(安徽机电职业技术学院,安徽 芜湖 241002)
在科技快速发展的今天,自动化越来越普及,数控技术广泛应用在工业生产的方方面面,成为车间技术的重要组成部分之一,也是车间生产能够正常进行的保障。与工业早期的简单机械不同,现代车床要求机器在运行时每一个零部件都是完好无损的,失之毫厘差之千里,些许的偏差也会造成巨大的损失,带来不可估量的后果,因此要求对车床进行按时检修,及时发现隐患,排查安全漏洞,保证生产的连续性和安全性。本文首先对于车床电气故障进行了分类,再按照类别分析检修的步骤,最后对常见的C620型普通车床和CA6140型普通车床的电气故障进行经验总结,另外还涵盖了其他常见车床故障的分析。
按照不同的标准,可以对车床电气故障做出不同的分类,分类标准可以是故障的性质,也可以是故障的现象、原因或者后果等。若按照故障的发生部位进行分类,可将车床电气故障分为硬件故障和软件故障,硬件故障顾名思义,是指发生在车床硬件方面的故障,可能是零部件的损耗或者缺失,若发生损耗就需要及时修补,而发现有零部件缺失或者重要零件损耗则需要立即补充和更换,而软件故障则需要借助计算机进行检修,此类故障更为复杂,这要求检修人员具有相应的专业知识[1];若按照故障的现象分类,可分为有诊断指示故障和无诊断指示故障,诊断指示故障发生时,指示灯会自动亮起方便检修人员发现问题,而无诊断指示故障的发生却没有相应的提示,这导致故障的发现更为困难,因此此类故障需要工作人员格外注意,列入必检清单;若按故障的后果分类,可分为破坏性故障和非破坏性故障,破坏性故障可能会对整个机床造成巨大损害,严重的直接导致生产停止,最终形成巨大的损失,而非破坏性故障则不会造成如此严重的后果,但在进行全面的检修时仍然需要注意;若根据故障的发生是否具有必然性分类,可将车床电气故障分为系统性故障和随机性故障,系统性故障是在机床设计之初由于技术限制等遗留下来的问题,会在后续的生产过程中不断发生,因为这类故障发生频繁,所以检修人员在每次检修时都应当进行检查[2]。
车床电气故障的检修主要分为4个步骤,故障检查、控制线路分析与检测、电器元件的检查和控制线路的通电检查。
故障检查,主要是通过询问、观察、触摸和听声等方式,具体操作是:在故障发生后询问当时的操作人员具体情况,使其回忆故障发生时机床是否冒烟、发出警报等,判断是否存在操作失误,还需对具体故障部位进行观察、触摸,判断损坏程度,必要时还可敲击相关零件,将其同正常状态进行比较,并找出问题所在。
控制系统是整个机床的核心,因此控制线路的分析与检测是车床检修的重要内容,是需要检修人员熟练掌握的步骤。通过阅读图纸,弄清机床控制系统的基本结构,再结合电气原理进行专业分析,在确定故障发生的大致范围后,利用万用表判断是否有短路、断路等情况发生,逐步缩小排查范围,一一排查相应的零部件控制情况,最终找出故障之处。
电器元件的检查,是在确定了大致的故障范围后,按照规定的程序和方法,对比统一的标准,判断电器元件是否存在故障,若发现故障则需及时更换[3]。
控制电路的通电检查,是机床检修的最后一步,当上述的检修步骤完成后,及时对损坏的零部件进行修补或更换,确保无误后才能通电,通电时,控制电路先于主电路、直流电路先于交流电路、主电路开关先于继电器接触器控制电路。在通电之前还需要先进行常规检查:按下开关,启动机床的某个局部功能区,观察该功能区的接触器、继电器是否运行正常,若发现有不正常的动作,则说明该机床仍然存在问题,需要继续检修。另外,通电检查时应使主电路保持关闭状态,仅连通控制电路的电源,以避免零部件发生不必要的碰撞,造成额外的损失。
