1、关越关越 制作制作 Z3040BZ3040B摇臂钻床故障检修摇臂钻床故障检修 安徽马鞍山技师学院安徽马鞍山技师学院 甄林禹技能大师工作室甄林禹技能大师工作室 天煌THPJC-2型机床技能实训考核鉴定装置培训一一.Z3040B.Z3040B摇臂钻床的工作原理摇臂钻床的工作原理 右图是右图是Z3040BZ3040B摇臂钻床的外形图。它主要摇臂钻床的外形图。它主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等组成。内立柱固定在底座上，在工作台等组成。内立柱固定在底座上，在它外面套着空心的外立柱，外立柱可绕着它外面套着空心的外立柱，外立柱可绕着内立柱回转一周，摇臂
2、一端的套筒部分与内立柱回转一周，摇臂一端的套筒部分与外立柱滑动配合，借助于丝杆，摇臂可沿外立柱滑动配合，借助于丝杆，摇臂可沿着外立柱上下移动，但两者不能作相对移着外立柱上下移动，但两者不能作相对移动，所以摇臂将与外立柱一起相对内立柱动，所以摇臂将与外立柱一起相对内立柱回转。主轴箱是一个复合的部件，它具有回转。主轴箱是一个复合的部件，它具有主轴及主轴旋转部件和主轴进给的全部变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速和操纵机构。主轴箱可沿着摇臂上的水平导轨作径向移动。当进行加工时，可利平导轨作径向移动。当进行加工时，可利用特殊的夹紧机构将外立柱紧固在内立柱用特殊的
3、夹紧机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，攻丝，铰孔摇臂导轨上，然后进行钻削，攻丝，铰孔加工。加工。主要结构主要结构运动形式运动形式v主运动：主轴的旋转。主运动：主轴的旋转。v进给运动：主轴的轴向进给。进给运动：主轴的轴向进给。摇臂钻床除主运动与进给运动外，还有外立柱、摇臂和主轴摇臂钻床除主运动与进给运动外，还有外立柱、摇臂和主轴箱的辅助运动，它们都有夹紧装置和固定位置。摇臂的升降箱的辅助运动，它们都有夹紧装置和固定位置。摇臂的升降及夹紧放松由一台异步电动机拖动，摇臂的回转和主轴箱的及夹紧放松由一台异步电动机拖
4、动，摇臂的回转和主轴箱的径向移动采用手动，立柱的夹紧松开由一台电动机拖动一台径向移动采用手动，立柱的夹紧松开由一台电动机拖动一台齿轮泵来供给夹紧装置所用的压力油来实现，同时通过电气齿轮泵来供给夹紧装置所用的压力油来实现，同时通过电气联锁来实现主轴箱的夹紧与放松。联锁来实现主轴箱的夹紧与放松。摇臂钻床的主轴旋转和摇臂升降不允许同时进行，以保证安摇臂钻床的主轴旋转和摇臂升降不允许同时进行，以保证安全生产。全生产。二二.电力拖动特点及控制要求电力拖动特点及控制要求a)a)由于摇臂钻床的运动部件较多，为简化传动装置，由于摇臂钻床的运动部件较多，为简化传动装置，使用多电机拖动，主电动机承担主钻削及进给任
5、务，使用多电机拖动，主电动机承担主钻削及进给任务，摇臂升降及其夹紧放松、立柱夹紧放松和冷却泵各摇臂升降及其夹紧放松、立柱夹紧放松和冷却泵各用一台电动机拖动。用一台电动机拖动。b)b)为了适应多种加工方式的要求，主轴及进给应在较为了适应多种加工方式的要求，主轴及进给应在较大范围大范围 内调速。但这些调速都是机械调速，用手内调速。但这些调速都是机械调速，用手柄操作变速箱调速，对电动机无任何调速要求。从柄操作变速箱调速，对电动机无任何调速要求。从结构上看，主轴变速机构与进给变速机构应该放在结构上看，主轴变速机构与进给变速机构应该放在一个变速箱内，而且两种运动由一台电动机拖动是一个变速箱内，而且两种运
