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摘要：CA6140车床是当前职业学校机械、机电一体化、电气控制等专业应用较多的实训实习设备，也是工厂中应用十分广泛的机械加工设备。了解CA6140车床的工作原理、控制形式和工作要求，熟悉其电气控制线路图，掌握控制电路路的设计和安装方法，会进行电路的故障判断、检测和维修是机电、电气专业学生必备的基本技能，也是学生今后就业和可持续发展的需要。
关键词：车床；电气控制电路；故障；检修
在工业生产机械设备中，车床是一种应用十分广泛的金属切削机床，主要能够车削内圆、外圆、端面、圆锥面、切断、镗孔、拉油槽以及螺纹等，还可以在尾座上安装钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等加工。CA6140车床是当前职业学校机械、机电、电气控制等专业应用较多的典型的实训实习设备，也是工厂中应用十分广泛的机械加工设备。掌握CA6140机床电气控制电路的的工作原理和故障检修方法是机电、电气等专业学生必备的基本技能。
一、CA6140车床的主要结构和运动形式
1、CA6140车床的主要结构。CA6140车床主要由进给箱、挂轮箱、主轴变速箱、刀架 、溜板箱、尾架、 丝杠、光杠、床身等部分组成。
2、CA6140车床的运动形式。①主运动：是主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动。②进给运动：是溜板带动刀架的直线移动。主运动和进给运动都由主轴电动机拖动，主轴电动机的动力由三角皮带、主轴变速箱传递到主轴，实现主轴的旋转，通过挂轮箱传递给进给箱来实现刀具的纵向和横向进给。③辅助运动：包括刀架的快速移动、尾座的移动、工件的装卸、加工冷却等。
二、CA6140车床的电力拖动形式及控制要求
1、主轴电动机选用三相笼型异步电动机，采用齿轮箱进行机械调速。
2、为车削螺纹，主轴要求有正、反转。采用机械的方法实现。
3、主轴电动机的启动、停止采用按钮操作，停止采用机械制动。
刀架移动和主轴移动有固定的比例关系，以便满足对螺纹的加工要求，这由机械传动保证，对电气无任何要求。
4、车削加工时，刀具及工件需要冷却，配有冷却泵电动机，且要求在主拖动电动机启动后冷却泵方可选择开动与否，而当主拖动电动机停止时，冷却泵应立即停止。主轴电动机与冷却泵电动机之间实现顺序控制。
5、具有必要的电气保护环节，如电路的短路、失压保护和电动机的过载保护等。
6、具有安全的局部照明装置。
三、CA6140车床电气控制电路分析
1. 主电路分析
主电路共有三台电动机，M1为主轴电动机，拖动主轴旋转，并通过进给机构实现刀架的进给运动；M2为冷却泵电动机，用以输送切削液，M3为刀架快速移动电动机。QS1为电源开关， 主电动机M1由接触器KM1控制，热继电器FR1作过载保护，熔断器FU作短路保护，接触器KM1作失压和欠压保护。冷却泵电动机M2由接触器KM2控制，热继电器FR2作过载保护，刀架快速移动电动机M3由接触器KM3控制，由于是点动控制，未设过载保护，熔断器FU1实现对冷却泵电动机M2、快速移动电动机M3、控制变压器TC的短路保护。
2. 控制电路分析
控制电路的电源由控制变压器TC二次侧输出110V电压提供。按下起动按钮SB2，KM1线圈得电并自锁，M1直接起动。M1运行后，接通或断开转换开关SA，实现冷却泵电动机起动与停止，由于SA1开关具有定位作用，因此不设自保触头。按下停止按钮SB1，M1、M2同时停转，该电路还具有欠压、零压保护。
3. 辅助电路分析
控制变压器TC的二次侧分别输出24V和6V的电压，作为车床低压照明灯和电源信号灯的电源。EL为车床的低压照明灯，由QS2控制，由FU3作短路保护；HL为电源信号灯，由FU4作短路保
四、CA6140车床常见故障的检修方法
车床电气控制电路出现故障时总会以一定的故障现象呈现出来，且电路中各点的电压、电阻会发生相应的变化，通过观察故障现象、测量电压、测量电阻可准确的判断车床电气控制电路的故障点。
1、直观检测法。观察故障现象，常用的方法是“问、看、听、摸”。
“问”是向机床操作人员询问故障发生前后情况，是否有烟雾、跳火、异常声音和气味，有无误操作等。