C620型普通车床的电气主电路由两台电动机构成,其中主轴电动机以M1表示,而冷却泵电动机以M2表示。主轴电动机只能执行单向旋转的操作,并由此带动零部件按同一个方向运动,再经过操作杆使得零件能够实现反向转动。另一方面,冷却泵电动机的功能是为零部件提供冷却液,上连KM,并受到Q2的控制,由此可以看出,只有先运行M1,才能启动M2。QS1是整个电路的总开关,FU1是控制电路的短路保护,相应的,FU2是冷却泵的短路保护;FR1是控制电路的过载保护,FR2是冷却泵的过载保护。
检修实例:一台C620型普通机床在按下停止按钮后,主轴电机仍在运行。
造成主轴电机无法停止的原因可能是没有释放复位KM,而进一步造成KM无法复位的原因可能有如下几方面:停止按钮SB1的线头短路或者卡住触头;KM的主触头因为熔焊而无法与电源断开;KM的铁芯表面由于粘牢而无法脱开;KM断电后,卡住了运行部分或者弹簧疲劳变现无法收缩,造成的不能复位。在检查时首先切断了电源总开关QS1,保证主机停转后才进行检修,确保检修环境的安全。观察到接触器有无法回缩的情况,用手触碰、按压,检查接触器是否有异样,例如铁芯粘连、弹簧变形等[4]。另外还需要仔细检查接触器的主触头,并发现其中一对主触头发生了熔焊状况,及时将其更换,最终成功修复了该机床。
与上述C620型普通机床的检修方法类似,在检修CA6140型普通机床时也应首先从其电气线路图入手。可以观察到,CA6140型普通机床的电气线路与C620型普通机床大体相似,而区别在于CA6140型机床的溜板处设置了快速调整移动装置,并且溜板的控制是通过“十”字手柄实现的。当手柄上的点动按钮SB3被操作人员按下时,快速移动电机M3得到控制,随之溜板就能快速调整移动;当点动按钮SB3被放开时,溜板的移动也会停止。溜板的运动是通过主轴电动机的光纤或丝杆实现的。
检修实例:一台CA6140型普通机床在运行过程中发现其溜板快速移动电机M3无法启动。
可以看出,点动按钮SB3负责控制溜板快移电机,若溜板快移电机无法启动,则可能是有如下原因:点动控制电路未接通电源、按钮SB3接触不良导致故障、接触器KM3的线圈有短路或者断路现象、KM3的主触头接触不良导致故障等。在检修时,同样应当首先关闭电源总开关QS1,按下SB3按钮,听到接触器KM3传出闭合声,判断控制回路未发生故障。而随后使用万用表测度3U/3V/3W处的电压情况,未发现问题。之后断开3U/3V/3W处的电源,检查快移电机M3,发现故障。更换溜板快移电机M3,排除故障。
故障现象1:启动M1后,发现电机转速极低甚至完全停下,还伴随着“嗡嗡”的噪音。
发生这种情况后应当首先断电,避免电机被烧坏,同时避免发生漏电的情况导致相关工作人员触电。故障的原因一般有两种,一是三相电路的某一处断电,二是机械传动系统发生卡死的情况。当上述两种情况发生时,可能引起故障的范围有:烧断位于总电源中熔断器的三相电路、主电路发生接触不良甚至接线脱落的情况、电动机接线盒内部接触不良以及机械转动完全卡死。
故障现象2:按下启动按钮后发现冷却泵电动机没有反应。
可能产生这种故障的原因有:水泵电动机的熔丝烧断、水泵电动机的电源线绝缘损坏或者电路接触不良,在检修时应当按顺序一处处排查,逐步缩小故障范围,最后检查出问题所在。
故障现象3:机床在工作时灯突然熄灭,但机床仍然能够正常运行。
在发生这种故障后,应当检查机床灯泡是否烧坏,或者控制照明的电路熔断器是否损坏,又或者变压器是否烧毁、变压器的副边是否接触不良。发现问题后,对于损坏较小的零部件,应及时修补,而对于损坏较严重或者处于重要部位的零件应当及时更换,以保障机床持续、正常地运行。
引起故障的原因虽然复杂,但仍然是有迹可循的,相关工作人员应当注重在检修实践中总结经验,找到故障发生的规律,研究并得到相应的解决办法,最终提高自身的工作经验和检修水平,尤其是提高发现问题、解决问题的能力,以保证车床的正常运行,保障车间生产的持续性和安全性。