6、动由一台电动机拖动是合理的。合理的。c)c)加工螺纹时要求主轴能正反转。摇臂钻床的正反转加工螺纹时要求主轴能正反转。摇臂钻床的正反转一般用机械方法实现，电动机只需单方向旋转。一般用机械方法实现，电动机只需单方向旋转。三三.电气控制线路分析电气控制线路分析 电源开关采用接触器电源开关采用接触器KMKM。主电。主电动机动机M2M2和冷却泵电机和冷却泵电机M1M1都只需单方都只需单方向旋转，所以用接触器向旋转，所以用接触器KM1KM1和和KM6KM6分分别控制。立柱夹紧松开电动机别控制。立柱夹紧松开电动机M3M3和和摇臂升降电动机摇臂升降电动机M4M4都需要正反转，都需要正反转，所以各用两只接触器控
7、制。所以各用两只接触器控制。KM2KM2和和KM3KM3控制立柱的夹紧和松开；控制立柱的夹紧和松开；KM4KM4和和KM5KM5控制摇臂的升降。控制摇臂的升降。1.1.主电路分析主电路分析2.2.控制电路分析控制电路分析按下按钮按下按钮SB3SB3，电源接触器，电源接触器KMKM吸合吸合并自锁，把机床的三相电源接通。并自锁，把机床的三相电源接通。按按SB4SB4，KMKM断电释放，机床电源即断电释放，机床电源即被断开。被断开。KMKM吸合后，转动吸合后，转动SA6SA6，使，使其接通，其接通，KM6KM6则通电吸合，冷却泵则通电吸合，冷却泵电机即旋转。电机即旋转。(1)(1)电源接触器和冷却泵
8、的控制电源接触器和冷却泵的控制(2)(2)主轴电动和摇臂升降电动机控制主轴电动和摇臂升降电动机控制 采用十字开关操作，控制采用十字开关操作，控制线路中的线路中的SA1SA1、SA1bSA1b和和SA1cSA1c是是十字开关的三个触头。十字开十字开关的三个触头。十字开头的手柄有五个位置。当手柄头的手柄有五个位置。当手柄处在中间位置，所有的触头都处在中间位置，所有的触头都不通，手柄向右，触头不通，手柄向右，触头SA1SA1闭闭合，接通主轴电动机接触器合，接通主轴电动机接触器KM1KM1；手柄向上，触头手柄向上，触头SA1bSA1b闭合，接闭合，接通摇臂上升接触器通摇臂上升接触器KM4KM4；手柄向
9、；手柄向下，触头下，触头SA1cSA1c闭合，接通摇臂闭合，接通摇臂下降接触器下降接触器KM5KM5。手柄向左的位。手柄向左的位置，未加利用。十字开关的使置，未加利用。十字开关的使用使操作形象化，不容易误操用使操作形象化，不容易误操作。作。主轴主轴上升上升下降下降(3)(3)摇臂升降和夹紧工作的自动循环摇臂升降和夹紧工作的自动循环 SQ1 SQ1是组合行程开关，它的两是组合行程开关，它的两对动断触点分别作为摇臂升降的极对动断触点分别作为摇臂升降的极限位置控制，起终端保护作用。当限位置控制，起终端保护作用。当摇臂上升或下降到极限位置时，由摇臂上升或下降到极限位置时，由撞块使撞块使SQ1(10-1