“看”熔断器内熔体是否熔断，其他低压电器元件有无烧毁，电器元件和导线的连接是否松动。
“听”电动机、变压器、接触器及各种继电器等通电后运行的声音是否正常。
“摸”将机床电气设备运行一段时间后切断电源，用手触摸电动机、变压器及接触器继电器线圈有无明显的温升，是否有局部过热现象。根据故障现象，依据电气控制图可分析故障原因，确定故障大致范围。
2、测量电阻法查找故障点并排除故障。利用万用表的欧姆档测量车床电气制线路上某点或某个元件的通和断，来判断车床电气故障点。测量前一定要切断车床电源，选择万用表的适合档位，以免烧坏万用表，同时被测电路不应有其他支路并联，避免判断错误。
3、测量电压法查找故障点并排除故障。接通车床电气控制电路，用万用表的电压档测量车床线路上某点的电压值，来判断车床电气故障点并排除故障。选择万用表电压档合适量程，以免烧坏万用表。检修完毕后通電试车，并做好维修记录。
五、CA6140车床常见故障的分析与检修
1、主轴电动机不能启动。
①电源电压过低；②熔断器FU1或FU2熔断；③热继电器动作或触点接触不良或损坏；④按钮SB1和SB2触点接触不良或损坏；⑤接触器KM1线圈开路或主触点接触不良；
2、按下起动按钮后，电动机发出嗡嗡声，不能起动。
①三相电源缺相造成；②熔断器某一相熔丝烧断；③接触器一对主触点没接触好；④电动机接线某一处断线等
3、停止按钮失去控制作用，电动机无法停车。
①接触器KM1的主触点熔焊；②停止按钮SB1击穿或严重漏电；③启动按钮SB2击穿或严重漏电；④开关SA1击穿或严重漏电；⑤接触器KM2的主触点熔焊。
4、刀架快速移动电动机不能启动
①熔断器FU1熔断；②按钮SB3触点接触不良或损坏；③接触器KM3线圈开路或主触点接触不良；④电动机本身有故障
5、冷却泵电动机不能启动
①熔断器FU1熔断；②开关SA1触点接触不良或损坏；③接触器KM1辅助触点接触不良；④接触器KM2线圈开路或主触点接触不良；⑤电动机本身有故障。
6、信号灯或照明灯不亮
①灯泡烧坏；②熔断器FU3或FU4熔断；③照明开关SQ2损坏。
参考文献
1.魏润仙 孙善君主编.《电机控制与应用》 .北京大学出版社.2010.08.
2.赵承荻 杨利军主编.《电机与电气控制技术》.高等教育出版社.2011.12
3.齐占庆 王振臣主编.《机床电气控制技术》 .机械工业出版社.2013.02
关键词：车床；电气控制电路；故障；检修
在工业生产机械设备中，车床是一种应用十分广泛的金属切削机床，主要能够车削内圆、外圆、端面、圆锥面、切断、镗孔、拉油槽以及螺纹等，还可以在尾座上安装钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等加工。CA6140车床是当前职业学校机械、机电、电气控制等专业应用较多的典型的实训实习设备，也是工厂中应用十分广泛的机械加工设备。掌握CA6140机床电气控制电路的的工作原理和故障检修方法是机电、电气等专业学生必备的基本技能。
一、CA6140车床的主要结构和运动形式
1、CA6140车床的主要结构。CA6140车床主要由进给箱、挂轮箱、主轴变速箱、刀架 、溜板箱、尾架、 丝杠、光杠、床身等部分组成。
2、CA6140车床的运动形式。①主运动：是主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动。②进给运动：是溜板带动刀架的直线移动。主运动和进给运动都由主轴电动机拖动，主轴电动机的动力由三角皮带、主轴变速箱传递到主轴，实现主轴的旋转，通过挂轮箱传递给进给箱来实现刀具的纵向和横向进给。③辅助运动：包括刀架的快速移动、尾座的移动、工件的装卸、加工冷却等。
二、CA6140车床的电力拖动形式及控制要求
1、主轴电动机选用三相笼型异步电动机，采用齿轮箱进行机械调速。
2、为车削螺纹，主轴要求有正、反转。采用机械的方法实现。
3、主轴电动机的启动、停止采用按钮操作，停止采用机械制动。
刀架移动和主轴移动有固定的比例关系，以便满足对螺纹的加工要求，这由机械传动保证，对电气无任何要求。
4、车削加工时，刀具及工件需要冷却，配有冷却泵电动机，且要求在主拖动电动机启动后冷却泵方可选择开动与否，而当主拖动电动机停止时，冷却泵应立即停止。主轴电动机与冷却泵电动机之间实现顺序控制。
