快走絲“線切割”的一個(gè)概念：“加工間隙”短路

changdao6520

為加深理解，將摘取《高速走絲電火花線切割機(jī)電氣原理與維修》一書的有關(guān)敘述，對(duì)“加工間隙短路”和“電源短路”分別予以介紹，并作出辨析。
! r/ f% G/ ?( ~' k2 U% y# z一、有關(guān)“加工間隙”短路的敘述
    1．“加工間隙”短路 這里的加工間隙，是指電極絲與工件之間的放電間隙，它是“高頻脈沖電源”的負(fù)載。
  h. F) a, @3 B6 w# X+ d+ N    “若電極與工件接觸，則在接觸點(diǎn)處會(huì)流過短路電流；顯然，R1起到了限流的作用，使之不致于因短路而損壞電源器件或燒傷工件?！保倬咚僮呓z電火花線切割機(jī)電氣原理與維修．p.1）
) R7 l7 A2 D+ n: D* ?   
    ２．（間隙）短路電流和（間隙）短路電壓 短路電流：指連續(xù)發(fā)生短路時(shí)電流的算術(shù)平均值（張學(xué)仁 劉晉春．?dāng)?shù)控電火花線切割加工技術(shù)．哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000．p.6）
    當(dāng)鉬絲和工件持續(xù)短接時(shí)，PA1指示的則為短路電流，它也是電流的算術(shù)平均值……（莫操君．高速走絲電火花線切割機(jī)電氣原理與維修．p.68；以下僅標(biāo)出頁碼）
    對(duì)于一些特殊值、典型值，有必要進(jìn)行試驗(yàn)、記錄，例如鉬絲和工件之間開路時(shí)的電壓（開路電壓）、短路時(shí)的電壓（短路電壓）（p.68）
    此處，實(shí)際上已給出了“短路電壓”的概念；但在后來的修改中，括號(hào)中的“短路電壓”四個(gè)字被刪去了。
   