10、1)SQ1(10-11)或或(14-15)(14-15)断开，断开，切断接触器切断接触器KM4KM4和和KM5KM5的通路，使电的通路，使电动机停转，从而起到了保护作用。动机停转，从而起到了保护作用。摇臂钻床正常工作时，摇臂应摇臂钻床正常工作时，摇臂应夹紧在立柱上。因此，在摇臂上升夹紧在立柱上。因此，在摇臂上升或下降之时，必须先松开夹紧装置。或下降之时，必须先松开夹紧装置。当摇臂上升或下降到指定位置时，当摇臂上升或下降到指定位置时，夹紧装置又须将摇臂夹紧。本机床夹紧装置又须将摇臂夹紧。本机床摇臂的松开，升（或降）、夹紧这摇臂的松开，升（或降）、夹紧这个过程能够自动完成。电路中个过程能够自动完成
11、。电路中SQ2SQ2用用了一个转换开关代替，所以了一个转换开关代替，所以SQ2SQ2（6-6-1111）和）和SQ2SQ2（6-146-14）不会同时工作，）不会同时工作，必须手动。必须手动。上升上升下降下降下夹下夹上夹上夹不同时不同时工作工作(4)(4)立柱和主轴箱的夹紧控制立柱和主轴箱的夹紧控制 机床的立柱分内外两层，外立柱可以围绕内立柱作机床的立柱分内外两层，外立柱可以围绕内立柱作360360的旋转。内外立柱之间有夹紧装置。立柱的夹紧和的旋转。内外立柱之间有夹紧装置。立柱的夹紧和放松由液压装置进行，电动机拖动一台齿轮泵。电动机放松由液压装置进行，电动机拖动一台齿轮泵。电动机正转时，齿轮泵
12、送出压力油使立柱夹紧，电动机反转时，正转时，齿轮泵送出压力油使立柱夹紧，电动机反转时，齿轮泵送出压力油使立柱放松。齿轮泵送出压力油使立柱放松。立柱的夹紧松开与主轴箱的立柱的夹紧松开与主轴箱的夹紧松开有电气上的联锁。立柱夹紧松开有电气上的联锁。立柱松开，主轴箱也松开，立柱夹紧，松开，主轴箱也松开，立柱夹紧，主轴箱也夹紧，当按主轴箱也夹紧，当按SB2SB2接触器接触器KM3KM3吸合，立柱松开，吸合，立柱松开，KM3(6-22)KM3(6-22)闭合，中间继电器闭合，中间继电器KAKA通电吸合并通电吸合并自保。自保。KAKA的一个动合触头接通电的一个动合触头接通电磁阀磁阀YVYV，使液压装置将主轴
13、箱松，使液压装置将主轴箱松开。在立柱放松的整个时期内，开。在立柱放松的整个时期内，中间继电器中间继电器KAKA和电磁阀和电磁阀YVYV始终保始终保持工作状态。按下按钮持工作状态。按下按钮SB1SB1，接，接触器触器KM2KM2通电吸合，立柱被夹紧。通电吸合，立柱被夹紧。KM2KM2的动断辅助触头的动断辅助触头(22-23)(22-23)断断开，开，KAKA断电释放，电磁阀断电释放，电磁阀YVYV断电，断电，液压装置将主轴箱夹紧。液压装置将主轴箱夹紧。加紧加紧松开松开中间继电器中间继电器电磁阀电磁阀在该控制线路里，为什么不能用接触器在该控制线路里，为什么不能用接触器KM2KM2和和KM3KM3来
14、直接控制电磁阀来直接控制电磁阀YV YV？因为电磁阀必须保持通电状态，主轴箱才能松开。一旦因为电磁阀必须保持通电状态，主轴箱才能松开。一旦YVYV断电，液压装置立即将主轴箱夹紧。断电，液压装置立即将主轴箱夹紧。KM2KM2和和KM3KM3均是点动工均是点动工作方式，当按下作方式，当按下SB2SB2使立柱松开后放开按钮，使立柱松开后放开按钮，KM3KM3断电释放，断电释放，立柱不会再夹紧，这样为了使放开立柱不会再夹紧，这样为了使放开SB2SB2后，后，YVYV仍能始终通电仍能始终通电就不能用就不能用KM3KM3来直接控制来直接控制YVYV，而必须用一只中间继电器，而必须用一只中间继电器KAKA，
