任务二 CA6140车床电气原理图读图

一、任务内容

电气原理图是各种机电设备安装检验、分析电气电路、排除机床电路故障等的重要图样，是用来表明设备电气工作原理及各电器元件作用和相互关系的一种表示方式。

在分析、掌握了CA6140普通卧式车床的电器元件后，下一步工作是阅读、分析CA6140普通卧式车床的电气原理图。分析、掌握CA6140普通卧式车床的电气原理图，对熟练、正确操作车床和完成车床保养维修有很大帮助。

二、任务分析

如图1-2所示的CA6140型普通卧式车床的电气原理图是根据CA6140型普通卧式车床的控制要求，以及规范的表达方式绘制的。

要阅读、分析电气原理图，首先要了解电气原理图的组成和规范画法。

1.8 电气原理图基本知识

相关知识点——电气原理图

电气原理图用来表明设备的工作原理及各电器元件间的关系，一般由主电路、控制执行电路、检测与保护电路、配电电路等几大部分组成。由于它直接体现了电子电路与电气结构以及其相互间的逻辑关系，所以一般用在设计、分析电路中。分析电路时，通过识别图样上所画各种电路元件的符号，以及它们之间的连接方式，就可以了解电路实际工作时的情况。

（1）电气原理图的规范画法及注意事项

1）电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分：主电路就是从电源到电动机有较大电流通过的电路。辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等，由继电器和接触器的线圈、继电器的触点、接触器的辅助触点、按钮、照明灯、控制变压器等电器元件组成。

2）电气原理图采用国家统一标准的图形符号和文字符号绘制，一般不画出各电器元件的实际外形图。

3）在电气原理图中，各电器元件和部件在控制电路中的位置应根据便于阅读的原则安排，同一电器元件的各部件根据需要可以不画在一起，但文字符号要相同。

4）电气原理图中所有电器的触点，都应按没有通电和没有外力作用时的初始状态画出。例如，继电器、接触器的触点按吸引线圈不通电时的状态画出，控制器按手柄处于零位时的状态画出，按钮、行程开关触点按不受外力作用时的状态画出等。

5）在电气原理图中，无论是主电路还是辅助电路，各电器元件一般按动作顺序从上到下，从左到右依次排列，可水平布置或者垂直布置。

6）在电气原理图中，有直接联系的交叉导线连接点，要用黑圆点表示。无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。

（2）图面区域的划分 在电气原理图上方的“电源保护……”等字样，表明对应区域下方元件或电路的功能，使读图者能清楚地知道某个元件或某部分电路的功能，以利于理解全电路的工作原理。

图样下方的1、2、3等数字是图区编号，是为了便于检索电气电路、方便阅读分析、避免遗漏而设置的。

（3）符号位置的索引 符号位置的索引用图号、页次和图区号的组合索引法，索引代号的组成如下：

当某图号仅有一页图样时，只写图号和图区号；当某一元件相关的各符号元素只出现在一张图纸的不同图区时，索引代号只用图区号表示。

图1-2中，接触器KM1、KM2和KM3线圈下方是相应触点的索引。

在电气原理图中，接触器和继电器线圈与触点的从属关系需用附图表示。即在原理图中相应线圈的下方，给出触点的图形符号，并在其下面注明相应触点的索引代号，对未使用的触点用“×”表明，有时也可采用上述省去触点的表示法。

对接触器，上述表示法中各栏的含义如下。

对继电器，上述表示法中各栏的含义如下。

1.9 6140车床电气原理图分析

三、任务实施

电气原理图的阅读分析方法主要有查线读图法和逻辑代数法两种方法，下面以查线读图法为例来分析CA6140普通车床电气原理图。

查线读图法又称直接读图法或跟踪追击法。查线读图法是根据电路生产过程的工作步骤依次读图的，按照以下步骤进行。

1.了解生产工艺与执行电器的关系

在分析电气线路之前，应该熟悉生产机械的工艺情况，充分了解生产机械要完成哪些动作，这些动作之间又有什么联系；然后进一步明确生产机械的动作与执行电器的关系，必要时可以画出简单的工艺流程图，为分析电气线路提供方便。

图1-2所示的CA6140型普通车床在做车削加工时，为防止刀具与工件温度过高，需用切削液对其进行冷却，为此设置一台冷却泵电动机M2，驱动冷却泵输出冷却液，而带动冷却泵的电动机只需单向旋转，且与主轴电动机M1有联锁关系，即冷却泵电动机起动必须在主轴电动机起动之后，当主轴电动机停车时，冷却泵电动机应立即停止。

2.分析主电路

在分析电气电路时，一般应先从电动机着手，根据主电路中控制元件的主触点、电阻等，大致判断电动机是否有正反转控制、制动控制和调速要求等。

在图1-2所示的CA6140型普通车床电气控制电路的主电路中，主轴电动机M1电路主要由接触器KM1的主触点和热继电器FR1组成。从图中可以断定，主轴电动机M1采用全电压直接起动方式，热继电器FR1作电动机M1的过载保护。冷却泵电动机M2、刀架快速移动电动机M3同主轴电动机类似，也采用全电压直接起动方式，熔断器FU1、FU2起短路保护作用。