: ^) b5 Z8 P; v) d    ３．“間隙短路”不同于電源的短路 電力系統(tǒng)或供電電源裝置發(fā)生短路時(shí)，可能會(huì)對(duì)設(shè)施造成破壞，所以須限制短路電流。在變壓器參數(shù)中，有一個(gè)“阻抗電壓”（以前也可稱為“短路電壓” ），就與其短路電流有關(guān)系。
    但是，如上所述，線切割中“加工間隙”（簡稱間隙）的短路，并沒有構(gòu)成供電電源的短路。因?yàn)樵诟哳l脈沖電源內(nèi)部，已采取了限流措施；間隙短路的結(jié)果，僅僅是沒有加工效果。
; ^- B% s, g: \) d3 L    所以，“間隙短路”與“電源短路”，有本質(zhì)的區(qū)別。也因?yàn)槿绱?，把“間隙短路”時(shí)，取樣點(diǎn)處的電壓，稱為“間隙短路電壓”，簡稱為“短路電壓”，而不稱阻抗電壓。如果今后能查到有關(guān)的資料，對(duì)該術(shù)語有明確的規(guī)定，則當(dāng)然需按規(guī)范使用。
- D' ]1 w9 X" j  [7 k5 k# R* q8 _    間隙短路電壓的形成，可參見p.93關(guān)于“取樣點(diǎn)”的敘述。
0 L! q0 U( T& s) P+ v! l   
' @- \" l9 {- d  [* ?3 V9 j. B    附：書中其他有關(guān)“間隙短路”的文字
( V& T( B% z( J; a) D) J（1）短路電流
" Q0 V. i. U. f# L2 z' `    （p.66）當(dāng)短路峰值電流選定后，脈沖寬度要根據(jù)具體的加工要求來選定……
    （p.68）特別地，是指短路峰值電流——功放管導(dǎo)通而間隙短路時(shí)的電流。
9 U; A5 m; N. m* }/ F" T: }    （p.69）當(dāng)其他工藝條件不變時(shí)，增加短路峰值電流，單個(gè)脈沖能量亦大……
    （p.68）試驗(yàn)時(shí)，在加工間隙處短路和在脈沖電源輸出端短路的情況，會(huì)有所區(qū)別，應(yīng)把鉬絲和工件短接時(shí)的電流作為短路電流。注意，在作短路電流試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)開起運(yùn)絲電機(jī)和工作液，對(duì)于有故障、改造后或新的脈沖電源，不可貿(mào)然進(jìn)行短路試驗(yàn)。
& m3 S: q# ~% p4 `   
    （p.127）短路電流的測(cè)試，開始時(shí)……
    （p.128）要求在試驗(yàn)中，短路電流無上沖現(xiàn)象……
! n+ V2 n% @5 l7 S3 ~& O    （p.144）照?qǐng)D安裝完畢后通電，發(fā)現(xiàn)輸出短路電流偏小，……短路電流增大約一半。
8 P& ~8 \" `' ~/ L, j    （p.144）隨后，又處理了幾個(gè)小問題，再將功放管相繼逐個(gè)投入以至全部，然后調(diào)整脈寬、脈間使輸出短路電流達(dá)4A；
    （145）所以，限流電阻不但限制短路電流以保護(hù)功放管……
    （p.155）有的情況，……與脈沖電源空載電壓、短路電流……等的正確選擇……有關(guān)；
" e7 I* C8 J: j% o# h7 C3 ?   
- g" F  _% C, {% M) a) c: K/ v+ ]6 ^（2）檢修
    （p.153）現(xiàn)象是：切出的圓弧形狀極不規(guī)則，加工時(shí)頻繁短路。
1 z% l9 b5 L  |) C# M        觀察發(fā)現(xiàn)：……短路電流正常。因此，脈沖電源電路應(yīng)無問題。
7 X5 Q" F. \6 A7 l' p    （p.156）一臺(tái)DK7732線切割機(jī)床，反映脈沖電源有故障?，F(xiàn)象是：電流擺幅大、加工不穩(wěn)定、頻繁短路；
' \, C9 j& B* |5 Q6 d1 D) `& u        但經(jīng)觀察，脈沖電源短路電流正常……
4 e8 n0 c# i6 r        分析認(rèn)為，本故障短路原因是……
) v, M" ?8 o: i7 h/ C& Y  o! Z    （p.175）結(jié)果通電一試，短路電流僅為正常情況下的一半。
$ m: o- [% Y9 [4 Q9 o7 K; b3 p        于是……把短路電流調(diào)整到合適的值……
    （p.85）這時(shí)的短路電流約為0.8A，調(diào)節(jié)脈沖寬度，電流變化不大……
    （p.86）將功放板逐塊邊裝邊試，短路電流逐漸加大。
    （p.86）……應(yīng)先斷開電源；通電后，再測(cè)短路電流……
, b0 K8 r# J2 {& p; [7 E    （p.154）這種故障，表現(xiàn)出電流不穩(wěn)、短路等現(xiàn)象……
! N+ r& g* Y3 g    （p.175）電路可參見圖4-21，查跟蹤不穩(wěn)、短路電流偏低……
   
（3）其他
. j3 n6 z* j% |0 ?4 T% t    （p.184）對(duì)于難切割的材料，加工中容易形成短路……
/ a# T+ j+ \. B; q9 \. D/ e    （p.25）由于HSWEDM走絲速度高，有利于電蝕產(chǎn)物的排除，不容易產(chǎn)生短路故障，所以比較容易實(shí)現(xiàn)大厚度切割 [9]。
' ?2 t' D% V% u/ F1 e$ U    （p.35）在運(yùn)絲電機(jī)換向時(shí)，……避免了工件與鉬絲短路和鉬絲被頂彎的情況發(fā)生。
" N5 S' c8 Z. }+ W1 {. A    （p.38）加工控制是指……短路回退、走絲機(jī)構(gòu)、工作液系統(tǒng)等的控制功能。
    （p.40）這種簡易控制器，一般具有……短路回退……等功能，有錐度切割型可以選擇。
    （p.107）短路回退 用于……解除“短路”狀態(tài)用；短路時(shí)，取樣變頻電路……
        該功能可實(shí)現(xiàn)：電極絲沿原來的軌跡快速后退，以消除短路。短路回退……檢測(cè)到短路……待短路狀態(tài)消除后……
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" X% w8 B* i+ D    （p.101）圖中，PV1是跟蹤指示表，……其他還有短路和空載區(qū)段。
* K, D! H( j' a9 y% C    （p.91）這是因?yàn)榧庸ぶ胁粩嚯S機(jī)出現(xiàn)空載、短路、火花放電等狀態(tài)……
    （p.91）這種方法，沒有區(qū)分空載、短路、火花放電等狀態(tài)……
    （p.92）因此，峰值取樣電路提高了加工的穩(wěn)定性，可減少短路率……
    （p.92）這樣，……減少了因工件厚度等因素變化造成短路電壓不一致所帶來的擾動(dòng)，緩解了短路電壓的影響。
   
