M7120平面磨床的实训说明

一、M7120平面磨床实训装置-基本组成

1、面板1
面板上装有三相电源输入指示，过流，过压保护装置等安全保护装置。
2、面板2
面板上装有断路器、熔断器、接触器、热继电器、变压器等元器件，这些元器件直接安装在面板表面，可以很直观的看它们的动作情况。面板上安装有机床的所有主令电器及动作指示灯、机床的所有操作都在这块面板上进行。
3、半实物机床
可以模拟机床的一些基本动作，使学生更能掌握真实机床动作原理。
4、故障开关箱
设有36个开关，其中K1到K28用于故障设置；K29到K36保留；其中上部分用于老师设置故障，设置好以后可以用钥匙锁住，学生在下部分开关上排除故障，在设置故障时当两开关为同一位置时即为闭合状态，反之则为常开状态。
二、M7120平面磨床实训装置-机床原理图

三、普通磨床的主要工作概况
磨床是用砂轮的周边或端面进行机械加工的精密机床。磨床的种类较多，按其工作性质可
分为外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床以及一些专用磨床(如螺纹磨床、齿轮磨床、球面磨床、花键磨床、导轨磨床与无心磨床等)，其中尤以平面磨床应用最为普遍。
    平面磨床是用砂轮磨削加工各种零件的平面。M7120型平面磨床是平面磨床中使用较为普遍的一种，它的磨削精度和光洁度都比较高，操作方便，适用磨削精密零件和各种工具，并可作镜面磨削。
    M7120型平面磨床由床身、工作台(包括电磁吸盘)、磨头、立柱、拖板、行程挡块、砂轮修正器、驱动工作台手轮、垂直进给手轮、横向进给手轮等部件组成。
    平面磨床可分为以下几种基本类型：立轴矩台平面磨床、卧轴矩台平面磨床、立轴圆台平面磨床、卧轴圆台平面磨床。现以M7120型卧轴矩台平面磨床的电气控制为例进行分析。
四、普通磨床的电气控制线路分析
M7120型平面磨床的电气控制线路如图所示。主要分为主电路、控制电路、电磁工作台控制电路及照明与指示灯电路四部分。图中使用的电器元件符号及功能说明如表1.1所示。
表1.1 M7120型平面磨床电器元件符号及功能说明

符号	名称及用途	符号	名称及用途
QS	电源开关	SB1～SB10	按钮
M1	液压泵电动机	YH	电磁吸盘
M2	砂轮电动机	YC	整流器
M3	冷却泵电动机	KV	欠电压继电器
M4	砂轮升降电动机	C	电容
KM1～KM6	交流接触器	R	电阻
FRl	热继电器	HLl～HL5	指示灯
FR2		SA	台灯开关
FR3		EL	工作照明灯
FU1	熔断器	XSl、XP1	接插件
FU2～FU7	熔断器	XS2、XP2	接插件
TC	控制变压器	XB	接零牌

