机床进行机械加工设备的统称,按加工方式分车床、铣床、磨床、镗床等,按自动化控制程度分普通机床和数控机床两大类。
1.普通机床组成
普通机床是应用最广泛,而且是现在仍然在应用的设备。普通机床有三部分组成机床主体、电气控制系统、液压控制系统。机床主体不仅是机床的电气控制系统和液压控制系统的安装基础,同时也是对机械零件进行加工的部位。液压控制系统是为了提高加工能量,更好地进行零件加工,利用液压控制系统将液压能转化为机械能,提高了机床的输出力量。电气控制系统是机床的核心,通过它控制着机床的整个工作过程。它由压电器和相关线路组成。低压电器包括:接触器、继电器、按钮、行程开关、熔断器、热继电器、低压断路器、隔离器、磁铁、电磁离合器、电动机等。
2.普通机床常见故障分析
机床电气系统常见故障有线路和元器件的断路、短路、接地、虚接等故障,致这些故障的原因也各不相同。
1)断路故障断路故障是机床中最常见的故障。由于电气控制系统控制的是电流流动的方向、大小,而电流的产生与电压和电阻有直接关系。常见机床控制系统的电压是380V的动力电,是通过电网提供给机床的,而电网电压是有一定波动的,不是恒定不变的,因此有些机床设计有稳压系统,尽量使机床获得的电压稳定,如果稳压系统故障导致电压过高,就会使机床电气控制系统电流过大,烧毁元器件,导致机床电气系统断路故障。一些没有设计稳压系统的机床在内部元件性能下降或人为操作不当的时候更容易使机床出现断路故障。如:一台CM6132型机床,最近总出现烧毁熔断器的故障,每次检查都是熔断器断路,更换新的熔断器,故障排除。如此反复几次,维修人员很郁闷,经过商讨后,为了不耽误工作任务,维修人员决定在下班后对机床进行检修,查找导致故障的原因。维修人员对机床的电动机、继电器、开关、线路、液压系统、机床主体等进行了的全面检测,机床的零部件没有问题,维修人员还进行了试车,机床工作状况良好,工作性能正常。一切正常,维修工作陷入困境,维修人员也一筹莫展,只能建议操作人员先继续使用机床,使用过程中注意观察一下,当出现故障时机床出现的故障现象,及时通知维修人员来检测。机床正常运行了一天的时间,第二天上午故障又出现了。操作人员立即通知了维修人员,维修人员到达现场对机床进行了全面的检测,发现只是熔断器断路了,其他零部件正常,这次检测进行的时间比较长,也进行的比较全面彻底。更换熔断器后,机床运转正常,几个维修人员又无计可施了。中午休息了,几个维修人员仍然围在机床前,这时有一名维修人员发现,这个操作台生产的废品件明显比其他机床产生的废品要多,于是就询问了一下操作人员,操作人员说,他是最近才来单位的,以前使用的车床和现在单位使用的车床型号不同对吃刀量的控制还不太灵活,因此生产的废品才要多一些。于是维修人员考虑是否是由于操作人员操作的不太熟练,导致操作不当引起的机床断路故障。下午上班后维修人员有意的在操作人员附近停留,观察操作人员的操作步骤、方式、方法、调整量等。经过一下午的观察,维修人员普遍感觉到这名维修人员,为了加快工作进度,对吃刀量的调整偏大,严重的时候会有瞬间停转的现象,好在操作人员工作经验丰富、反应迅速,一旦发现停转立刻退刀,机床又恢复运转。了解到这些情况,维修人员终于找到了故障的根本原因。维修人员跟操作人员说明了他在操作上的不正确做法,并告诉他适中的吃刀量不但不会降低生产效率,还会提高产品质量、成品率。为什么吃刀量过大会导致机床断路故障呢?其实原因很简单,机床吃刀量调整的过大,在机床运转过程中车车削的阻力就大,当机床车削阻力大于电机提供的动力时,电机就停转,电机停转时间过长,电路中的电流就会超过熔断器的额定电流,熔断器烧断。电机瞬间停转,时间较短的时候,机床电路中的电流还没有达到机床电路熔断器的额定电流,因此熔断器没有烧毁,机床继续运转。 通过这个例子说明正常的机械磨损导致的故障是人们经常思考的,但我们更深入的思考,发现机床始终是由人来控制的,操作人员的素质,直接决定了机床的使用寿命和故障率,同时人为因素导致的故障,也是我们在故障诊排除时必须要考虑的重要影响因素,要从机床的整个系统出发分析故障原因。
2)短路故障短路故障的出现,往往是伴随在断路故障中,当电路中有元件短路时,电路电流增大,超过熔断器额定电流,熔断器烧毁,导致机床断路故障;如果是电气系统中带有线圈的元器件局部短路,电路中的电流虽然增大,但是没有超过熔断器的额定电流,熔断器不会烧断,但是机床输出的动力下降,切削的量会下降,影响工作效率。如果遇到熔断器断路故障,更换熔断器后,机床运转熔断器再次烧断的故障,就要考虑是否机床内部有短路的地方,因为机床短路故障引起的机床断路故障现象。
3)接地故障接地故障一个严重威胁操作人员生命安全的故障。机床接地线作用是为保护操作者的人身安全,避免因为机床漏电造成对操作者的伤害;消除电磁干扰,降低对弱电设备和导线的干扰影响;避免因为电焊机或者打雷而形成的浪涌或尖峰对用电设备造成损坏。如果操作人员在操作过程中,感觉机床电人,因该立即停机,让维修人员查找漏电部件、检查接地线。
4)虚接故障虚接故障是机床中比较隐蔽的故障,查找的难度较大。引起机床电气系统虚接故障的原因有安装螺栓松动,导致接触不良;电气系统电路电压过大或内部元器件局部短路,导致电气系统电路电流长时间偏大,导致接触点烧蚀(如继电器触点,线路连接点等)。虚接故障虽然难查,但是仔细观察故障症状还是会明显的;在电器元件难于拆卸的位置可以通过使用电流流钳测量电路电流的方法,进行分析、查找。
机床电气系统故障主要包括:断路、短路、接地、虚接四种,通过对四种故障原因的分析,使我们对引起故障的根本原因及电路中电流的变化,有了较为清晰的认识,为我们今后查找机床故障,提供了有力的保障。
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