5、具有必要的电气保护环节，如电路的短路、失压保护和电动机的过载保护等。
6、具有安全的局部照明装置。
三、CA6140车床电气控制电路分析
1. 主电路分析
主电路共有三台电动机，M1为主轴电动机，拖动主轴旋转，并通过进给机构实现刀架的进给运动；M2为冷却泵电动机，用以输送切削液，M3为刀架快速移动电动机。QS1为电源开关， 主电动机M1由接触器KM1控制，热继电器FR1作过载保护，熔断器FU作短路保护，接触器KM1作失压和欠压保护。冷却泵电动机M2由接触器KM2控制，热继电器FR2作过载保护，刀架快速移动电动机M3由接触器KM3控制，由于是点动控制，未设过载保护，熔断器FU1实现对冷却泵电动机M2、快速移动电动机M3、控制变压器TC的短路保护。
2. 控制电路分析
控制电路的电源由控制变压器TC二次侧输出110V电压提供。按下起动按钮SB2，KM1线圈得电并自锁，M1直接起动。M1运行后，接通或断开转换开关SA，实现冷却泵电动机起动与停止，由于SA1开关具有定位作用，因此不设自保触头。按下停止按钮SB1，M1、M2同时停转，该电路还具有欠压、零压保护。
3. 辅助电路分析
控制变压器TC的二次侧分别输出24V和6V的电压，作为车床低压照明灯和电源信号灯的电源。EL为车床的低压照明灯，由QS2控制，由FU3作短路保护；HL为电源信号灯，由FU4作短路保
四、CA6140车床常见故障的检修方法
车床电气控制电路出现故障时总会以一定的故障现象呈现出来，且电路中各点的电压、电阻会发生相应的变化，通过观察故障现象、测量电压、测量电阻可准确的判断车床电气控制电路的故障点。
1、直观检测法。观察故障现象，常用的方法是“问、看、听、摸”。
“问”是向机床操作人员询问故障发生前后情况，是否有烟雾、跳火、异常声音和气味，有无误操作等。
“看”熔断器内熔体是否熔断，其他低压电器元件有无烧毁，电器元件和导线的连接是否松动。
“听”电动机、变压器、接触器及各种继电器等通电后运行的声音是否正常。
“摸”将机床电气设备运行一段时间后切断电源，用手触摸电动机、变压器及接触器继电器线圈有无明显的温升，是否有局部过热现象。根据故障现象，依据电气控制图可分析故障原因，确定故障大致范围。
2、测量电阻法查找故障点并排除故障。利用万用表的欧姆档测量车床电气制线路上某点或某个元件的通和断，来判断车床电气故障点。测量前一定要切断车床电源，选择万用表的适合档位，以免烧坏万用表，同时被测电路不应有其他支路并联，避免判断错误。
3、测量电压法查找故障点并排除故障。接通车床电气控制电路，用万用表的电压档测量车床线路上某点的电压值，来判断车床电气故障点并排除故障。选择万用表电压档合适量程，以免烧坏万用表。检修完毕后通電试车，并做好维修记录。
五、CA6140车床常见故障的分析与检修
1、主轴电动机不能启动。
①电源电压过低；②熔断器FU1或FU2熔断；③热继电器动作或触点接触不良或损坏；④按钮SB1和SB2触点接触不良或损坏；⑤接触器KM1线圈开路或主触点接触不良；
2、按下起动按钮后，电动机发出嗡嗡声，不能起动。
①三相电源缺相造成；②熔断器某一相熔丝烧断；③接触器一对主触点没接触好；④电动机接线某一处断线等
3、停止按钮失去控制作用，电动机无法停车。
①接触器KM1的主触点熔焊；②停止按钮SB1击穿或严重漏电；③启动按钮SB2击穿或严重漏电；④开关SA1击穿或严重漏电；⑤接触器KM2的主触点熔焊。
4、刀架快速移动电动机不能启动
①熔断器FU1熔断；②按钮SB3触点接触不良或损坏；③接触器KM3线圈开路或主触点接触不良；④电动机本身有故障
5、冷却泵电动机不能启动
①熔断器FU1熔断；②开关SA1触点接触不良或损坏；③接触器KM1辅助触点接触不良；④接触器KM2线圈开路或主触点接触不良；⑤电动机本身有故障。
6、信号灯或照明灯不亮
①灯泡烧坏；②熔断器FU3或FU4熔断；③照明开关SQ2损坏。
参考文献
1.魏润仙 孙善君主编.《电机控制与应用》 .北京大学出版社.2010.08.
2.赵承荻 杨利军主编.《电机与电气控制技术》.高等教育出版社.2011.12
3.齐占庆 王振臣主编.《机床电气控制技术》 .机械工业出版社.2013.02