淺談分析排除機床電氣故障的培訓指導
摘要：作為一名維修電工專業的技校生，掌握機床電氣故障的分析排除方法是必備的一項基本技能，而在每年的等級證鑒定考題里也是必不可少的。從某種意義上講，故障的維修并不困難，難就難在故障的分析查找上，要指揮學生掌握正確的分析方法和技能，確保學生在定額考核時間內完成考題，就必須有合理的系統的數學方法。
關鍵詞：技校生 機床線路 故障分析 指導
一、確定教學內容
1、認識常用電器的結構和動作原理
對于繼電一接觸式控制線路，都是由常用電器和線路構成，運行中的機床如出現故障，大多是因某個電器或者電器的某一部分的有故障造成的，因此，對電器的結構和動作原理的認識就很重要，如不熟悉動作原理，就無從分析線路，如不熟悉結構，就無從排除故障。
認識電器的結構和作用原理方法主要是通過電器的拆裝和通電校驗。通過拆裝訓練，可以熟悉拆裝的規律，（拆從上到下，從外到內，裝的順序與拆卸順序相反）。
通過講解，就能明白主觸頭，輔助觸頭，常開觸頭常閉觸頭、動觸頭、靜觸頭的關系，明白鐵芯吸合是怎樣使觸頭動作的，線圈失電后是怎樣斷開的，還可以掌握一些技巧，如接觸器主觸頭動觸片的拆卸，只需提起將觸片轉動45º就能順利的取出，輔助動觸點的拆卸只要用尖嘴鉗夾住稍偏一定角度就可取出來。通過電器的通電校驗就可熟悉電器的動作原理，如接觸器的校驗，可以知道線圈得電與鐵芯的吸合關系，通過試燈亮滅的可以知道接觸器通電前后觸頭的運動關系。
2、掌握電氣原理圖的識讀方法和基本步驟
電工識圖要做到四個結合：1）結合電工基礎知道識圖，要理清電路的電氣原理，必須具有一定電工基礎知識，如熱繼電器的動作是利用電流的熱效應的原理，籠型異電步動機正反轉控制，是根據三相電源相序決定電動機旋轉方向的原理，從而達到實現電動機正反轉的目的，而是星三角降壓啟動，則是利用電壓的變動引起電流及轉矩變化的原理。
2）結合電器元件的結構和工作原理識圖
電器由各種元器件、設備，裝置組成，必須掌握它的用途，主要構成，工作原理及的其他元件的相互關系才能看懂電路圖。
3）結合典型電路識圖
典型電路，即常見常用基本電路，如點動控制，自鎖控制，正反轉控制，Y-△降壓啟動控制等，電氣制圖規定這些典型電路必須按常見的形式繪制，而一張復雜的電路圖，總是由典型電路派生而來，或者由若干典型電路組合成的，在識圖時抓住典型電路，分清主次環節，對于識圖是很重要的。
4）結合電氣圖的繪制特點識圖
掌握電氣圖的主要特點及繪制電氣圖的一般規則，電氣圖的布局，圖形符合號及文字符號的含義、圖線的粗細，主輔電路的位置，電氣觸頭的畫法，電氣圖與其他專業技術圖的關系，對于識圖是大有幫助的。
識圖的一般步驟是：1）看標題欄，由此了解電氣項目名稱，圖名等有關內容，對該圖的類型作用，表達的大致內容有一個比較明確的認識和印象。
2）看技術說明或技術要求，了解該圖設計要求、安裝要求，及圖中未予表達而需要說明的事項。
3）看電氣圖形，這是識圖的最主要內容，包括看懂該圖的組成各組成部份的功能，信息流的方向及元件的聯接關系等，由此對該圖所表達電路的功能，工作原理有比較深入的理解。
4）識讀電氣原理圖的順序是從總體到局部，從電源到負載，從至主電路到輔助電路，從電路到元件，從上到下，即看主電路時，從電源經開關設備及導線向負載方向看，主要是了解負載是怎樣獲得電源的，根據負載的接線型式及控制開關了解線路的形式。看輔助電路，也是的先看電源，再依次看各個回路，分析各個輔助電路對主電路的控制關系，測量、指示電路組成和工作原理。