15、在在KM3KM3断电释放后，断电释放后，KAKA仍能保持吸合，使电磁阀仍能保持吸合，使电磁阀YVYV始终通电，始终通电，从而使主轴箱始终松开。只有当按下从而使主轴箱始终松开。只有当按下SB1SB1，使，使KM2KM2吸合，立柱吸合，立柱夹紧，夹紧，KAKA才会释放，才会释放，YVYV才断电，主轴箱也被夹紧。才断电，主轴箱也被夹紧。思考题：思考题：四、四、KH-Z3040BKH-Z3040B摇臂钻床电气线路摇臂钻床电气线路的故障与维修的故障与维修 列出部分故障现象、原因及解决办法列出部分故障现象、原因及解决办法故故 障障 现现 象象故故 障障 原原 因因故故 障障 检检 修修操作时一点反应也操作
16、时一点反应也没有没有1.1.电源没有接通；电源没有接通；2.2.FUFU3 3烧断或烧断或L L1111、L L2121导线有断路或脱落导线有断路或脱落；1.1.检查插头、电源检查插头、电源引线、电源闸引线、电源闸刀；刀；2.2.检查检查FUFU3 3、L L1111、L L2121线；线；按按SB3SB3，KMKM不能吸不能吸合，但操作合，但操作SA6SA6，KM6KM6能吸合能吸合36-37-38-KM36-37-38-KM线圈线圈-L-L1111中有断路或接触不良；中有断路或接触不良；用万用表电阻档对用万用表电阻档对相关线路进行测量；相关线路进行测量；故故 障障 现现 象象故故 障障 原
17、原 因因故故 障障 检检 修修 控制电路不能工作控制电路不能工作 1.1.FU5FU5烧断；烧断；2.2.FRFR因主轴电机过载因主轴电机过载而断开；而断开；3.3.5 5号线或号线或6 6号线断开；号线断开；4.4.TC1TC1变压器线圈断变压器线圈断路；路；5.5.TC1TC1初级进线初级进线U21U21、V21V21中有断路；中有断路；6.6.KMKM接触器中接触器中L1L1相或相或L2L2相主触点烧坏；相主触点烧坏；7.7.FU1FU1中中U11U11、V11V11相熔相熔断；断；1.1.检查检查FU5FU5；2.2.对对FRFR进行手动复进行手动复位；位；3.3.查查5 5、6 6号
18、线；号线；4.4.查查TC1TC1；5.5.查查U21U21、V21V21线；线；6.6.检查检查KMKM主触点并修主触点并修复或更换；复或更换；7.7.检查检查FUFU 主轴电机不能起动主轴电机不能起动 1.1.十字开关接触不良；十字开关接触不良；2.KM4(7-8)2.KM4(7-8)、KM5(8-9)KM5(8-9)常闭触点接触不良；常闭触点接触不良；3.KM13.KM1线圈损坏；线圈损坏；1.1.更换十字开关；更换十字开关；2.2.调整触点位置或更调整触点位置或更 换触点；换触点；3.3.更换线圈更换线圈 故故 障障 现现 象象故故 障障 原原 因因故故 障障 检检 修修主轴电机不能停
19、转主轴电机不能停转 KM1KM1主触点熔焊主触点熔焊 更换触头更换触头 摇臂升降后，不能摇臂升降后，不能夹紧夹紧 1 1SQ2SQ2位置不当；位置不当；2 2SQ2SQ2损坏；损坏；3 3连到连到SQ2SQ2的的6 6、1010、1414号线中有脱落或号线中有脱落或 断路；断路；1.1.调整调整SQ2SQ2位置；位置；2.2.更换更换SQ2SQ2；3.3.检查检查6 6、1010、1414号号 线；线；故故 障障 现现 象象故故 障障 原原 因因故故 障障 检检 修修摇臂升降方向与十字摇臂升降方向与十字开关标志的扳动方向开关标志的扳动方向相反相反摇臂升降电机摇臂升降电机M M4 4相序接反相序
