一种典型的机床电路检修实训装置

苏桂文　蔡少权

[摘 要]“机床电气故障分析与维修”,是维修电工职业技能训练及考核的重点和难点所在。文章介绍了一种典型机床电路检修实训装置,能快速设置和恢复故障点,大大提高培训和考核的效率。

[关键词]实训装置 故障点 设置

当今的职业教育要求教学与生产接轨,加大实践教学比重,让学生毕业时取得“双证书”。对电类学生来说,“维修电工职业技能等级证”是电类专业最重要的职业技能证书之一,而“机床电气故障分析与维修”是电工技术中的重点和难点内容所在,同时,也是国家劳动部颁发“电工技术等级标准”和“职业技能鉴定规范”对中级工以上技术等级的培训与考核的要求。

很多学校在《电工技术》等课程教学中,都非常注重跟职业技能考核联系起来,为学生参加相应的职业技能证书考核打下基础。然而,在电工技术的机床电路检修的实训教学部分,往往较难开展。若直接安排学生到实际的机床上练习检修,一方面,投资大,可行性不高;另一方面,也容易发生人身安全事故和设备损坏事故;若把机床电气线路模拟在一块线路板上,由教师课前设置故障,再要求学生排除故障,恢复线路的正常功能,这样则又费时又费力,效率低下,难以适应教学及考核鉴定的要求。因此,如果有一种实训设备,可以通过拨动几个开关,来实现在一个机床电路上快速的设置和恢复故障,则可大大提高培训、考核的效果和效率。事实上,这种培训考核设备,已经有不少专业的教学教仪公司,如广东三向教仪、浙江天煌教仪等公司都有研制生产。本文也以Z3050摇臂钻床电路为例,讨论如何设计及制造一个典型的机床电路检修实训装置。

一、Z3050摇臂钻床控制柜元件布局及故障点设置

1.主要电气元件及其布局

在Z3050摇臂钻床电路中,M1为主轴电动机,由交流接触器KM1控制; M2为摇臂升降电动机,由交流接触器KM2、KM3控制M2正反转,实现摇臂升降运动; M3为液压油泵电动机,由交流接触器KM4、KM5按制M3正反转,实现摇臂及立柱的夹紧与放松; M4是冷却泵电动机,直接由组合开关QS2控制其启动与停止;热继电器FR1、FR2分别为主轴电动机M1和液压泵电动机M3的提供过载保护。接触器YA代表夹紧放松电磁铁。电路共有5个限位开关SQ1～SQ5,其中,SQ1及SQ5是摇臂升降的上下限位保护开关,SQ2及SQ3反映摇臂的松开及夹紧到位,SQ4用于接通“夹紧”及“放松”的指示灯;KT为断电延时型时间继电器,其作用是在摇臂升降到位,M2停机后,延时1S～3S,再起动M3将摇臂夹紧。

把电路的主要元器件做好布局,并设置一个“故障点”区域,用于安装设置故障点的开关,如图1。电路操作开关、按钮、指示灯等则布置在控制柜的面板上。

2.合理设置故障点

实训装置制作的关键在于故障点的设置。实际的机床电路在使用中的常见故障,除了元器件的损坏外,无非是接线点松动、触点老化、接触不良、断线、短路等,总的来说就是断路和短路。在实训装置中,故障点的设置应反映实际的机床电路常见故障。因而,我们只需利用开关设置一些断路点及短路点,通过开关的通断来使电路产生断路或短路故障,便可大大提高设置设置及排除故障的效率。故障点设置可参考图2。

二、Z3050摇臂钻床电路故障设置操作

按照图2设计的故障点制作控制柜:凡设计有故障点的线路,都接到开关,通过开关来设置和恢复故障,一个开关就是一个故障点。本例电路共设计10个故障点,其中,断路故障8个,分别第1、2、3、4、6、8、9、10;短路故障2个,分别是故障点5和7。把断路故障开关“断开”,则产生一个断路故障,把短路故障开关置“接通”,则产生一个短路故障。

本例中,1～10的故障现象是:(1)故障开关串接在冷却泵的一根相线上,断开此开关,冷却泵电机缺相;(2)故障开关串接在控制变压器输入端,断开此开关,整个控制电路部分不能得电;(3)故障开关串接在液压泵电机的一根相线上,断开此开关,液压泵缺相;(4)故障开关串接在照明灯电路中,断开此开关,照明灯不能点亮;(5)故障开关与主轴指示灯HL3电路上的KM1常开触点并联,合上此开关,产生短路故障,主轴电机启动指示灯自动起动;(6)故障开关串接在摇臂电动下降控制接触器KM3的线圈上。断开此开关,摇臂不能下降;(7)故障开关与液压泵放松控制接触器KM4控制电路上的时间继电器常开点并联,合上此开关,液压泵自动起动;(8)故障开关串接在液压泵夹紧控制接触器KM5的控制线路中,断开此开关,液压泵无法实现夹紧工作;(9)故障开关串接在SB5与SB6之间,断开此开关,电磁铁无法得电;(10)故障开关串接在变压器输出端,断开此开关,除了KM1外,其它接触器均无法得电。在实训教学或实训考核中,可设置当中的几个故障,供学生检修,大大提高效率。

三、结语

该实训装置采用实际配电柜来制作控制线路,人为故障点由开关控制,只需拨动某个开关即可快速设置或恢复某个故障,效率大为提高。每个电路可根据实际,模拟机床实际工作时的故障情况,设置10个左右的故障,方便实训教学及技能考核。在实际的制作中,可充分利用控制柜空间,把控制柜设计成双面开门,每面设置两种典型的机床电路,则每个控制柜可设置4种不同的机床电路,利用率高,节约成本。

参考文献:

[1]余波.常用机床电气设备维修.中国劳动社会保障出版社,2006.

[2]李显全.维修电工(初级、中级、高级).中国劳动社会保障出版社,1998.

[3]王建.电气设备安装与维修.机械工业出版社,2007.