機械設(shè)備故障診斷與維修技術(shù)課件：第六章-機床電氣設(shè)備維修

第六章機床電氣設(shè)備維修【導(dǎo)學(xué)】１.了解電氣故障的主要類型，熟悉電氣故障維修準備工作的內(nèi)容。２.掌握利用儀表和診斷技術(shù)確定電氣故障的方法，特別是利用萬用表測量相關(guān)參數(shù)確定故障部位的方法。３.了解絕緣試驗、溫度試驗、老化試驗的應(yīng)用場合，熟悉實驗的操作方法。４.了解各類常用電氣設(shè)備常見故障的種類，掌握排除故障的方法，初步具備利用設(shè)備電氣原理圖和故障現(xiàn)象確定故障原因、部位的能力。第一節(jié)電氣系統(tǒng)故障檢查方法（一）電氣控制電路的主要故障類型１.電源故障２.線路故障３.元器件故障１）元器件損壞２）元器件性能變差一、電氣系統(tǒng)故障檢查的準備工作（二）電氣系統(tǒng)故障查找的準備工作（１）根據(jù)故障現(xiàn)象對故障進行充分的分析和判斷，確定切實可行的檢修方案。（２）研讀設(shè)備電氣控制原理圖，掌握電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，熟悉電路的動作要求和順序，明確各控制環(huán)節(jié)的電氣過程，為迅速排除故障做好技術(shù)準備。（３）準備好電氣故障維修用的各種儀表工具

１）驗電器

驗電器又稱試電筆，分低壓和高壓兩種，在機床電氣設(shè)備檢修時使用的為低壓驗電器。２）?；馃粜；馃粲址Q試燈。利用?；馃艨蓹z查線路的電壓是否正常，線路是否斷路或接觸不良等故障。３）萬用表４）電池燈電池燈又稱對號燈，它是用來檢查線路的通斷和檢驗線號的儀器。５）電路板測試儀電路板測試儀是近年來出現(xiàn)在市場上的一種新型儀器，使用它對電路板進行故障檢測，檢測時間明顯縮短，準確率大大提高。特別是在不知道電路原理的情況下，使用該儀器對電路板進行測量檢測，故障查找的準確率可達９０％以上。二、現(xiàn)場調(diào)查和外觀檢查

（一）“望”，故障發(fā)生后，往往會留下一些故障痕跡，查看時可以從下面幾個方面入手（１）檢查外觀變化（２）觀察顏色變化（二）“問”，向操作者了解故障發(fā)生前后的情況（三）“聽”，電氣設(shè)備在正常運行和發(fā)生故障時所發(fā)出的聲音有所區(qū)別（四）“切”，所謂“切”就是通過下面的方法對電氣系統(tǒng)進行檢查（１）用手觸摸被檢查的部位感知故障。（２）對電路進行通、斷電檢查。（３）對多故障并存的電路應(yīng)分清主次，按步檢修。三、利用儀表和診斷技術(shù)確定故障（一）利用儀表確定故障１.線路故障的確定（１）電阻測量法１）分階測量法２）分段測量法（２）電壓測量法１）分階測量法２）分段測量法（３）利用短接法確定故障１）局部短接法２）長短接法２.元件故障的查找確定（１）電阻元件故障的查找（２）電容元件的故障查找（３）電感元件的故障查找電感元件的基本參數(shù)有電感、電阻、功率和電壓等。在實際測量時，一般可只核對直流電阻和交流電抗，如無異常，則可認為電感元件沒有故障。電感元件的測量方法有以下兩種。１）歐姆表的測量法中由于電感元件可以等效為一個純電阻和純電感的組合，因此可以用歐姆表大致估算電感量的大小。２）為了實現(xiàn)對電感元件的準確測量，除可采用專門的儀器外，還可使用伏安法。（二）利用經(jīng)驗確定故障１.彈性活動部件法２.電路敲擊法３.黑暗觀察法４.非接觸測溫法５.元件替換法６.對比法７.交換法８.加熱法９.分割法（三）電氣故障的快速查找法１.檢查線路狀況２.檢查電源情況３.對易查件進行檢查四、故障的排除與修理