20、接反 更换更换M M4 4相序相序立柱能放松，但主轴立柱能放松，但主轴箱不能放松箱不能放松1 1KMKM3 3(6-22)(6-22)接触不接触不 良；良；2.KA(6-22)2.KA(6-22)或或KA(6-KA(6-24)24)接触不良；接触不良；3.KM3.KM2 2(22-23)(22-23)常闭触常闭触 点不通；点不通；4 4KAKA线圈损坏；线圈损坏；5 5YVYV线圈开路；线圈开路；6 62222、2323、2424号线中号线中 有脱落或断路有脱落或断路用万用表电阻档检查相用万用表电阻档检查相关部位并修复关部位并修复五、五、KH-Z3040BKH-Z3040B摇臂钻床电气模拟装置
21、的摇臂钻床电气模拟装置的试运行操作试运行操作方法：方法：操作试运行操作试运行使装置中漏电保护部分接使装置中漏电保护部分接触器先吸合，再合上触器先吸合，再合上QS1QS1；1.1.按下按下SB3SB3，KMKM吸合，电源吸合，电源指示灯亮，说明机床电指示灯亮，说明机床电源已接通，同时主轴箱源已接通，同时主轴箱夹紧指示灯亮，说明夹紧指示灯亮，说明YVYV没有通电；没有通电；2.2.转动转动SA6SA6，冷动泵电机工，冷动泵电机工作，相应指示灯亮；转作，相应指示灯亮；转动动SA3SA3，照明灯亮；，照明灯亮；3.3.十字开关手柄向右，主轴电机十字开关手柄向右，主轴电机M2M2旋转，手柄回到中间旋转，
22、手柄回到中间M2M2即停；即停；具体步骤：具体步骤：4.4.十字开关手柄向上，摇臂升降电机十字开关手柄向上，摇臂升降电机M4M4正转，相应指示灯正转，相应指示灯亮，再把亮，再把SQ2SQ2置于置于“上夹上夹”位置，这是模拟实际中摇臂位置，这是模拟实际中摇臂松开操作，然后再把十字开关手柄扳回中间，松开操作，然后再把十字开关手柄扳回中间，M4M4应立即应立即反转，对应指示灯亮，最后把反转，对应指示灯亮，最后把SQ2SQ2置中间位置，置中间位置，M4M4停转，停转，这是模拟摇臂上升到指定高度后夹紧操作。以上即为摇这是模拟摇臂上升到指定高度后夹紧操作。以上即为摇臂上升和夹紧工作的自动循环。臂上升和夹紧
23、工作的自动循环。5.5.按下按下SB1SB1，立柱，立柱 夹紧松开电机夹紧松开电机 M3M3正转，立柱正转，立柱 夹紧，对应指夹紧，对应指 示灯亮。放开示灯亮。放开 按钮按钮SB1SB1，M3M3即即 停。停。具体步骤：具体步骤：6.6.按下按下SB2SB2，M3M3反转，立柱放松，相应指示灯亮，同时反转，立柱放松，相应指示灯亮，同时KAKA吸合并自锁，主轴箱放松，相应指示灯亮，松开按吸合并自锁，主轴箱放松，相应指示灯亮，松开按钮，钮，M3M3即停转，但即停转，但KAKA仍吸合，主轴箱放松指示灯始终仍吸合，主轴箱放松指示灯始终亮，要使主轴箱夹紧，可再按一下亮，要使主轴箱夹紧，可再按一下SB1S
