для чего служит механизм реверса
Реверсивные механизмы
Реверсивные механизмы используются для изменения направления движения исполнительных органов станка. Реверсирование движений может осуществляться посредством реверсирования электродвигателей, гидродвигателей и механических устройств. В станках с механическими связями используются, как правило, механические реверсивные механизмы. На рис. 2.21 приведены схемы наиболее распространенных реверсивных механизмов.
Рис.2.21. Реверсивные механизмы:
а ─ с передвижной шестерней; б ─ с фрикционной муфтой;
в, г ─ с коническими колесами; д ─ с составным колесом
Реверсивные механизмы с цилиндрическими колесами основаны на передаче вращательного движения от входного вала к выходному или через зубчатую передачу z1/z2 (рис. 2.21,а), или с использованием промежуточного колеса, т.е. z3/z4/z5 (рис. 2.21,б). При этом управление реверсированием может осуществляться посредством передвижной шестерни (блок колес z2 – z5) или посредством кулачковой или фрикционной муфты с ручным или электромагнитным управлением.
Работа реверсивных устройств с коническими колесами основана на том, что два конических колеса, установленных на выходном валу, находясь в зацеплении с колесом входного вала, вращаются в противоположные стороны (рис. 2.21,в,г). Управление реверсированием обеспечивается или перемещением блока конических колес, или с использованием переключающей муфты.
Основной недостаток рассмотренных реверсивных механизмов – потеря некоторого количества движения в период переключения направления вращения. Поэтому при использовании таких механизмов во внутренних связях необходимо при выводе формулы настройки в уравнение кинематической цепи ввести соответствующий эмпирический коэффициент.
Указанный недостаток устранен в реверсивном механизме с составным колесом (рис. 2.21,д). Он состоит из ведущего колеса 1 и ведомого колеса, составленного из двух концентрических секторов внутреннего 2 и наружного 3 зацепления, соединенных между собой зубчатыми секторами 4 внутреннего зацепления. Все секторы составного колеса закреплены на торце колесе 5. Центр колеса 1 при зацеплении его с зубчатыми секторами 2 и 3 меняет положение от кулачка 6 через систему рычагов 7. Колесо 1 вращается с постоянной частотой в неизменном направлении, а колесо 5 изменяет направление вращения при неизменном зацеплении колеса 1 с зубчатыми секторами 2 и 3.
Реверсивный механизм с составным колесом используется во внутренних связях современных зубообрабатывающих станков для обработки конических зубчатых колес с прямыми и с круговыми зубьями.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Реверсивные механизмы
Реверсивные механизмы предназначены для изменения направления вращения. Реверсирование движений осуществляют изменением направлений вращения ротора электродвигателя, гидродвигателя или через цилиндрические и конические колёса с помощью передвижных блоков шестерён и двухсторонних муфт. Наиболее часто применяют реверсивные механизмы с цилиндрическими и коническими колёсами. Реверсирование осуществляется переключением муфт или перемещением блока колёс.
Гидравлическое реверсирование осуществляется изменением направлением потока масла в рабочий цилиндр, чаще всего с помощью золотниковых распределителей.
1; 11; 111 – номера валов; 1 – муфта.
Суммирующие механизмы
Рисунок 10 – Суммирующие механизмы
Муфты
Муфты служат для постоянного или периодического соединения двух соосных валов и для передачи при этом вращение от одного вала к другому.
Различают следующие муфты: постоянные, служащие для постоянного соединения валов; сцепные, соединяющие и разъединяющие валы во время работы; предохранительные, предотвращающие аварии при внезапном превышении нагрузок; муфты обгона, передающие вращение только в одном направлении.
Постоянные муфты применяют в тех случаях, когда нужно соединить два вала, которые в процессе работы не разъединяются. При этом могут быть соединены жёстко или при помощи упругих элементов.
Сцепные муфты применяются для периодического соединения валов, например, в приводе главного движения или приводе подач станков.
Фрикционные муфты бывают конусные и дисковые.
Предохранительные муфты предназначены для предохранения механизмов станка от аварий при перегрузках. У некоторых муфт предохраняющим звеном является штифт, сечение которого рассчитывается на передачу определённого крутящего момента. При перегрузках этот штифт срезается, происходит разрыв соответствующей кинематической цепи и тем самым предотвращается повреждение ответственных деталей станка.
Часто используются кулачковые, шариковые предохранительные муфты, муфты со смещением при перегрузке подвижных элементов в радиальном направлении, электромагнитные муфты и др.
Муфты обгона применяются для сообщения одному и тому же валу двух различных движений (медленного и ускоренного), осуществляемых отдельным кинематическим цепям. В качестве муфт обгона используют муфты с храповым механизмом, роликового типа и др.
Рисунок 11 – Муфты для соединения валов.