' a. N7 D/ f3 @/ z7 V) n    （p.102）在HSWEDM加工間隙中，通常存在空載、短路、火花放電三種狀態(tài)，其中空載和短路狀態(tài)均沒有加工效果。
/ ]0 U: A. a, {1 W! C$ s    （p.102）傳統(tǒng)取樣電路簡潔可靠，……但由于它……沒有區(qū)分空載、短路、火花等不同的放電形式……
  h& ?" o8 T2 o/ C8 ^3 y    （p.102）比較看好的方案是，將空載、短路和火花放電狀態(tài)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)……短路率……
    （p.185～186）在正確選擇電規(guī)準(zhǔn)的同時(shí)，……而且頻繁的空載和短路……
    （p.163）在間隙短路時(shí)，則工具電極回升。
二、有關(guān)電源短路的敘述
    除了間隙短路的有關(guān)敘述外，由于《高速走絲電火花線切割機(jī)電氣原理與維修》是一本談電氣維修的書，所以不可避免地會(huì)介紹到“電源”故障的檢修。
" y" _: ^- U$ f7 P  E8 f+ |+ Z    而對(duì)于“間隙短路”與“電源短路”，只要清楚了概念，就能望文生義，不需要區(qū)分，就知道指的是什么。
3 X' u" G, I0 l, z+ K9 v% b7 I    下面，把書中的有關(guān)文字，作一歸類。
   
    １．安全第一
; k) y# T, P: a" `- v    保護(hù)電路為保護(hù)設(shè)備和人身安全而設(shè)，包括電源短路保護(hù)、缺相保護(hù)、走絲拖板超出行程保護(hù)等。（p.36）
    如果是電源短路等嚴(yán)重故障，要立即……（p.154）
    （熔斷器熔絲），若是熔斷，則需判別是短路造成，還是……（p.155）
6 s- ?& J$ N2 F6 f' ?    而在做電源試驗(yàn)時(shí)，亦須采取有效的短路保護(hù)或限流措施……（p.195）
" c+ p7 }* U& B0 C" N! R   
0 _3 e9 t/ n7 l: r1 S2 v4 q3 A. A    ２．制作和設(shè)計(jì)
    連線時(shí)還要注意的是，水銀開關(guān)中間的兩極應(yīng)接在同一相上，以免在換相時(shí)造成電源短路。（p.54～55）
6 p# `3 O; W  z# n7 R    制動(dòng)電壓接入前，必須確保電機(jī)主電源先斷開，否則有可能引起短路。（p.60）
( _( n8 ]# V. a, D& v; C    對(duì)于電器上的接線螺釘，不管有無導(dǎo)線均應(yīng)壓緊。曾聽說過，因螺釘?shù)袈涠斐傻亩搪饭收鲜吕╬.128）
; ~" o. o& ~! a    因?yàn)槭聦?shí)上，換向時(shí)的制動(dòng)效果難以確認(rèn)，并且KA4、KA5動(dòng)作時(shí)，會(huì)見到很大的火花，容易損壞觸點(diǎn)甚至造成短路。（p.139）
   
2 a5 b2 {: W( i+ |9 r    ３．注意點(diǎn)
    例如分辨機(jī)床總開關(guān)是有短路分?jǐn)嗄芰Φ臄嗦菲?、還是不能帶負(fù)荷分?jǐn)嗟母綦x開關(guān)。（p.148）
  J1 \1 s4 t% {- h    使用電筆時(shí)也必須注意安全，防止短路或觸電的情況發(fā)生。（p.149）
    必要時(shí)，還可在采取安全措施后，……特別地，懷疑有短路故障時(shí)，通電前一定要慎重?！ê笠欢卧?，后來被刪去，但實(shí)際操作中需謹(jǐn)記）（p.122）
   
