课题二 CA6140车床电气控制线路
学习目标
熟悉CA6140车床电气控制线路构成，掌握CA6140车床电气控制线路的分析方法及其安装、调试。
一、CA6140车床的主要结构及型号意义
思考
图3-3所示为机械加工中用得最广泛的一种机床，用它可以加工什么工件？ 车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、切断及割槽等，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等加工而成。图3-3所示为机械加工中应用较广的CA6140型卧式车床，它主要由车身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、卡盘、尾架、丝杠和光杠等部分组成。该车床型号意义如下：
图3-3 CA614卧式车床外形及其结构
思考
车床加工工件时，刀具和工件分别是如何运动的？
二、CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求
CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求见表3-3。
表3-3 CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求 运动种类 运动形控制要求 式 主运动 主轴通（1）主轴电动机选用三相笼型异步电动机，不进行调速，过卡盘主轴采用齿轮箱进行机械有级调速 或顶尖（2）车削螺纹时要求主轴有正反转，一般由机械方法实现，带动工主轴电动机只作单向旋转 件的旋（3）主轴电动机的容量不大，可采用直接启动 转运动 进给运动 刀架带进给运动也由主轴电动机拖动，主轴电动机的动力通过挂动刀具轮箱传递给进给箱来实现刀具的纵向和横向进给。加工螺的直线纹时，要求刀具移动和主轴转动有固定的比例关系 运动 辅助运动 刀架的由刀架快速移动电动机拖动，该电动机可直接启动，也不快速移需要正反转和调速 动 尾架的由手动操作控制 纵向移动 工件的由手动操作控制 夹紧与放松 加工过冷却泵电动机和主轴电动机要实现顺序控制，冷却泵电动程的冷机也不需要正反转和调速 却 思考
冷却泵电动机和主轴电动机为什么要实现顺序控制？
三、CA6140车床电气控制线路分析
1.绘制和识读机床电路图的基本知识
CA6140卧式车床电路图如图3-4所示。一般机床电气控制线路所包含的电器元件和电气设备较多，其电路图的符号较多，因此，为便于识读分析机床电路图，除第二单元课题一所介绍的绘制和识读电路图的一般原则之外，还应明确以下几点：
图3-4 CA6140卧式车床电路图
（1）电路图按电路功能分成若干个单元，并用文字将其功能标注在电路图上部的栏内。例如图3-4所示电路图按功能分为电源保护、电源开关、主轴电动机等13个单元。
（2）在电路图下部（或上部）划分若干图区，并从左向右依次用阿拉伯数字编号标注在图区栏内。通常是一条回路或一条支路划为一个图区，如图3-4所示电路图共划分了12个图区。
（3）电路图中，在每个接触器线圈下方画出两条竖直线，分成左、中、右三栏，每个继电器线圈下方画出一条竖直线，分成左、右两栏。把受其线圈控制而动作的触头所处的图区号填入相应的栏内，对备而未用的触头，在相应的栏内用记号“×”标出或不标出任何符号。见表3-4和表3-5.
（4）电路图中触头文字符号下面用数字表示该电器线圈所处的图区号。图3-4所示电路图中，在图区4中“”，表示中间继电器KA2的线圈在图区9中。
表3-4 接触器触头在电路图中位置的标记 栏目 左栏 中栏 右栏 触头类型 主触头所处的图区号 辅助常开触头所处的辅助常闭触头所图区号 处的图区号 举例 KM 表示3对主触头均在表示一对辅助常开触表示2对辅助常闭2 8 X 图区2 头在图区8，另一对常触头未用 2 10 X 开触头在图区10 2 表3-5 继电器触头在电路图中位置的标记 栏目 左栏 右栏 触头类型 常开触头所处的图区号 常闭触头所处的图区号 举例 KA2 表示3对常开触头均在图表示常闭触头未用 4 区4 4 4 2.主电路分析 CA6140卧式车床的电源由钥匙开关SB控制，将SB向右旋转，再扳动断路器QF将三相电源引入。电气控制线路有三台电动机：M1为主轴电动机，带动主轴旋转和刀架作进给运动；M2为冷却泵电动机，用以输送冷却液；M3为刀架快速移动电动机，用以拖动刀架快速移动。其控制和保护见表3-6.
