㈠主要结构及运动形式

右图是Z3040B摇臂钻床的外形图。它主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等组成。内立柱固定在底座上，在它外面套着空心的外立柱，外立柱可绕着内立柱回转一周，摇臂一端的套筒部分与外立柱滑动配合，借助于丝杆，摇臂可沿着外立柱上下移动，但两者不能作相对移动，所以摇臂将与外立柱一起相对内立柱回转。主轴箱是一个复合的部件，它具有主轴及主轴旋转部件和主轴进给的全部变速和操纵机构。主轴箱可沿着摇臂上的水平导轨作径向移动。当进行加工时，可利用特殊的夹紧机构将外立柱紧固在内立柱上，摇臂紧固在外立柱上，主轴箱紧固在摇臂导轨上，然后进行钻削加工。

主运动：主轴的旋转。进给运动：主轴的轴向进给。摇臂钻床除主运动与进给运动外，还有外立柱、摇臂和主轴箱的辅助运动，它们都有夹紧装置和固定位置。摇臂的升降及夹紧放松由一台异步电动机拖动，摇臂的回转和主轴箱的径向移动采用手动，立柱的夹紧松开由一台电动机拖动一台齿轮泵来供给夹紧装置所用的压力油来实现，同时通过电气联锁来实现主轴箱的夹紧与放松。

摇臂钻床的主轴旋转和摇臂升降不允许同时进行，以保证安全生产。

㈡电力拖动特点及控制要求

1.由于摇臂钻床的运动部件较多，为简化传动装置，使用多电机拖动，主电动机承担主钻削及进给任务，摇臂升降及其夹紧放松、立柱夹紧放松和冷却泵各用一台电动机拖动。

2.为了适应多种加工方式的要求，主轴及进给应在较大范围内调速。但这些调速都是机械调速，用手柄操作变速箱调速，对电动机无任何调速要求。从结构上看，主轴变速机构与进给变速机构应该放在一个变速箱内，而且两种运动由一台电动机拖动是合理的。

3.加工螺纹时要求主轴能正反转。摇臂钻床的正反转一般用机械方法实现，电动机只需单方向旋转。

㈢电气控制线路分析

KH－Z3040B摇臂钻床的电气控制线路见附图。

1.主电路分析

本机床的电源开关采用接触器KM。这是由于本机床的主轴旋转和摇臂升降不用按钮操作，而采用了不自动复位的开关操作。用按钮和接触器来代替一般的电源开关，就可以具有零压保护和一定的欠电压保护作用。

主电动机M2和冷却泵电机M1都只需单方向旋转，所以用接触器KM1和KM6分别控制。立柱夹紧松开电动机M3和摇臂升降电动机M4都需要正反转，所以各用两只接触器控制。KM2和KM3控制立柱的夹紧和松开；KM4和KM5控制摇臂的升降。KH－Z3040B型摇臂钻床的四台电动机只用了两套熔断器作短路保护。只有主轴电动机具有过载保护。因立柱夹紧松开电动机M3和摇臂升降电动机M4都是短时工作，故不需要用热继电器来作过载保护。冷却泵电机M1因容量很小，也没有应用保护器件。

在安装实际的机床电气设备时，应当注意三相交流电源的相序。如果三相电源的相序接错了，电动机的旋转方向就要与规定的方向不符，在开动机床时容易发生事故。KH－Z3040B型摇臂钻床三相电源的相序可以用立柱的夹紧机构来检查。KH-Z3040B型摇臂钻床立柱的夹紧和放松动作有指示标牌指示。接通机床电源，使接触器KM动作，将电源引入机床。然后按压立柱夹紧或放松按钮SB1和SB2。如果夹紧和松开动作与标牌的指示相符合，就表示三相电源的相序是正确的。如果夹紧与松开动作与标牌的指示相反，三相电源的相序一定是接错了。这时就应当关断总电源，把三相电源线中的任意两根电线对调位置接好，就可以保证相序正确。

2.控制电路分析

(1)电源接触器和冷却泵的控制   按下按钮SB3，电源接触器KM吸合并自锁，把机床的三相电源接通。按SB4，KM断电释放，机床电源即被断开。KM吸合后，转动SA6，使其接通，KM6则通电吸合，冷却泵电机即旋转。

