一、概述： 我車間有一臺某機床廠生產的B2012A型龍門刨床，主要用于加工大型或重型零件上的各種平面、溝槽和各種導軌面，也可以在工作臺上一次裝夾數個中小型零件進行多件加工，由于此機床已使用20多年，電氣老化嚴重，機械磨損，經常出現各種電氣故障，其中調速系統的故障占有相當大的比例，從而造成了機床調速性能差、加工精度低、生產效率很低的矛盾，故急需對其進行及時有效的處理，或采取有效的措施，確保加工任務的順利完成有著十分重要得意義。 二、刨床的基本情況 （1） 刨床的結構：它包括床身、工作臺、橫梁、左右垂直刀架、側刀架、進給箱、立柱等。 （2） 工作過程：龍門刨床的切削過程是工件與刨刀相對運動，運動是一個比較復雜的往復直線運動，它不僅要求啟動快、制動快、還要求工作速度穩定，調速范圍寬。為此，主拖動系統沒有選用構造簡單，價格便宜，維修方便的交流異步電動機，而選用調速性能好的直流電動機拖動，這是龍門刨床電氣控制的一個最大特點。 （3） 運動特點：主速度圖 圖中：0—1工作臺前進起始階段； 1— 2為慢切入階段： 2— 3為工作臺前進加速至穩定工作速度； 3— 4穩定工作速度階段； 4— 5前進減速階段； 5— 6為慢速前進階段； 6— 7前進制動階段； 7— 0返回階段。 慢切入切出即防止工件蹦壞又可提高刀具使用壽命，高速切削、高速返回以提高加工效率。 （4） 直流拖動控制系統 B2012A型龍門刨床采用G—M（發電機組電動機）該系統原理圖示于圖2。(圖2) 對于對于直流電機的調速，我們通常是根據直流電動的電樞方程式：U=Ea+IaRa 和電動勢計算公式：Ea=CeΦn推導出：U=CeΦn+IaRa 由此式便可以看出直流電機的調速方法有兩種，即①調壓調速：以直流電機的常數Ce不變、勵磁電流不變則φ不變、IaRa不變，改變直流電動機的電樞電壓U來調速。②弱磁調速：以U、Ia、Ra、Ce不變，則減小磁通Φ；n增大。從以上的調速原理來看，簡單的靠手動調節是無法滿足機床加工的需要的，因為機床在切削加工過程中，由于加工工件的材質的變化，或刀具刃口鋒利程度的變化等，都可引起負載轉矩的變化從而導致n的變化，這無疑將嚴重影響工件表面的加工質量。因此，在龍門刨床上采用：電機擴大機——直流發電機——電動機負反饋自動調速系統，其電機擴大機是這個自動調速系統的主要調速部件，對于它的特點及原理的認識，便對整個機床的運行情況有著直接的關系。 由主交流電動機M1拖動同軸連接的兩臺直流發電機G1和G2，并勵直流發電機G2作為勵磁機，G2為直流發電機G1和直流電動機M2的勵磁繞組提供直流電源。G1發出的電動勢供給直流電動機M2的電樞回路，最后由直流電動機拖動負載。由交磁放大機控制發電機的勵磁系統，結合機械傳動，達到20：1的機電聯合調速系因為工作臺的運動實際上是由電機擴大機做為直流電動機的勵磁調節器，通過調節動機擴大機的控制繞組改變擴大機的勵磁變化，其輸出又給直流發電機的勵磁繞組提供勵磁電流，來調節發電機的輸出電壓，最后達到直流電動機的電樞電壓，從而調節電動機的轉速。 三、故障現象分析與處理 〈1〉該機床在日常的運行中常出現出現直流拖動電機無法啟動，造成工作臺無法運行的現象。根據操作人員的反映在近期加工工件時，電動機運行異常，有時還會出現“吱吱”叫聲，而且工作臺運行不穩定，有時又是正常的，著實讓人納悶，反向時時快時慢，最終造成停車現象，根據這些初步判斷懷疑可能為發電機組有問題，分析大致有以下幾方面原因： （1） 發電機G1未發電，繞組故障； （2） 發電機G2未發電，或未向G1提供勵磁； （3） 電機擴大機出現問題或是給定方面的斷線等。 依據以上的初步判斷來逐一分析排除。首先在啟動機組的同時，測電動機的勵磁電壓和電樞電壓，結果發現幾乎都沒有。停下機組對G1、G2進行檢查，發現繞組沒有接地或開路現象，經過一番考慮再次啟動機組，G1的電壓仍很低，，隨即對擴大機的勵磁電壓檢查幾乎沒有，停機打開其接線端子，發現有松脫現象，將其上緊，并對來自控制柜到控制繞組的連接線進行了校對，同時發現控制柜下端的接線端子已經霉變腐蝕，輕輕一帶便脫落，主要是電纜溝長期積水，無法徹底排出造成的。隨后直接連通包好，重新啟動機組可仍未正常。覺得問題很復雜，恐怕存在其它的原因。 對機組重新檢查了一遍，再次啟動，測量電動機的勵磁電壓只有十幾伏，仔細觀看G2運行情況，卻發現其中的一個炭刷好象沒有接處到整流子停機拆下發現炭刷已磨損到極限，刷架的彈簧壓力明顯無力，對炭刷和刷架進行了更換，重新裝上后啟動機組，再測勵磁電壓還只有100V左右（正常為220V），且兩組炭刷火花較大，懷疑剛拆換時對中性點的位置調整不對造成的，經過重新調整后啟動機組，測勵磁電壓為220V正常。