（一）絕緣不良導(dǎo)線絕緣損壞后，易發(fā)生漏電、短路、打火等故障，其排除方法應(yīng)視不同情況而定。１.由污物滲入到導(dǎo)線接頭內(nèi)部引發(fā)的絕緣不良故障２.由老化引起的絕緣不良３.外力造成的絕緣損壞（二）導(dǎo)線連接故障遇到導(dǎo)線接觸不良時，首先應(yīng)清除導(dǎo)線頭部的氧化層和污物，然后再清除固定部分的氧化層，重新再進行連接。第二節(jié)電氣設(shè)備故障診斷常用的試驗技術(shù)為了提高電氣設(shè)備運行的可靠性，必須定期對設(shè)備絕緣進行預(yù)防性試驗，以檢測其電氣性能、物理性能和化學(xué)性能，對其絕緣狀況作出評價。絕緣預(yù)防性試驗是指按規(guī)定的試驗條件、試驗項目和試驗周期對電氣設(shè)備進行的試驗，其目的是通過試驗，掌握設(shè)備的絕緣強度情況，及早發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備內(nèi)部隱蔽的缺陷，以便采取措施加以處理，保證設(shè)備正常運行，避免造成停電或設(shè)備損壞事故。一、電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防性試驗電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防性試驗包括以下內(nèi)容：（一）絕緣電阻和吸收比測量電氣設(shè)備的絕緣電阻反映了設(shè)備的絕緣情況，其值的大小是對試品施加一定數(shù)值的直流電壓１ｍｉｎ時測得的電阻值。試驗步驟如下：１.放電２.清潔試品表面３.校驗兆歐表４.正確接線５.測量６.實驗結(jié)果判斷（二）介質(zhì)損失的測量電介質(zhì)損失的大小是衡量絕緣性能的一項重要指標。電場中電介質(zhì)內(nèi)單位時間消耗的電能稱為介質(zhì)損失。電介質(zhì)就是絕緣材料。（三）直流耐壓和泄漏電流的測量直流耐壓試驗是耐壓試驗的一種，其試驗電壓往往高于設(shè)備正常工作電壓的幾倍，這種試驗既能考驗絕緣的耐壓能力，又能揭露危險性較大的集中性缺陷。（四）交流工頻耐壓試驗交流工頻耐壓試驗與直流耐壓試驗一樣，均在設(shè)備上施加比正常工作電壓高得多的電壓，它是考驗設(shè)備絕緣水平，確定設(shè)備能否繼續(xù)參加運行的可靠手段。具體步驟如下：１.電壓２.電流３.容量４.交流耐壓試驗結(jié)果的判斷二、交流電動機和開關(guān)電器試驗

（一）交流電動機試驗交流電動機分為同步及異步電動機兩類。１.測量絕緣電阻和吸收比２.５倍額定電壓３.工頻交流耐壓試驗４.測量繞組直流電阻５.電動機空轉(zhuǎn)檢查和空載電流的測定（二）低壓開關(guān)試驗通常機電設(shè)備使用的開關(guān)電器均是１ｋＶ以下的低壓開關(guān)。這些開關(guān)在交接及大修時均要進行絕緣電阻測量，其測量儀器是１０００Ｖ兆歐表。接觸器和磁力啟動器還要進行交流耐壓試驗三、老化試驗