24、B1。(5)(6)(5)(6)即为立柱和主轴箱即为立柱和主轴箱的夹紧、松开控制。（两的夹紧、松开控制。（两者有电气上的联锁）。者有电气上的联锁）。注意：注意：7.7.按下按下SB4SB4，机床电源，机床电源 即被断。即被断。具体步骤：具体步骤：六、六、KH-Z3040BKH-Z3040B电气控制线路故障图电气控制线路故障图 K1K1断开断开故障设置一览表故障设置一览表故障故障开关开关故障现象故障现象备备 注注K1K1机床不能启动机床不能启动电源能接通，冷却泵能启动，其他控制失灵。电源能接通，冷却泵能启动，其他控制失灵。K2K2机床不能启动机床不能启动电源能接通，冷却泵能启动，其他控制失灵。电源
25、能接通，冷却泵能启动，其他控制失灵。K3K3机床不能启动机床不能启动电源能接通，冷却泵能启动，其他控制失灵。电源能接通，冷却泵能启动，其他控制失灵。K4K4主轴电机不能启动主轴电机不能启动K5K5主轴电机不能启动主轴电机不能启动K6K6摇臂不能上升摇臂不能上升K7K7摇臂不能上升摇臂不能上升K8K8摇臂不能下降摇臂不能下降K9K9摇臂不能下降摇臂不能下降K10K10摇臂不能下降摇臂不能下降K11K11立柱不能夹紧立柱不能夹紧K12K12立柱不能夹紧立柱不能夹紧故障故障开关开关故障现象故障现象 备备 注注K13K13立柱不能夹紧立柱不能夹紧K14K14立柱自行松开立柱自行松开通电后，立柱自行松开
26、。通电后，立柱自行松开。K15K15立柱不能松开立柱不能松开K16K16立柱不能松开立柱不能松开K17K17主轴箱不能保持松主轴箱不能保持松开开按下立柱放松按钮，按下立柱放松按钮，KM3KM3吸合，立柱松紧电机吸合，立柱松紧电机反转，中间继电器反转，中间继电器KAKA、电磁阀、电磁阀YVYV吸合，主吸合，主轴箱松开，松开按钮，轴箱松开，松开按钮，KAKA、YVYV释放，主轴释放，主轴箱夹紧。箱夹紧。K18K18主轴箱不能松开主轴箱不能松开按下立柱放松按钮，按下立柱放松按钮，KM3KM3吸合，立柱松紧电机吸合，立柱松紧电机反转，中间继电器反转，中间继电器KAKA、电磁阀、电磁阀YVYV不动作，不
27、动作，主轴箱不能松开。主轴箱不能松开。K19K19主轴箱不能松开主轴箱不能松开按下立柱放松按钮，按下立柱放松按钮，KM3KM3吸合，立柱松紧电机吸合，立柱松紧电机反转，中间继电器反转，中间继电器KAKA、电磁阀、电磁阀YVYV不动作，不动作，主轴箱不能松开。主轴箱不能松开。故障故障开关开关故障现象故障现象备备 注注K20K20主轴箱不能松开主轴箱不能松开按下立柱放松按钮，按下立柱放松按钮，KM3KM3吸合，立柱松紧电吸合，立柱松紧电机反转，中间继电器机反转，中间继电器KAKA吸合，电磁阀吸合，电磁阀YVYV不动作，主轴箱不能松开。不动作，主轴箱不能松开。K21K21主轴箱不能松开主轴箱不能松开
28、按下立柱放松按钮，按下立柱放松按钮，KM3KM3吸合，立柱松紧电吸合，立柱松紧电机反转，中间继电器机反转，中间继电器KAKA吸合，电磁阀吸合，电磁阀YVYV不动作，主轴箱不能松开。不动作，主轴箱不能松开。故障故障开关开关故障现象故障现象 备备 注注K22K22机床不能启动机床不能启动 按下按下SB3SB3，电源开关，电源开关KMKM不动作，电源无法接通不动作，电源无法接通 K23K23电源开关电源开关KMKM不能保不能保持持 按下按下SB3SB3，KMKM吸合，松开吸合，松开SB3SB3，KMKM释放，机床释放，机床断电。断电。K24K24冷却泵不能启动冷却泵不能启动 K25K25照明灯不亮照明灯不亮 作业：画出Z3040摇臂钻床的电气原理图