表3-6 主电路的控制和保护电器 名称及代号 作用 控制电器 过载保护电器 短路保护电器 主轴电动机M1 带动主轴旋转接触器KM 热继电器KH1 低压断路器QF 和刀架作进给运动 冷却泵电动机供应冷却液 中间继电器热继电器KH2 熔断器FU1 M2 KA1 快速移动电动拖动刀架快速中间继电器无 熔断器FU1 机M3 移动 KA2 思考 冷却泵电动机M2和刀架快速移动电动机M3为什么用中间继电器控制而不用接触器控制？
3.控制电路分析
控制电路通过控制变压器TC输出的110V交流电压供电，由熔断器FU2作短路保护。在正常工作时，行程开关SQ1的常开触头闭合。当打开床头皮带罩后，SQ1的常开触头断开，切断控制电路电源，以确保人身安全。钥匙开关SB和行程开关SQ2在车床正常工作时是断开的，QF的线圈不通电，断路器QF能合闸。当打开配电壁龛门时，SQ2闭合，QF线圈获电，断路器QF自动断开，切断车床的电源。
（1）主轴电动机M1的控制 M1启动：
→KM自锁触头闭合
按下SB2→KM线圈得电→KM主触头闭合→主轴电动机M1启动运转 →KM辅助常开触头闭合，为KA1得电作准备 M1停止：
按下SB1→KM线圈失电→KM触头复位断开→M1失电停转
（2）冷却泵电动机M2控制 主轴电动机M1和冷却泵电动机M2在控制电路中实现顺序控制，只有当主轴电动机M1启动后，KM的常开触头闭合，合上旋钮开关SB4，中间继电器KA1吸合，冷却泵电动机M2才能启动。当M1停止运行或断开旋钮开关SB4时，M2停止运行。
（3）刀架快速移动电动机M3的控制 刀架快速移动电动机M3的启动是由
安装在进给操作手柄顶端的按钮SB3控制的，它与中间继电器KA2组成点动控制环节。将操作手柄扳到所需移动的方向，按下SB3，KA2得电吸合，电动机M3启动运转，刀架沿指定的方向快速移动。刀架快速移动电动机M3是短时间工作，故未设过载保护。
4.照明与信号电路分析
控制变压器TC的二次侧输出24V和6V电压，分别作为车床低压照明和指示灯的电源。EL为车床的低压照明灯，由开关SA控制，FU4作短路保护；HL为电源指示灯，FU3作短路保护。
CA6140卧式车床的电气元件明细表见表3-7。 表3-7 CA6140卧式车床的电气元件明细表 代号 名称 型号 规格 数用途 量 M1 主轴电动Y132M-4-B3 7.5kw、1 主轴及进给传动 机 1450r/min M2 冷却泵电AOB-25 90w、1 供冷却液 动机 3000r/min M3 快速移动AOS5634 250w、1 刀架快速移动 电动机 1360r/min KH1 热继电器 JR36-20/3 15.4A 1 M1过载保护 KH2 热继电器 JR36-20/3 0.32A 1 M2过载保护 KM 交流接触CJ10-20 线圈电压1 控制M1 器 110V KA1 中间继电JZ7-44 线圈电压1 控制M2 器 110V KA2 中间继电JZ7-44 线圈电压1 控制M3 器 110V SB1 按钮 LAY3-01ZS/1 1 停止M1 SB2 按钮 LAY3-10/3.11 1 启动M1 SB3 按钮 LA9 1 启动M3 SB4 旋钮开关 LAY3-10X/20 1 控制M2 SB 旋钮开关 LAY3-01Y/2 1 电源开关锁 SQ1、SQ2 行程开关 JWM6-11 2 断电保护 FU1 