5）看安裝接線圖，同樣是先看主電路，再看輔助電路，看主電路時，從電源引入端開始，順序經過開關設備到負載，看輔助電路，從電源的一端到另一端，按元件的聯接順序依次對回路進行分析，安裝接線圖是由原理圖繪制而來的，因此看安裝的接線圖時，要結合原理圖與接線圖對照起來識讀，另外對各回路標號，端子板內外電路的聯系等分析對識讀無疑也是極為重要的。
3）掌握分析排故的步驟方法：
當出現一個故障，按一定的方法、一定的規律來分析，常常能取得事半功倍的效果，分析排故，確定最小范圍，一般按下列順序進行。
1）調查研究
主要是通過問、聞、望、切等方法，了解機床的運行狀況，以前出現過什么問題，是在什么情況下發生的故障，控制板及各電器電否有異常（如溫度、氣味、顏色、聲音）等情況，就可以確定故障現象，有時通過上述步驟，就可以找出故障，就筆者對工Z3050型鉆床的一次檢修為例，操作工反映應說搖臂不能下降，到了現場后，再向操作工詢問無其它異常情況時，操作工反映說搖臂上升按鈕接觸不好，有時一按就動作，有時按幾下都不動作，拆開按鈕盒檢查，是控制搖壁的上升的按鈕外殼裂開，其常閉觸頭斷開，以致下降回路的形不成通路，更換按鈕，鉆床正常運行。
2）試車
在經過調查研究了解設備的狀況，確定大的故障現象后，在保證不會造成觸電事故、不會損壞設備的前提下，可以通過試車對故障現象進行確認，主要是觀察電路設備的動作情況和反映的是否一致，這樣就需要和動作流程圖配起來判斷。動作流程圖就是反映電路設備動作順序的框圖。例如Y-△降壓啟動的動作流程。
根據動作流程圖，我們能清楚的了解電器動作的順利，再通過試車，觀察是哪一個環節現出的問題，就可以通過邏輯分析判斷確定故障所在。
3）邏輯分析
通過通電試車，確定了故障現象就可以參照電氣原理圖確定故障在哪部分，是在公共電路上，還是在某一條支路上，是在主電路，還是在輔助電路，把范圍縮到最小。以上圖Y-△降壓啟動控制線路為例，若故障現象為Y型啟動正常，時間繼電器鐵芯吸合，但不能轉換為△形運行，從現象上可知，電源正常，主電路正常，問題在控制線路，由時間繼電器動作，說明問題在△形線圈這條支路，經過仔細檢查，發現延時觸頭沒有動作，反復摸擬時間繼電器動作，發現延時觸點不會動作，經過檢查，故障是時間繼電器氣孔阻塞，造成延時觸頭不動作。
4）測量
通過邏輯分析，我們就能確定故障在哪一范圍，要確定故障點，必須利用儀器、儀表對故障的線路檢查測量。常用的范圍方法有的電壓測量法、電阻測量法。其中又分為分階測量法、分段測量法。主要利用測量時各參數的數據來判斷線路的通斷情況。在沒有儀表的情況下，還可采用短接法，強迫動作法等，但需注意安全，采用短接法時要注意電流的大小，采用強迫動作法時，要確保線路沒有短路，不會造成設備損壞的情況下才能應用。
4、電氣控制電路常見故障
電氣控制系統在工作過程中，發熱和散熱條件的改變，電弧的產生，電動力的大小，電接觸的情況，三相電源平衡度，電路切換等都會引發各種電氣故障。
常見的故障有：1）電源故障：主要有電源缺相、電源電壓的過高或過低等原因。
2）線路故障：主要有，接觸不良，多發于電接觸點，導線相互連接點。銅鋁導線連接點，導線受力點和活動點。其它還有斷線和漏電、短路等。
3）元器件故障：主要有自身故障，過負荷造成故障，外界因素造成的故障，值得一提的是元器件的故障損壞經常跟其它的部位的故障有直接聯系，如接觸器觸頭的燒壞，表明回路中有短路現象存在，對此必須追根究底加以排除，而不是簡單的更換元件了事。
二、現場示范指導的必要性
在前面知識講解過程中，學生對機床線路故障分析具有一定的理性概念，但要應用到實際操作中還有一定的差距，應從什么地方入手，該采用哪些方法，怎樣檢測，特別是安全問題，有的同學一聽路線上有電就不敢動手，這些情況只有通過教師的示范操作，讓同學掌握規范的動作，并在操作過程中，把前面的知識及分析思路再理一遍，強調操作中，應注意的安全事項，才能讓學一從感性和理性上取得一致概念，可以說示范是學生掌握動手能力的開始。