А – жёсткая типа втулки; б – с упругими элементами; в – крестово-подвижная; г – кулачковая; д – многодисковая с механическим приводом; е- электромагнитная; 1 – шайба; 2 – диск; 3 – шарик; 4,5,8,12 – втулки; 6 – гайка; 7 – пружина; 9 – катушка; 10 – диски; 11 – якорь.
Рисунок 12 – Кулачковая (а) и шариковая (б) предохранительные муфты:
1 – кулачки; 2 – подвижный элемент; 3 – пружина; 4 – гайка; 5 – шарик.
Рисунок 13 – Роликовая муфта обгона:
1 – пружина; 2 – вилка; 3 – ролик; 4 – ступица; 5 – обойма.
Контрольные вопросы
1 Какие детали станков называются базовыми?
2 Какие требования к ним предъявляются?
3 Какая часть станины наиболее ответственна? Особенность их конструкций?
4 В каких случаях применяются гидростатические и аэродинамические направляющие?
5 Назначение шпиндельного узла? Материал, конструктивная форма шпинделей?
6 Перечислить механизмы применяются для преобразования вращательного движения в поступательное.
7 Какие механизмы обеспечивают прямой и обратный ход за один оборот ведущего звена?
8 В каких механизмах изменение направления движения достигается изменением направления вращения ведущего звена?
9 Какие механизмы служат для преобразования вращательного движения и качательного в прерывистое? В каких механизмах станков они используются?
10 Для чего нужны реверсивные механизмы? Как осуществляется реверсирование?
11 Для чего предназначены суммирующие механизмы. Какими они бывают?
12 Для чего служат муфты? Как их различают?
Pereosnastka.ru
Обработка дерева и металла
Для изменения направления вращения ведомого вала ведущий и ведомый вал связываются двумя кинематическими цепями, из которых одна передает вращение ведомому валу в одном направлении, а другая—в другом. Включая либо одну, либо другую кинематическую цепь изменяют направление вращения ведомого вала.
Схемы и конструкции реверсивных механизмов очень многочисленны. Они могут быть разбиты на реверсивные механизмы с цилиндрическими и коническими колесами.
Механизмы реверса с цилиндрическими колесами. В механизмах реверса с цилиндрическими колесами изменение направления вращения ведомого вала при включении различных кинематических цепей достигается тем, что в одну из кинематических цепей вводится паразитная шестерня.
Рис. 1. Механизмы реверса с цилиндрическими колесами.
Для включения одной из двух кинематических цепей могут быть использованы любые из рассмотренных выше механизмов включения и выключения кинематических цепей.
В механизме, представленном на рис. 1, а включение одной из двух кинематических цепей осуществляется подвижной шестерней. В крайнем левом положении шестерни она сцепляется с паразитной шестерней, ось III которой занимает положение, показанное на чертеже справа. В этом случае вал II получает вращение от вала I через передачу 3—2—1. При перемещении шестерни вправо она сцепляется с шестерней, сидящей на валу, при этом вал II получает вращение через непосредственно сцепленные шестерни 4—1 и направление вращения вала изменяется.
Вариант механизма реверса, представленный на рис. 1, в, обладает преимуществами при передаче движения от ведущего вала двум ведомым валам III и IV. На ведущем валу сидит шестерня, с которой сцепляется шестерня, сидящая на одном валу с шестерней. На валах III и IV сидят подвижные шестерни. В крайнем правом положении шестерни сцепляются с шестерней и соответственно получают вращение через паразитную шестерню, а в крайнем левом положении они сцепляются непосредственно с шестерней. Применение самостоятельного механизма реверса для каждого из ведомых валов привело бы к увеличению числа валов и зубчатых колес в механизме. Подобные схемы получили распространение в механизмах передачи движения рабочим органам, расположенным на траверсах, например суппортам продольнострогальных станков.
В механизмах реверса переключение может осуществляться также с помощью кулачковых и фрикционных муфт.
Вариант, представленный на рис. 1, д, используется в тех случаях, когда число оборотов ведомого вала при вращении в одном направлении должно значительно отличаться от числа оборотов при вращении в другом направлении.
Преимущества и недостатки различных вариантов механизмов реверса определяются преимуществами и недостатками используемых механизмов переключения. Следует заметить, что потери холостого хода, характерные для механизмов переключения с кулачковыми и фрикционными муфтами, в механизмах реверса сказываются еще в большей степени, так как вращающаяся вхолостую шестерня и вал, на котором она сидит, вращаются в разные стороны, что приводит к увеличению относительного числа оборотов, которым определяется скольжение деталей и потери холостого хода.
Механизм реверса с фрикционными муфтами отличается сложностью конструкции. На рис. 2 представлена кинематическая схема и разрез вала с фрикционными муфтами механизма реверса токарного станка. Для уменьшения биения и потерь шестерни могут быть смонтированы на валу на подшипниках качения. Включение фрикционных муфт осуществляется с помощью нажимной втулки. Для регулирования усилия нажима на втулке помещены гайки, которые после регулирования стопорятся с помощью пружинных фиксаторов. Перемещение втулки при включении осуществляется с помощью гильзы. При перемещении гильзы вдоль оси вала она действует либо на правое, либо на левое плечо собачки, поворачивающейся вокруг оси, закрепленной в отверстии вала. При повороте собачки ее пятка, заходящая в паз штанги, связанной штифтом с нажимной втулкой, перемещает последнюю и производит включение соответствующей муфты.