3.分析控制电路

通常对控制电路按照由上往下或由左往右的顺序依次阅读，可以按主电路的构成情况，把控制电路分解成与主电路相对应的几个基本环节，一个环节一个环节地分析，然后把各环节串起来。

首先，记住各信号元件、控制元件或执行元件的初始状态；然后，设想按动了操作按钮，电路中有哪些元件受控动作，这些动作元件的触点又是如何控制其他元件动作的，进而查看受驱动的执行元件有何运动；再继续追查执行元件带动机械运动时，会使哪些信号元件状态发生变化；然后再查电路信号元件状态变化时执行元件如何动作……。在读图过程中，特别要注意各电器元件间相互联系和制约的关系，直至将电路全部看懂为止。

图1-2所示的CA6140型普通车床电气控制的主电路，可以分成主轴电动机M1、冷却泵电动机M2和刀架快速移动电动机M3这3个部分，其控制电路也可相应地分解成3个基本环节，外加变压电路、信号电路和照明电路。

CA6140型普通车床电气控制过程如下。

电动机M1、M2、M3均采用全压直接起动，皆为接触器控制的单向运行控制电路。三相交流电源通过低压断路器QF引入，接触器KM1控制M1的起动和停止，接触器KM2控制M2的起动和停止，接触器KM3控制M3的起动和停止。KM1由按钮SB1、SB2控制，KM3由SB3进行点动控制，KM2用开关SA1控制。主轴正、反向运行由摩擦离合器实现。

M1、M2为连续运行的电动机，分别采用热继电器FR1、FR2作过载保护；M3为短期工作电动机，因此未设过载保护。熔断器FU1～FU6分别对主电路、控制电路和辅助电路实行短路保护。

（1）主轴电动机M1的控制（图1-20a）按下起动按钮SB1，接触器KM1得电吸合，其常开辅助触点KM1闭合自锁；主触点KM1闭合，主轴电动机M1起动，并连续运行；同时其常开辅助触点KM1（9-11）闭合，作为KM2得电的先决条件。按下停止按钮SB2，接触器KM1失电释放，电动机M1停转。

相关知识点——自锁

依靠接触器自身辅助触点保持线圈通电的电路，称为自锁电路。如图1-20a所示，常开辅助触点KM1（3-5）与启动按钮SB1并联所构成的电路即可实现自锁，而常开辅助触点KM1（3-5）称为自锁触点。自锁电路同时还具有零压保护功能（即断电后的电压恢复，接触器不能自动得电）。

（2）冷却泵电动机M2的控制（图1-20b） 冷却泵电动机M2的控制是采用两台电动机M1、M2顺序联锁控制的典型例子。主轴电动机起动后，冷却泵电动机才能起动，当主轴电动机停止运行时，冷却泵电动机也自动停止运行。主轴电动机M1起动后，即在接触器KM1得电吸合的情况下，其常开辅助触点KM1（9-11）闭合，因此合上开关SA1，接触器KM2线圈得电吸合，冷却泵电动机M2才能起动。

（3）刀架快速移动电动机M3的控制（图1-20c） 刀架快速移动电动机M3采用点动控制。按下按钮SB3，KM3得电吸合，其主触点闭合，电动机M3起动运转，并经传动系统，驱动溜板带动刀架快速移动。松开SB3，KM3失电释放，电动机M3停转。

图1-20 控制电路

a）主轴电动机M1的控制电路 b）冷却泵电动机M2的控制电路 c）刀架快移电动机M3的控制电路

相关知识点——点动

点动控制是相对连续控制来说的，由自锁电路实现连续运转状态的控制电路为连续控制电路，直接用按钮控制以实现短时间运转状态的控制电路为点动控制电路。

（4）照明和信号电路 控制变压器TC的二次侧分别输出24V和6V电压，作为机床照明灯和信号灯的电源。EL为机床的低压照明灯，由开关SB4控制；HL为电源的信号灯。

（5）电路的保护装置

1）短路保护：由熔断器FU、FU1、FU2、FU6、FU5和FU4实现主电路、控制电路、照明信号电路的短路保护。

2）过载保护：由热继电器FR1、FR2实现主轴电动机、冷却泵电动机的长期过载保护。

3）欠电压保护：由接触器本身的电磁机构来实现。当电源电压严重过低或失电压时，接触器的衔铁自行释放，电动机失电而停机。当电源电压恢复正常时，接触器线圈不能自动得电，只有再次按下启动按钮后电动机才会起动，防止突然断电后来电，造成人身及设备损害的危险。

查线读图法的优点是直观性强，容易掌握，因而得到广泛采用。其缺点是分析复杂电路时容易出错，叙述也较长。