在實作過程中，指導工作是非常重要的，加強巡回的指導，對同學存在的問題及時糾正，培養同學規范操作的習慣。引導學生掌握分析問題的方法，對各個故障都應從原理上分析，明白故障產生的原因，從根本上解決問題。指導分為集中指導或個別指導。集中指導主要是解決一些共性的問題，比如說實訓中，①學生一開始就用儀表測量，個別同學甚至是沒有目的。②還有表筆的使用方法等普遍存在的問題，就應把同學集中起來，強調的故障分析必須按一定步驟進行才是最有效的方法。說明用電阻較高檔位檢測存在的問題，如測量一個回路時，當這個回路還有另外一條經線圈形成回路時，表筆接到回路兩端，指針就會擺到零附近，若不注意讀數，就分不清是回路閉合還是經線圈形成回路，就會造成誤判斷。還有表筆的使用更應注意，手如接觸到金屬桿，在測量電壓時會造成觸電事故，在測電阻時會造成讀數不準，還有使用不垂直，在電氣布置緊奏時，可能造成短路故障。對個別同學的問題也應及時發現，現場處理，不能讓同學養成不良的操作習慣，存在安全隱患。
每個課題結束，應指導學生做好課題小結，把出現的故障，分析的思路，在檢查過程中出現的問題，解決的方法進行歸納總結，把實作過程中掌握的知識以理論的形式記錄下來，便于相互交流、分析，相互提高。
總之，電氣控制電路的故障查找是一項技術性，較強的工作，也是實際工作一項十分重要和繁鎖的工作，具體的故障查找方法也互不相同，控制系統出了故障，一時難以弄清是什么地方出了問題，就需要進行故障的查找，而故障點的查找又有一定規律，實際中技能的培養就是對這一規律摸索和積累。
參考文獻：
1、機床電氣維修技術高手讀本 宋家成 張春雷主編
山東科學技術出版社
2、電工識圖 機械工業職業技能鑒定指導中心編
3、電氣控制維修 齊占偉編 機械工業出版社
關鍵詞：技校生 機床線路 故障分析 指導
一、確定教學內容
1、認識常用電器的結構和動作原理
對于繼電一接觸式控制線路，都是由常用電器和線路構成，運行中的機床如出現故障，大多是因某個電器或者電器的某一部分的有故障造成的，因此，對電器的結構和動作原理的認識就很重要，如不熟悉動作原理，就無從分析線路，如不熟悉結構，就無從排除故障。
認識電器的結構和作用原理方法主要是通過電器的拆裝和通電校驗。通過拆裝訓練，可以熟悉拆裝的規律，（拆從上到下，從外到內，裝的順序與拆卸順序相反）。
通過講解，就能明白主觸頭，輔助觸頭，常開觸頭常閉觸頭、動觸頭、靜觸頭的關系，明白鐵芯吸合是怎樣使觸頭動作的，線圈失電后是怎樣斷開的，還可以掌握一些技巧，如接觸器主觸頭動觸片的拆卸，只需提起將觸片轉動45º就能順利的取出，輔助動觸點的拆卸只要用尖嘴鉗夾住稍偏一定角度就可取出來。通過電器的通電校驗就可熟悉電器的動作原理，如接觸器的校驗，可以知道線圈得電與鐵芯的吸合關系，通過試燈亮滅的可以知道接觸器通電前后觸頭的運動關系。
2、掌握電氣原理圖的識讀方法和基本步驟
電工識圖要做到四個結合：1）結合電工基礎知道識圖，要理清電路的電氣原理，必須具有一定電工基礎知識，如熱繼電器的動作是利用電流的熱效應的原理，籠型異電步動機正反轉控制，是根據三相電源相序決定電動機旋轉方向的原理，從而達到實現電動機正反轉的目的，而是星三角降壓啟動，則是利用電壓的變動引起電流及轉矩變化的原理。
2）結合電器元件的結構和工作原理識圖
電器由各種元器件、設備，裝置組成，必須掌握它的用途，主要構成，工作原理及的其他元件的相互關系才能看懂電路圖。
3）結合典型電路識圖