(2)主轴电动机和摇臂升降电动机控制   采用十字开关操作，控制线路中的SA1α、SA1b和SA1c是十字开关的三个触头。十字开头的手柄有五个位置。当手柄处在中间位置，所有的触头都不通，手柄向右，触头SA1α闭合，接通主轴电动机接触器KM1；手柄向上，触头SA1b闭合，接通摇臂上升接触器KM4；手柄向下，触头SA1c闭合，接通摇臂下降接触器KM5。手柄向左的位置，未加利用。十字开关的使用使操作形象化，不容易误操作。十字开关操作时，一次只能占有一个位置，KM1、KM4、KM5三个接触器就不会同时通电，这就有利于防止主轴电动机和摇臂升降电动机同时起动运行，也减少了接触器KM4与KM5的主触头同时闭合而造成短路事故的机会。但是单靠十字开关还不能完全防止KM1、KM4和KM5三个接触器的主触头同时闭合的事故。因为接触器的主触头由于通电发热和火花的影响，有时会焊住而不能释放。特别是在运作很频繁的情况下，更容易发生这种事故。这样，就可能在开关手柄改变位置的时候，一个接触器未释放，而另一个接触器又吸合，从而发生事故。所以，在控制线路上，KM1、KM4、KM5三个接触器之间都有动断触头进行联锁，使线路的动作更为安全可靠。

(3)摇臂升降和夹紧工作的自动循环  摇臂钻床正常工作时，摇臂应夹紧在立柱上。因此，在摇臂上升或下降之时，必须先松开夹紧装置。当摇臂上升或下降到指定位置时，夹紧装置又须将摇臂夹紧。本机床摇臂的松开，升（或降）、夹紧这个过程能够自动完成。将十字开关扳到上升位置（即向上），触头SA1b闭合，接触器KM4吸合，摇臂升降电动机起动正转。这时候，摇臂还不会移动，电动机通过传动机构，先使一个辅助螺母在丝杆上旋转上升，辅助螺母带动夹紧装置使之松开。当夹紧装置松开的时候，带动行程开关SQ2，其触头SQ2(6-14)闭合，为接通接触器KM5作好准备。摇臂松开后，辅助螺母继续上升，带动一个主螺母沿着丝杆上升，主螺母则推动摇臂上升。摇臂升到预定高度，将十字开关扳到中间位置，触头SA1b断开，接触器KM4断电释放。电动机停转，摇臂停止上升。由于行程开关SQ2(6-14)仍旧闭合着，所以在KM4释放后，接触器KM5即通电吸合，摇臂升降电动机即反转，这时电动机只是通过辅助螺母使夹紧装置将摇臂夹紧。摇臂并不下降。当摇臂完全夹紧时，行程开关SQ2(6-14)即断开，接触器KM5就断电释放，电动机M4停转。

摇臂下降的过程与上述情况相同。

SQ1是组合行程开关，它的两对动断触点分别作为摇臂升降的极限位置控制，起终端保护作用。当摇臂上升或下降到极限位置时，由撞块使SQ1(10-11)或(14-15)断开，切断接触器KM4和KM5的通路，使电动机停转，从而起到了保护作用。

SQ1为自动复位的组合行程开关，SQ2为不能自动复位的组合行程开关。

摇臂升降机构除了电气限位保护以外，还有机械极限保护装置，在电气保护装置失灵时，机械极限保护装置可以起保护作用。

(4)立柱和主轴箱的夹紧控制  本机床的立柱分内外两层，外立柱可以围绕内立柱作360°的旋转。内外立柱之间有夹紧装置。立柱的夹紧和放松由液压装置进行，电动机拖动一台齿轮泵。电动机正转时，齿轮泵送出压力油使立柱夹紧，电动机反转时，齿轮泵送出压力油使立柱放松。

立柱夹紧电动机用按钮SB1和SB2及接触器KM2和KM3控制，其控制为点动控制。按下按钮SB1或SB2，KM2或KM3就通电吸合，使电动机正转或反转，将立柱夹紧或放松。松开按钮，KM2或KM3就断电释放，电动机即停止。

立柱的夹紧松开与主轴箱的夹紧松开有电气上的联锁。立柱松开，主轴箱也松开，立柱夹紧，主轴箱也夹紧（参看书后图），当按SB2接触器KM3吸合，立柱松开，KM3(6-22)闭合，中间继电器KA通电吸合并自保。KA的一个动合触头接通电磁阀YV，使液压装置将主轴箱松开。在立柱放松的整个时期内，中间继电器KA和电磁阀YV始终保持工作状态。按下按钮SB1，接触器KM2通电吸合，立柱被夹紧。KM2的动断辅助触头(22-23)断开，KA断电释放，电磁阀YV断电，液压装置将主轴箱夹紧。

在该控制线路里，我们不能用接触器KM2和KM3来直接控制电磁阀YV。因为电磁阀必须保持通电状态，主轴箱才能松开。一旦YV断电，液压装置立即将主轴箱夹紧。KM2和KM3均是点动工作方式，当按下SB2使立柱松开后放开按钮，KM3断电释放，立柱不会再夹紧，这样为了使放开SB2后，YV仍能始终通电就不能用KM3来直接控制YV，而必须用一只中间继电器KA，在KM3断电释放后，KA仍能保持吸合，使电磁阀YV始终通电，从而使主轴箱始终松开。只有当按下SB1，使KM2吸合，立柱夹紧，KA才会释放，YV才断电，主轴箱也被夹紧。

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