5 J9 R# `) }- \6 S    附：書中出現(xiàn)的其他有關(guān)“短路”的文字
6 U3 ~7 S' W6 l4 }. n2 R（1）熔斷器
    （p.153）另一個(gè)故障是工作液泵不能起動(dòng)，查得對(duì)應(yīng)熔斷器熔絲斷，熔斷狀為短路故障。再查到至工作液泵電機(jī)電源線為橡套軟電纜，其中一段外皮已老化破損，芯線間短路。
* ]  b( i5 p4 y7 a) i/ c    （p.176）當(dāng)然，如果熔絲呈短路狀熔斷，則需先檢查是否有短路故障。
6 N1 o$ t/ A3 c& S2 T- z9 t' J    （p.170）查看RL1型熔斷器FU1～3有嚴(yán)重短路痕跡，且……致使發(fā)生短路故障時(shí)……
) _0 e, J( d. i" g7 m, I    （p.171）回到圖9-4，排除短路原因后……
    （p.171）電源線線徑小，短路時(shí)的影響相對(duì)較小……
    （p.176）由于該脈沖電源未設(shè)短路保護(hù)，故在發(fā)生元件短路故障后……
   
（2）接插件等
    （p.152）來看一個(gè)插接件的例子，故障現(xiàn)象是20極矩形插頭座極間短路。拔下插頭，看見了明顯的短路痕跡……
    （p.172）細(xì)看，插頭X24的1、2引腳間短路。
. Z: e9 I0 S5 G' ~" r- f$ ?    （p.172）比如有一臺(tái)機(jī)床，也出現(xiàn)過張絲電機(jī)插座短路的問題。
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) c/ G/ d" T  B% c& x+ H    （p.152）……短路故障就是發(fā)生在這里?！鹣嚅g短路……
    （p.170）觀察線端，可見明顯短路痕跡。
    （p.170）短路導(dǎo)致停機(jī) 發(fā)生短路故障，機(jī)床開不起來。
    （p.169）制動(dòng)電容短路
    （p.170）換新的電阻后，電容接于交流回路中，類似于本例中的電容短路現(xiàn)象。
! B, n! _3 k. g8 D' H5 t3 V& ?7 [    （p.73）三個(gè)二極管同時(shí)損壞的原因，估計(jì)是先有一個(gè)反向擊穿，造成短路，形成連鎖反應(yīng)……
    （p.175）因此懷疑電源負(fù)極線L－對(duì)殼短路。
   
（3）特例
4 P' H; B; ~( Y1 ^/ m7 `" L# |    （p.171）特別地，當(dāng)使用劣質(zhì)材料的銅絲時(shí)，可能……引起短路事故。
8 a: r: s. H  R0 r  [& ]    （p.171）該銑床……只要一起動(dòng)設(shè)備、熔體就熔斷且造成電源短路
    （p.173）在高速走絲線切割機(jī)的維修中，極少看到接觸器短路的故障，但問題也不是絕對(duì)的。
) H, C7 Y. V& [( b2 s    （p.194）例如，一位用戶在更換一個(gè)2位2刀鈕子開關(guān)后，發(fā)生短路故障?！瓩z查后發(fā)現(xiàn)，發(fā)生短路的開關(guān)，其兩組觸點(diǎn)的動(dòng)橋?yàn)橐贿B通銅片（應(yīng)該絕緣）；所以接線雖正確，卻發(fā)生了短路故障。   
    （p.174）用戶反映運(yùn)絲電機(jī)單相及出現(xiàn)短路故障，機(jī)床開不起來……
* \4 s: v% h3 S8 v% Q' P         ～24V兩根導(dǎo)線未作絕緣處理置于床身內(nèi)，引起短路。把這兩根線用塑料膠粘帶包好，短路故障排除……
3、后語
    本文旨在對(duì)《高速走絲 電火花線切割機(jī) 電氣原理與維修》作一閱讀提示，并對(duì)使用“短路電壓”一詞作出說明。
    對(duì)文中內(nèi)容，歡迎提出不同意見。
（放久了的氣球 于20071012）     
其他可參見：
- E1 n/ ]! M2 H   細(xì)談《高速走絲電火花線切割機(jī)電氣原理與維修》之開篇語