典型電路，即常見常用基本電路，如點動控制，自鎖控制，正反轉控制，Y-△降壓啟動控制等，電氣制圖規定這些典型電路必須按常見的形式繪制，而一張復雜的電路圖，總是由典型電路派生而來，或者由若干典型電路組合成的，在識圖時抓住典型電路，分清主次環節，對于識圖是很重要的。
4）結合電氣圖的繪制特點識圖
掌握電氣圖的主要特點及繪制電氣圖的一般規則，電氣圖的布局，圖形符合號及文字符號的含義、圖線的粗細，主輔電路的位置，電氣觸頭的畫法，電氣圖與其他專業技術圖的關系，對于識圖是大有幫助的。
識圖的一般步驟是：1）看標題欄，由此了解電氣項目名稱，圖名等有關內容，對該圖的類型作用，表達的大致內容有一個比較明確的認識和印象。
2）看技術說明或技術要求，了解該圖設計要求、安裝要求，及圖中未予表達而需要說明的事項。
3）看電氣圖形，這是識圖的最主要內容，包括看懂該圖的組成各組成部份的功能，信息流的方向及元件的聯接關系等，由此對該圖所表達電路的功能，工作原理有比較深入的理解。
4）識讀電氣原理圖的順序是從總體到局部，從電源到負載，從至主電路到輔助電路，從電路到元件，從上到下，即看主電路時，從電源經開關設備及導線向負載方向看，主要是了解負載是怎樣獲得電源的，根據負載的接線型式及控制開關了解線路的形式。看輔助電路，也是的先看電源，再依次看各個回路，分析各個輔助電路對主電路的控制關系，測量、指示電路組成和工作原理。
5）看安裝接線圖，同樣是先看主電路，再看輔助電路，看主電路時，從電源引入端開始，順序經過開關設備到負載，看輔助電路，從電源的一端到另一端，按元件的聯接順序依次對回路進行分析，安裝接線圖是由原理圖繪制而來的，因此看安裝的接線圖時，要結合原理圖與接線圖對照起來識讀，另外對各回路標號，端子板內外電路的聯系等分析對識讀無疑也是極為重要的。
3）掌握分析排故的步驟方法：
當出現一個故障，按一定的方法、一定的規律來分析，常常能取得事半功倍的效果，分析排故，確定最小范圍，一般按下列順序進行。
1）調查研究
主要是通過問、聞、望、切等方法，了解機床的運行狀況，以前出現過什么問題，是在什么情況下發生的故障，控制板及各電器電否有異常（如溫度、氣味、顏色、聲音）等情況，就可以確定故障現象，有時通過上述步驟，就可以找出故障，就筆者對工Z3050型鉆床的一次檢修為例，操作工反映應說搖臂不能下降，到了現場后，再向操作工詢問無其它異常情況時，操作工反映說搖臂上升按鈕接觸不好，有時一按就動作，有時按幾下都不動作，拆開按鈕盒檢查，是控制搖壁的上升的按鈕外殼裂開，其常閉觸頭斷開，以致下降回路的形不成通路，更換按鈕，鉆床正常運行。
2）試車
在經過調查研究了解設備的狀況，確定大的故障現象后，在保證不會造成觸電事故、不會損壞設備的前提下，可以通過試車對故障現象進行確認，主要是觀察電路設備的動作情況和反映的是否一致，這樣就需要和動作流程圖配起來判斷。動作流程圖就是反映電路設備動作順序的框圖。例如Y-△降壓啟動的動作流程。
根據動作流程圖，我們能清楚的了解電器動作的順利，再通過試車，觀察是哪一個環節現出的問題，就可以通過邏輯分析判斷確定故障所在。
3）邏輯分析
通過通電試車，確定了故障現象就可以參照電氣原理圖確定故障在哪部分，是在公共電路上，還是在某一條支路上，是在主電路，還是在輔助電路，把范圍縮到最小。以上圖Y-△降壓啟動控制線路為例，若故障現象為Y型啟動正常，時間繼電器鐵芯吸合，但不能轉換為△形運行，從現象上可知，電源正常，主電路正常，問題在控制線路，由時間繼電器動作，說明問題在△形線圈這條支路，經過仔細檢查，發現延時觸頭沒有動作，反復摸擬時間繼電器動作，發現延時觸點不會動作，經過檢查，故障是時間繼電器氣孔阻塞，造成延時觸頭不動作。