1、主电路分析
主电路共有四台电动机，其中M1是液压泵电动机，它驱动液压泵进行液压传动，实现工作台和砂轮的往复运动；M2是砂轮电动机，它带动砂轮转动来完成磨削加工工件；M3是冷却泵电
动机，它供给砂轮对工件加工时所需的冷却液；它们分别用接触器KMl、KM2控制。冷却泵电动机M3只有在砂轮电机M2运转后才能运转。M4是砂轮升降电动机，它用于磨削过程中调整砂轮与工件之间的位置。MI、M2、M3是长期工作的，所以电路都设有过载保护。M4是短期工作的，电路不设过载保护。四台电动机共用一组熔断器FUl做短路保护。
2、控制线路分析
（1）液压泵电动机M1的控制
合上电源开关QS，如果整流电源输出直流电压正常，则在图区17上的欠压继电器KV线圈通电吸合，使图区7(2～3)上的常开触点闭合，为起动液压电动机M1和砂轮电动机M2做好准备。如果KV不能可靠动作，则液压电动机M1和砂轮电动机M2均无法起动。因为平面磨床的工件是靠直流电磁吸盘的吸力将工件吸牢在工作台上，只有具备可靠的直流电压后，才允许起动砂轮和液压系统，以保证安全。
    当KV吸合后，按下起动按钮SB3，接触器KM1线圈通电吸合并自锁，液压泵电动机M1起动运转，HL2指示灯亮。若按下停止按钮SB2，接触器KMl线圈断电释放，电动机MI断电停转，HL2指示灯熄灭。
（2）砂轮电动机M2及冷却液泵电动机M3的控制
    电动机M2及M3也必须在KV通电吸合后才能起动。按起动按钮SB5，接触器KM2线圈通电吸合，砂轮电动机M2起动运转。由于冷却泵电动机M3通过接插器X1和M2联动控制，所以M2和M3同时起动运转。当不需要冷却时，可将插头XPl拉出。按下停止按钮sB4时，接触器KM2线圈断电释放，M2与M3同时断电停转。
    两台电动机的过载保护热继电器FR2和FR3的常闭触点都串联在KM2电路上，只要有一台电动机过载，就使接触器KM2失电。因冷却液循环使用，经常混有污垢杂质，很容易引起冷却液泵电动机M3过载，故用热继电器FR3进行过载保护。
（3）砂轮升降电动机M3的控制
    砂轮升降电动机只有在调整工件和砂轮之间位置时使用。
    当按下点动按钮SB6，接触器KM3线圈获电吸合，电动机M4起动正转，砂轮上升。达到所需位置时，松开SB6，接触器KM3线圈断电释放，电动机M4停转，砂轮停止上升。
    当按下点动按钮SB7，接触器KM4线圈获电吸合，电动机M4起动反转，砂轮下降，当达到所需位置时，松开SB7，KM4断电释放，电动机M4停转，砂轮停止下降。
    为了防止电动机M4正反转线路同时接通，故在对方线路中串入接触器KM4和KM3的常闭触头进行联锁控制。
（4）电磁工作台的控制
电磁工作台又称电磁吸盘，它是固定加工工件的一种夹具。利用通电导体在铁心中产生的
磁场吸牢铁磁材料的工件，以便加工。它与机械夹具比较，具有夹紧迅速，不损伤工件，一次能吸牢若干个小工件，以及工件发热可以自由伸缩等优点，因而电磁吸盘在平面磨床上用得十分广泛。电磁吸盘结构如图3.10所示。其外壳是钢制箱体，中部的芯体上绕有线圈，吸盘的盖板用钢板制成，钢制盖板用非磁性材料(如铅锡合金)隔离成若干小块。当线圈通上直流电以后，电磁吸盘的芯体被磁化，产生磁场，磁通便以芯体和工件做回路，工件被牢牢吸住。
  电磁吸盘的控制电路包括三个部分：整流装置、控制装置和保护装置。
    ①整流装置整流装置由变压器TC和单相桥式全波整流器VC组成，供给110V直流电源。
    ②控制装置控制装置由按钮SB8、SB9、SBl0和接触器KM5、KM6等组成。
    电磁工作台充磁和去磁过程如下：
    A．充磁过程：当电磁工作台上放上铁磁材料的工件后，按下充磁按钮SB8，接触器KM5线圈获电吸合，接触器KM5的两副主触点区18（204～206)、区21（205～208）闭合，同时其自锁触点区14(15～16)闭合，联锁触点区15(18～19)断开，电磁吸盘YH通入直流电流进行充磁将工件吸牢。然后进行磨削加工。磨削加工完毕后，在取下加工好的工件时，先按下按钮SB9，接触器KM5断电释放，切断电磁吸盘YH的直流电源，电磁吸盘断电，由于吸盘和工件都有剩磁，要取下工件，需要对吸盘和工件进行去磁。