所謂老化是指電氣設(shè)備在運行過程中，其絕緣材料或絕緣結(jié)構(gòu)因承受熱、電和機械應(yīng)力等因素的作用使其性能逐漸變化，最后導(dǎo)致?lián)p壞的現(xiàn)象。（一）熱老化試驗熱老化是以熱為主要老化因素，使絕緣材料或絕緣結(jié)構(gòu)的性能發(fā)生不可逆變化的試驗。通過熱老化試驗，可以研究、比較和確定絕緣材料或絕緣結(jié)構(gòu)的長期工作溫度或在一定工作溫度下的壽命。１.熱老化試驗原理及試驗設(shè)備有機絕緣材料在熱的作用下發(fā)生著各種化學(xué)變化，包括氧化、熱裂解、熱氧化裂解以及縮聚等，這些化學(xué)反應(yīng)的速率決定了材料的熱老化壽命。２.熱老化試驗方法熱老化試驗常把溫度作為變量，用提高溫度來縮短試驗時間，達到加速老化的目的。而其他因素（如機械應(yīng)力、潮濕、電場以及周圍媒質(zhì)的作用）則維持在工作條件下的最高水平，在熱暴露溫度改變時也維持不變。（二）電老化試驗以電應(yīng)力為主要老化因素使絕緣材料或絕緣結(jié)構(gòu)的性能發(fā)生不可逆變化的試驗稱電老化試驗。局部放電效應(yīng)產(chǎn)生的電老化及試驗方法如下：１.電老化機理與影響電老化壽命的因素２.電老化試驗方法絕緣材料耐局部放電性試驗是電老化試驗中的一種。其主要方法是擊穿法，即在材料上加一定電壓，直到材料擊穿，記下所經(jīng)歷的時間，即失效時間；然后根據(jù)不同電壓（或場強）下獲得的材料失效時間繪制壽命曲線，即場強－壽命關(guān)系線。第三節(jié)常用電氣設(shè)備故障診斷維修實例機電設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)一般是以低壓電器作為系統(tǒng)的電氣元件，以電動機作為系統(tǒng)的動力源，因此機電設(shè)備的電氣故障主要發(fā)生在這兩類電器設(shè)備上。此外，在數(shù)控機床等自動化程度較高的機電設(shè)備中，可編程控制器故障也是引起設(shè)備故障停機的重要原因。一、低壓電器常見故障與維修低壓電器是指在低壓（１２００Ｖ及以下）供電網(wǎng)絡(luò)中，能夠依據(jù)操作信號和外界現(xiàn)場信號的要求，自動或手動地改變電路的狀況、參數(shù)，用以實現(xiàn)對電路或被控對象的控制、保護、測量、指示、調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換等的電氣器械，它是構(gòu)成低壓控制電路的最基本元件。常用的低壓電器有保護類低壓控制電器如熔斷器、漏電保護器等；控制電器類，如接觸器、繼電器、電磁閥和電磁抱閘等；主令電器類，如萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)，按鈕、行程開關(guān)等。（一）接觸器接觸器是一種用來自動地接通或斷開大電流電路的電器。它可以頻繁地接通或切斷交直流電路，并可實現(xiàn)遠距離控制，按照所控制電路種類，接觸器可分為交流接觸器和直流接觸器兩大類。１.交流接觸器交流接觸器是利用電磁吸力及彈簧反作用力配合動作使觸頭閉合與斷開的一種電器，在機電設(shè)備控制電路中一般用它來接通或斷開電動機的電源和控制電路的電源。交流接觸器的常見故障及維修方法如下。（１）判斷接觸器是否正常的工作步驟１）電氣檢查；２）機械部分檢查；３）通電檢查（２）線圈故障線圈故障可分為過熱燒毀和斷線。（３）接觸器觸頭熔焊１）頻繁啟動設(shè)備，主觸頭頻繁地受啟動電流沖擊，或者觸頭長時間通過過負載電流，均能造成觸頭過熱或熔焊；２）負載側(cè)有短路點；３）觸頭接觸壓力不正常；４）觸頭表面嚴重氧化及灼傷，使接觸電阻增大，引起觸頭熔焊。（４）接觸器通電后不能吸合或吸合后斷開（５）接觸器吸合不正常（６）接觸器線圈斷電后鐵心不能釋放２.直流接觸器直流接觸器按其使用場合可分為一般工業(yè)用直流接觸器，牽引用直流接觸器和高電感直流接觸器。一般工業(yè)用直流接觸器常在機床等機電設(shè)備中用于控制各類直流電動機。（二）繼電器繼電器（Ｒｅｌａｙ）主要作用是對電氣電路或電氣裝置進行控制、保護、調(diào)節(jié)以及信號傳遞，它的觸頭容量較小，常在５Ａ或５Ａ以下，因而繼電器不能用來切斷負載，這也是繼電器與接觸器的主要區(qū)別。