4）測量
通過邏輯分析，我們就能確定故障在哪一范圍，要確定故障點，必須利用儀器、儀表對故障的線路檢查測量。常用的范圍方法有的電壓測量法、電阻測量法。其中又分為分階測量法、分段測量法。主要利用測量時各參數的數據來判斷線路的通斷情況。在沒有儀表的情況下，還可采用短接法，強迫動作法等，但需注意安全，采用短接法時要注意電流的大小，采用強迫動作法時，要確保線路沒有短路，不會造成設備損壞的情況下才能應用。
4、電氣控制電路常見故障
電氣控制系統在工作過程中，發熱和散熱條件的改變，電弧的產生，電動力的大小，電接觸的情況，三相電源平衡度，電路切換等都會引發各種電氣故障。
常見的故障有：1）電源故障：主要有電源缺相、電源電壓的過高或過低等原因。
2）線路故障：主要有，接觸不良，多發于電接觸點，導線相互連接點。銅鋁導線連接點，導線受力點和活動點。其它還有斷線和漏電、短路等。
3）元器件故障：主要有自身故障，過負荷造成故障，外界因素造成的故障，值得一提的是元器件的故障損壞經常跟其它的部位的故障有直接聯系，如接觸器觸頭的燒壞，表明回路中有短路現象存在，對此必須追根究底加以排除，而不是簡單的更換元件了事。
二、現場示范指導的必要性
在前面知識講解過程中，學生對機床線路故障分析具有一定的理性概念，但要應用到實際操作中還有一定的差距，應從什么地方入手，該采用哪些方法，怎樣檢測，特別是安全問題，有的同學一聽路線上有電就不敢動手，這些情況只有通過教師的示范操作，讓同學掌握規范的動作，并在操作過程中，把前面的知識及分析思路再理一遍，強調操作中，應注意的安全事項，才能讓學一從感性和理性上取得一致概念，可以說示范是學生掌握動手能力的開始。
在實作過程中，指導工作是非常重要的，加強巡回的指導，對同學存在的問題及時糾正，培養同學規范操作的習慣。引導學生掌握分析問題的方法，對各個故障都應從原理上分析，明白故障產生的原因，從根本上解決問題。指導分為集中指導或個別指導。集中指導主要是解決一些共性的問題，比如說實訓中，①學生一開始就用儀表測量，個別同學甚至是沒有目的。②還有表筆的使用方法等普遍存在的問題，就應把同學集中起來，強調的故障分析必須按一定步驟進行才是最有效的方法。說明用電阻較高檔位檢測存在的問題，如測量一個回路時，當這個回路還有另外一條經線圈形成回路時，表筆接到回路兩端，指針就會擺到零附近，若不注意讀數，就分不清是回路閉合還是經線圈形成回路，就會造成誤判斷。還有表筆的使用更應注意，手如接觸到金屬桿，在測量電壓時會造成觸電事故，在測電阻時會造成讀數不準，還有使用不垂直，在電氣布置緊奏時，可能造成短路故障。對個別同學的問題也應及時發現，現場處理，不能讓同學養成不良的操作習慣，存在安全隱患。
每個課題結束，應指導學生做好課題小結，把出現的故障，分析的思路，在檢查過程中出現的問題，解決的方法進行歸納總結，把實作過程中掌握的知識以理論的形式記錄下來，便于相互交流、分析，相互提高。
總之，電氣控制電路的故障查找是一項技術性，較強的工作，也是實際工作一項十分重要和繁鎖的工作，具體的故障查找方法也互不相同，控制系統出了故障，一時難以弄清是什么地方出了問題，就需要進行故障的查找，而故障點的查找又有一定規律，實際中技能的培養就是對這一規律摸索和積累。
參考文獻：
1、機床電氣維修技術高手讀本 宋家成 張春雷主編
山東科學技術出版社
2、電工識圖 機械工業職業技能鑒定指導中心編
3、電氣控制維修 齊占偉編 機械工業出版社
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