    B．去磁过程：按下点动按钮SBl0，接触器KM6线圈获电吸合，接触器KM6的两付主触点区18(205—206)、区21(204～208)闭合，电磁吸盘YH通入反向直流电，使电磁吸盘和工件去磁。去磁时，为了防止电磁吸盘和工件反向磁化将工件再次吸住，仍取不下工件，所以要注意按点动按钮SBl0的时间不能过长，同时接触器．KM6采用点动控制方式。
    ③保护装置保护装置由放电电阻R和电容C以及欠压继电器KV组成。
    A．电阻R和电容C的作用：电磁盘是一个大电感，在充磁吸工件时，存储有大量磁场能量。当它脱离电源时的一瞬间，电磁吸盘YH的两端产生较大的自感电动势，如果没有RC放电回路，电磁吸盘的线圈及其他电器的绝缘将有被击穿的危险，故用电阻和电容组成放电回路；利用电容C两端的电压不能突变的特点，使电磁吸盘线圈两端电压变化趋于缓慢；利用电阻R消耗电磁能量，如果参数选配得当，此时RLC电路可以组成一个衰减振荡电路，对去磁将是十分有利的。
    B．零压继电器KV的作用：在加工过程中，若电源电压过低使电磁吸盘YH吸力不足，则电磁吸盘将吸不牢工件，会导致工件被砂轮打出，造成严重事故。因此，在电路中设置了欠压继电器KV，将其线圈并联在直流电源上，其常开触点区7(2～3)串联在液压泵电机和砂轮电机的控制电路中，若电压过低使电磁吸盘YH吸力不足而吸不牢工件，欠电压继电器KV立即释放，使液压泵电动机M1和砂轮电动机M2立即停转，以确保电路的安全。
（5）照明和指示灯电路
    图3.9中EL为照明灯，其工作电压为36 V，由变压器TC供给。SA为照明开关。
    HLl、HL2、H13、HL4和HL5为指示灯，其互作电压为6V，也由变压器TC供给。
五个指示灯的作用是：
HLl亮表示控制电路的电源正常；不亮，表示电源有故障。
HL2亮表示液压泵电动机M1处于运转状态，工作台正在进行往复运动；不亮，M1停转。
HL3亮表示冷却泵电动机M3及砂轮电动机M2处于运行状态；不亮，表示M2、M3停转。
HL4亮表示砂轮升降电动机M4处于运行状态；不亮，表示M4停转。
HL5亮表示电磁吸盘YH处于工作状态(充磁或去磁)；不亮，表示电磁吸盘未工作。
M7120平面磨床电气控制线路故障图及排除实训训练指导
1.实训内容
(1)用通电试验方法发现故障现象，进行故障分析，并在电气原理图中用虚线标出最小故障范围。
(2)按图排除T68镗床主电路或电磁吸盘电路中，人为设置的两个电气自然故障点。
2.电气故障的设置原则
(1) 人为设置的故障点，必须是模拟机床在使用过程中，由于受到振动、受潮、高温、异物侵入、电动机负载及线路长期过载运行、启动频繁、安装质量低劣和调整不当等原因造成的“自然”故障。
(2)切忌设置改动线路、换线、更换电器元件等由于人为原因造成的非“自然”的故障点。
(3) 故障点的设置，应做到隐蔽且设置方便，除简单控制线路外，两处故障一般不宜设置在单独支路或单一回路中。
(4)对于设置一个以上故障点的线路，其故障现象应尽可能不要相互掩盖。否则学生在检修时，虽然检查思路尚清楚，但检修到定额时间的2/3还不能查出一个故障点时，可作适当的提示。
(5)应尽量不设置容易造成人身或设备事故的故障点，如有必要时，教师必须在现场密切注意学生的检修动态，随时作好采取应急措施的准备。
(6)设置的故障点，必须与学生应该具有的修复能力相适应。
故障设置一览表

故障编号	故障现象	故障编号	故障现象
1	机床无法启动	15	电磁吸盘不能工作
2	液压泵电动机无法启动	16	电磁吸盘控制不能自锁
3	液压泵电动机无法启动	17	电磁吸盘不能进行充磁
4	液压泵电动机无法启动	18	电磁吸盘不能进行充磁
5	液压泵电动机和砂轮电动机都无法启动	19	电磁吸盘不能退磁
6	砂轮电动机无法启动	20	电磁吸盘不能退磁
7	砂轮电动机无法启动	21	电磁吸盘不工作
8	砂轮电动机控制无自锁	22	电磁吸盘不工作
9	砂轮电动机无法启动	23	液压泵、砂轮电动机不能工作
10	砂轮电动机无法启动	24	电磁吸盘不能退磁
11	砂轮架无法上升	25	电磁吸盘不能工作
12	砂轮架无法上升	26	液压泵不工作
13	砂轮架无法下降	27	砂轮不工作
14	砂轮架无法下降	28	砂轮不能下降

故障位置图

M7120平面磨床的实训说明

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