熔断器 BZ001 熔体6A 3 M2、M3短路保护 FU2 熔断器 BZ001 熔体1A 1 控制电路短路保护 FU3 熔断器 BZ001 熔体1A 1 信号灯短路保护 FU4 熔断器 BZ001 熔体2A 1 照明电路短路保护 HL 信号灯 ZSD-0 6V 1 电源指示 EL 指示灯 JC11 24V 1 工作照明 QF 低压断路AM2-40 20A 1 电源开关 器 TC 控制变压JBK2-100 380V/110V/1 控制电路电源 器 24V/6V 四、CA6140车床常见电气故障分析与检修方法
当需要打开配电壁龛门进行带电检修时，应将行程开关SQ2的传动杠拉出，使断路器QF仍可合上。关上龛门后，SQ2复原恢复保护作用。
下面以主轴电动机不能启动的故障为例介绍常见电气故障的检修方法和步骤。 合上电源开关QF，按下启动按钮SB2，电动机M1不启动，此时首先要检查接触器KM是否吸合，若KM吸合，则故障必然发生在主电路，可按下列步骤检修：
若接触器KM不吸合，可按下列步骤检修： 按下SB3 是 检查KA2是否 吸合 检查照明灯和 是 信号灯是否亮 否 电源部分有故障（不能排除 控制电路有故障）
KM和KA2的公共控制电路部分（1-2-3-4-5）正常，故障范围在KM的线圈支路部分（5-6-7-0），可用电压测量法检修 故障范围在控制电路上 用电压法检修电路故障的方法见表3-8
表3-8 用电压测量法检修电路故障 故障测量线路及状态 5-6 6-7 7-0 故障点 现象 按下SB2，KM不吸合，按下SB3时，KA2吸合 110V 0 0 排除方法 SB1接触更换SB1不良或接或将脱落线脱落 线接好 0 110V 0 SB2接触更换SB2不良或接或将脱落线脱落 线接好 按下SB2不放 0 110V KM线圈开更换线圈路或接线或将脱落脱落 线接好
用电阻法检修电路故障的方法见表3-9
表3-9 用电阻测量法检修电路故障 故障测量线路及状态 5-6 6-7 7-0 现象 按下∞ 0 0 SB2（或KM）、SQ1，测得0 ∞ 0 电阻读数为∞ 按下SB2、SQ1不放 0 0 故障点 SB1接触不良或接线脱落或SB1常闭触点损坏 SB2接触不良或接线脱落或SB2常开触点损坏 KM线圈开路或接线脱落 排除方法 更换SB1或将脱落线接好 更换SB2或将脱落线接好 ∞ 更换线圈或将脱落线接好 CA6140车床其他常见电气故障的检修见表3-10 表3-10 CA6140车床其他常见电气故障的检修 故障现象 故障原因 处理方法 主轴电动机M1启动后不接触器KM的自锁触头接合上QF，测KM自锁触头能自锁，即按下SB2，M1触不良或连接导线松脱 （6－7）两端的电压，若启动运转，松开SB2，M1电压正常，故障是自锁触随之停止 头接触不良，若无电压，故障是连线(6、7)断线或松脱 主轴电动机M1不能停止 KM主触头熔焊；停止按钮断开QF，若KM释放，说SB1被击穿或线路中5、6明故障是停止按钮SB1被两点连接导线短路；KM铁击穿或导线短路；若KM心端面被油垢粘牢不能过一段时间释放，则故障脱开 为铁心端面被油垢粘牢 主轴电动机运行中停车 热继电器KH1动作 找出KH1动作的原因，排除后使其复位 照明灯EL不亮 灯泡损坏；FU4熔断；SA可根据具体情况采取相触头接触不良；TC二次绕应的措施修复 组断线或接头松脱；灯泡和灯头接触不良等