然后讓操作人員操作給定，此時工作臺運行正常。從而是這一故障得以解決。 〈2〉在修后不到一個星期的時間，突然出現了刨臺高速飛出的的現象，而且十分危險，據操作人員反映他是在啟動后，無論是按“刨臺步進”、“刨臺步退 ”還是按“刨臺前進”、“刨臺后腿”按鈕，刨臺都以超過轉速表最大的高速后退飛出，造成刨臺飛出軌道，幸好未出現大事故。 根據此現象還是懷疑主拖動機組的問題，為了便于尋找故障將直流電動機主線從S1—D處斷開（見圖3），使電動機不轉動，證實無論按下四個按鈕中的那一個，轉速表（實際是一個直流電壓表，其電壓變反映電動機的轉速變化）的指針均超過后退最大值。經檢查電機擴大機正常。 用萬用表電阻檔測量電動機主回路的絕緣電阻，對地電阻為零，說明電樞回路接地。將四組電刷提起后測量電樞，良好；測量換向極，發現接地。拆開電動機，對有接地現象的換向極作絕緣處理后裝起來，用兆歐表分別測量電樞、換向極、主磁極對地與相互間的絕緣電阻，阻值均在2M以上。接上S1—D線，啟動則刨臺基本運行正常。但有爬行現象，無論是步進、步退、前進、后退停下后，刨臺均向后退方向爬行約半米后才逐漸停下。 很明顯，電動機換向極接地是造成向后飛車的原因，但肯定有另外一個接地點，否則不可能造成爬行故障。反復檢查未發現，因為在拆開電機檢查時已做了吹灰清掃，應該不會有其它的接地點存在。 仔細琢磨后，分析按下四個按鈕都會發生“后退”原因，應該是在任何情況下擴大機的控制繞組OⅢ1 為負，OⅢ2為正才可能出現這樣得可能。 至于爬行的原因，分別查電壓負反饋，、電流負反饋、電流截止負反饋、電機擴大機穩定環節等處都未發現大的問題，因此判斷很可能為剩磁過大所造成。用去磁方法消除或減小剩磁，即對電動機主磁極繞組、電機擴大機OⅢ控制繞組分別通以逐步降到零的交流電壓。電動機恢復正常。可隨后又出現同樣的現象。 那麼剩磁是產生爬行的的根本原因，對于有些刨床，當發電機剩磁電壓達4--5V時，就能使工作臺爬行。有時由于消磁作用太強而促成反向磁化，形成停車后反向爬行。克服爬行的方法是減小剩磁。減少剩磁的方法較多，在正常運行的過程中常利用消磁環節來減少剩磁。于是對消磁回路進行了檢查，看是否有不通或接觸不良等現象，對280—S2—G1阻值進行了檢查發現接觸不良，同時檢查了KT時間繼電器的延時閉合觸點，有燒灼痕跡而且亦接觸不良，最后換上一臺新的。重新試車，一切都很正常，經過一個多星期的運行操作人員反映再未出現此故障。 四、分析故障產生的原因加強維護措施 因為G—M的調速系統在20世紀50年代就曾廣泛的應用，該系統是由旋轉變流機組組成，設備多，費用高，效率低、運行噪聲大，維護不方便。再加上缺乏大修，環境的變化，使得機組、控制線路老化，其使用的頻率高，加工量大，還有操作人員的不熟練，都是故障率高的主要原因所在，也給維修帶來了很大的困難，調速系統的每個環節，即：①轉速負反饋環節。②電壓負反饋環節。③電流正反饋系統。④電流截止負反饋環節。⑤橋形穩定環節。其每一個環節可能出現的故障十分復雜，若不熟悉各環節的作用與原理，恐怕難以勝任復雜的故障處理，所以加強對各部分的認識尤為重要。 根據本人多年維修經驗的積累總結，以下是有關機組故障幾種典型故障的判斷和處理措施：①出現工作臺運行速度過高時，首先，就應考慮對電負反饋環節檢查，其次應檢查直流電機的勵磁線圈、電機擴大機的補償繞組。 ②、工作臺運行時速度過低。a；若出現輕載時工作臺運行過低且調不高，其主要有三個原因，之一是電壓負反饋過強或OⅢ繞組回路接觸不良。之二是電機擴大機故障引起。之三是減速中間繼電器KA7故障引起。b帶重負載時工作臺速度下降較多，其原因之一電流正反饋不正常，由于檢修誤造成接線錯誤將控制繞組OⅡ極性接反變為了負反饋失去補償作用；之二是電機擴大機補償弱，或發電機電刷順向移動太多；之三是穩定環節作用太強。 ③、工作臺低速時蠕動。蠕動的原因是工作臺與導軌之間的動摩擦與靜摩擦差別大，消除蠕動從電氣方面可采取適當加強低速時電壓負反饋、電流正反饋或穩定措施，此外還可提高潤滑油的粘性也是行之有效的辦法，如采用抗壓強度為5—7號導軌油。 以上是對有關機組與工作臺之間常出現的故障的分析和采取一些相應處理措施，對于不同的故障現象會有很多復雜的原因存在，只要去實際工作中不斷的摸索與研究，都可應韌而解。 五、結束語 由于B2012A刨床是我單位的一臺70年代末期購買的，已有三十多年的運行時間，各方面老化十分嚴重，其故障率較高，實際上已到了報廢年限，可因加工的需要又離不開這臺機床，在機床進入數控時代的今天，更換新機床則十分迫切，然而，更換就意味著投入很大的資金，當前單位資金緊缺無法解<