根據(jù)輸入信號的不同，繼電器可分為根據(jù)溫度信號動作的溫度繼電器，根據(jù)電流信號動作的電流繼電器，根據(jù)壓力信號動作的壓力繼電器，根據(jù)速度信號動作的速度繼電器等多種類型。１.熱繼電器（溫度繼電器）（１）熱繼電器接入主電路或控制電路不通（２）熱繼電器誤動作熱繼電器誤動作是指電動機未過載，繼電器就動作的現(xiàn)象。（３）電動機已燒毀，而熱繼電器尚未動作２.時間繼電器時間繼電器是一種利用電磁原理或機械動作原理來延時觸頭閉合或分斷的自動控制電器。它的種類很多，有電磁式、電動式、空氣阻尼式（又稱氣囊式）及晶體管式等。３.速度繼電器速度繼電器又稱反接制動繼電器，它的作用是與接觸器配合實現(xiàn)對電動機的制動。速度繼電器由定子、轉(zhuǎn)子、觸點３個主要部分組成。一、低壓電器常見故障與維修（三）熔斷器熔斷器是用來進行短路或過載保護的器件，它串接在被保護電路中。當通過熔斷器的電流大于一定值時，它能依靠自身產(chǎn)生的熱量使特制的低熔點金屬（熔體）熔化而自動分斷電路。１.熔斷器熔體誤熔斷２.熔體未熔斷，但電路不通（四）主令電器主令電器包括按鈕、行程開關(guān)、主令控制器等，它是依靠電路的通斷來控制其他電器的動作，以“發(fā)布”電氣控制的命令。利用主令電器可以實現(xiàn)人對控制電路的操作和順序控制。１.按鈕按鈕是一種靠外力操作接通或分斷電流的電氣元件，它不能直接用來控制電氣設(shè)備，只能用來發(fā)出“指令”。按鈕常見故障及排除方法有：（１）按啟動按鈕時有麻電感覺（２）按停止按鈕時不能斷開電路（３）按停止按鈕后再按啟動按鈕，被控電器不動作２.行程開關(guān)行程開關(guān)又稱位置開關(guān)或限位開關(guān)，其觸頭的操作不是用手直接去操作，而是利用機械設(shè)備某些運動部件的碰撞來完成操作的。（１）按鈕式；（２）滾輪式；（３）微動式；（４）組合式；二、電動機常見故障與維修電動機是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用最多，使用面最廣的動力驅(qū)動機械，其中三相交流異步電動機由于其具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運行可靠、價格低廉等一系列優(yōu)點，所以在工廠電力拖動中得到廣泛的應(yīng)用。三相交流異步電動機分為籠式和繞線式兩種。三相異步電動機的故障一般可以分為電氣故障和機械故障兩大類。（一）常見故障現(xiàn)象及原因（二）三相異步電動機常用維修技術(shù)１.電動機的拆裝（１）拆卸前的準備１）準備好各種拆卸工具，清潔現(xiàn)場。在線頭、軸承蓋、螺釘和端蓋等部件上做好記號。２）拆卸電源線和保護接地線。擰下地腳螺母，將電動機移至解體現(xiàn)場。（２）拆卸１）拆卸帶輪；２）拆下電動機尾部風罩和尾部扇葉；３）抽出轉(zhuǎn)子；４）拆下前后軸蓋和軸承內(nèi)蓋。（３）裝配１）裝配電動機前應(yīng)徹底清掃定子、轉(zhuǎn)子間表面的塵垢。２）裝配端蓋時，先要查看軸承是否清潔，并加入適量的潤滑脂。端蓋的固定螺栓應(yīng)均勻地交替擰緊。裝配過程中，應(yīng)保持各零部件的清潔，正確地將原先拆下的零件原封不動地裝回。２.定子繞組的局部修理工藝電動機定子三相繞組出現(xiàn)故障的可能性最大，其局部故障表現(xiàn)為：繞組絕緣電阻下降、繞組接地、繞組斷路和繞組相間或繞組匝間短路等，出現(xiàn)故障后，一般可通過局部修理將其修復(fù)。（１）繞組絕緣電阻下降的檢修（２）繞組接地故障的檢修（３）繞組短路故障的檢修３.三相繞組接線錯誤診斷４.聚氨酯膠和耐磨膠修復(fù)電動機零部件的方法（１）用聚氨酯膠修復(fù)電動機端蓋裂縫（２）用耐磨膠修復(fù)電動機端蓋止口面（３）耐磨膠修復(fù)端蓋軸承孔三、ＰＬＣ常見故障與維修

（一）元器件損傷在控制系統(tǒng)回路中一旦發(fā)生元器件損傷，ＰＬＣ控制系統(tǒng)就會自動停止工作，因此應(yīng)盡快查清故障元件予以更換。進行元器件替換時，應(yīng)按照以下原則操作。１.電阻器的替換２.電容器的替換３.半導(dǎo)體器件的替換４.集成電路的替換１）數(shù)字集成電路２）模擬集成電路（二）端子接線接觸松動外圍線路中經(jīng)ＰＬＣ控制系統(tǒng)的控制柜或操作面板（臺）到輸入（輸出）部件，往往需經(jīng)接線端子或中間接線盒，由于使用中的振動等原因，接線或元