠壓）保護零壓保護是由欠電壓繼電器FV和十字開關SA共同實現的。當電壓大幅度下降或為零時，欠電壓繼電器FV會自動釋放，使其觸點FV（3-4）斷開，控制電路全部斷電，電動機停止運轉。電壓恢復正常后，應重新操作十字開關SA，才能啟動控制電路。（6）冷卻泵電動機M1的控制冷卻泵電動機M1由手動開關SQ2控制，在鉆削加工時提供冷卻液。（7）照明控制照明燈EL由手動開關SA1控制，觸點SA1（2-8）閉合，照明燈亮，反之熄滅。1213.3Z3040搖臂鉆床的電氣控制圖13.3為Z3040搖臂鉆床電氣控制線路圖，圖13.4為其夾緊機構液壓系統原理圖。圖13.3中，M1為主軸電動機，主軸的正、反轉由機床液壓系統操縱機構配合正、反轉磨擦離合器實現。M2為搖臂升降電動機，M3為液壓泵電動機，M4為冷卻泵電動機。SQ1為搖臂升降極限保護開關，SQ2和SQ3是分別反映搖臂是否完全松開和夾緊并發出相應信號的位置開關，SQ4是用來反映主軸箱與立柱的夾緊和放松狀態的信號控制開關。YV為二位六通電磁閥。

1．主軸電動機M1的控制合上電源開關Q，按下SB2按鈕，SB2±——KM1——M1，M1主軸電動機啟動。此時指示燈HL3亮，表示主軸電動機正在旋轉。需停車時按下SB1，SB1±——KM1

——M1，M1停止。

1314圖13.4

Z3040搖臂鉆床夾緊機構液壓系統原理圖152．搖臂的升降控制搖臂的升降控制動作過程為：搖臂放松——上升或下降——搖臂夾緊。下面以搖臂的上升為例加以說明。

按下SB3：SB3—KT——KM4—M3

正轉，拖動液壓泵送出液壓油。—YV

接通搖臂放松油路。液壓油將搖臂放松，當搖臂完全松開后，壓下位置開關SQ2，發出搖臂放松信號，壓下SQ2：

SQ2

SQ2(613)

KM4—M3

停止提供液壓油，搖臂維持放松狀態。SQ2（67）—

KM2—M2

啟動，搖臂上升。

KT

t

YV、KM5—M3

反轉，拖動液壓泵供出液壓油，液壓油進入夾緊液壓腔，將搖臂夾緊。當搖臂完全夾緊后，壓下位置開關SQ3，SQ3（117）—KM5—M3

停止運轉，搖臂夾緊完成。

當搖臂上升到位時，松開SB3按鈕；SB3

KM2—M2

搖臂停止上升。16

3．主軸箱與立柱的夾緊和放松控制主軸箱與立柱的夾緊和放松是同時進行的。夾緊時：SB6±——KM5±（YV）——M3±反轉，液壓油進入夾緊油腔，使主軸箱和立柱夾緊停止。放松時：SB5±——KM4±（YV）——M3±正轉，液壓油進入松開油腔，使主軸箱和立柱放松停止。

SQ4在夾緊時受壓，指示燈HL2亮，表示可以進行鉆削加工；在主軸箱和立柱放松時，SQ4不受壓，指示燈HL1亮，表示可以進行移動調整。174．保護環節、照明電路和冷卻泵電動機M4的控制（1）保護環節

Z3040搖臂鉆床的保護環節主要包括短路保護、主軸電動機和液壓泵電動機的過載保護、搖臂的升降限位保護等。（2）照明電路機床的局部照明由變壓器T供給36V安全電壓，由開關SQ控制照明燈EL。（3）冷卻泵電動機M4的控制冷卻泵電動機M4的容量很小，僅0.125kW，由開關SA控制。

1813.4Z35搖臂鉆床的電氣故障診斷與維修

Z35搖臂鉆床的電氣線路可參考圖13.2，其常見故障與檢修方法如下。1．主軸電動機M2不能停車如果M2不能停車，多半是接觸器KM1的動、靜觸點熔焊在一起造成的。2．主軸電動機M2不能啟動若M2不能啟動并伴有“嗡嗡”聲，而搖臂升降電動機M3和立柱夾緊與松開電動機M4能正常啟動運行，則通常是電動機的三相供電線缺相引起的。M3和M4啟動正常，常見的故障原因有以下幾個。①

KM1三個主觸點中有一個接觸不良。②

電動機M2定子繞組有一相的接線松動、脫落等。③

熱繼電器FR的加熱元件有一相燒斷。

19

3．M1啟動正常，而M2、M3、M4不能正常啟動常見的故障原因有以下兩點。①

匯流環由鑄鐵制造，容易生銹，造成匯流環接觸不良，使后面電路供不上電或電動機缺相運行，或控制電路無電源不工作。②

熔斷器FU2熔斷也會使M2、M3、M4均不能啟動，或M2能啟動，但M3、M4缺相啟動運行。

4．主軸電動機M2剛啟動一下即停，然后不能再啟動首先應檢查熔斷器FU1是否熔斷。檢查熱繼電器FR的動斷觸點（1-3）是否斷開。

5．搖臂升降運動時方向顛倒①

三相電源進線的相序接錯。②

十字開關SA的觸點（5-9）和（5-15）調錯了位置。③

接觸器KM2和KM3主觸點接線錯誤。20

6．立柱夾緊電動機M4不能啟動如果按SB1能啟動，故障出在接觸器KM5及相關電路中。應檢查SB1動斷觸點（5-27）、SB2動合觸點（27-29）、KM4動斷觸點（29-31）、KM5主觸點是否接觸不良，KM5線圈是否斷線、燒壞等。如果按SB