Сложность конструкции, большие габариты и значительные потери холостого хода заставляют избегать применения механизмов реверса с фрикционными муфтами. Однако в тех случаях, когда по характеру работы станка требуется реверсирование на ходу, то применение механизмов реверса с фрикционными муфтами обусловливается необходимостью.
Механизмы реверса с коническими колесами. Механизмы реверса с коническими колесами находят преимущественное применение при передаче движения между взаимно перпендикулярными валами, так как в этом случае применение реверсов с коническими колесами приводит к упрощению кинематической цепи.
Реверсы с коническими колесами могут быть выполнены как с подвижными шестернями, так и переключающими муфтами. При подвижных шестернях они могут быть сделаны либо независимыми, как это показано на рис. 3, а, либо связанными общей втулкой. При подвижных шестернях усилие, действующее вдоль оси включенной подвижной шестерни, воспринимается фиксатором механизма переключения, что снижает жесткость передачи, поэтому данная схема применяется сравнительно редко, преимущественно в фартуках токарных станков.
Механизм с кулачковой муфтой обладает большей жесткостью и находит более широкое применение.
При передаче движения между параллельными валами реверсы с коническими колесами применяются весьма редко.
Общие требования к реверсивным механизмам зависят от характера привода, в котором эти механизмы используются. Если реверсирование производится эпизодически при настройке станка в соответствии с требующимся направлением движения применительно к осуществляемому на станке технологическому процессу, то представляется целесообразным использование механизмов с подвижными шестернями. При большой частоте реверсирования, что, например, имеет место при нарезании резьб, при строгании, конструкция реверсивного механизма должна обеспечить надежность его работы при большой частоте переключений, отсутствие
Рис. 2. Реверс с фрикционными муфтами.
перегрева, отсутствие ударных или чрезмерно больших динамических нагрузок, быстроту реверсирования.
При большой частоте реверсирования преимущественно применяются фрикционные муфты с тем или иным приводом переключения, электромагнитные фрикционные муфты.
Процесс реверсирования складывается из процесса торможения и разгона. Время разгона и торможения определяется на основе формул, приведенных в гл. IV первого раздела. На основе этих же формул определяются динамические нагрузки, возникающие в процессе реверсирования, на которых базируется расчет деталей механизма реверса. При использовании фрикционных муфт и большой частоте включения серьезное внимание должно быть уделено тепловому расчету.
Рис. 3. Механизмы реверса с коническими колесами.
В современных станках широко используется реверсирование электродвигателем; при этом необходимость в специальных механизмах реверса отпадает. Вместе с тем возникает возможность управления скоростью в процессе реверсирования, чем устраняется появление чрезмерных динамических нагрузок.
В тяжелых станках в процессе реверсирования затрачивается большая работа, что делает необходимым анализ потерь в процессе реверсирования.
Механизмы включения, выключения и реверсирования стремятся располагать на быстровращающихся валах кинематической цепи, так как при этом уменьшаются передаваемые крутящие моменты, а соответственно и размеры механизмов.
5. Блок-схемы приводов быстрых ходов
Приводы быстрых ходов сообщают быстрое движение рабочим органам, которые в процессе обработки детали совершают медленные рабочие ходы. Быстрое движение указанные рабочие органы получают при установочных перемещениях, при быстром отводе и подводе. При быстрых ходах быстрое вращение может получать часть кинематической цепи рабочих ходов либо для перемещения рабочего органа может быть использована независимая кинематическая цепь.
Быстрое вращение может быть заимствовано либо от одного из быстро-вращающихся валов кинематической цепи рабочего хода, либо от индивидуального электродвигателя.
Механизмы быстрых ходов с муфтами включений. Вращение передается от быстровращающегося вала через кинематическую цепь быстрых ходов, муфту включения. При быстрых ходах механизм изменения чисел оборотов и связанные с ним участки кинематической цепи выключаются муфтой. Применение данной схемы является целесообразным в тех случаях, когда размещение механизмов позволяет использовать короткую кинематическую цепь быстрых ходов, а привод рабочих ходов получает движение от индивидуального электродвигателя, реверсом которого осуществляется изменение направления движения при быстрых ходах. В качестве примера можно указать на привод быстрых ходов отечественных консольно-фрезерных станков 6Н82. 6Н12, 6Н83 и 6Н13. В других случаях более простое решение может быть получено при использовании индивидуальных двигателей в цепи быстрых ходов, что позволяет упростить кинематическую цепь и управление включением и реверсированием быстрых ходов.
При включении электродвигателя быстрых ходов цепь рабочих ходов отключается управляемой или обгонной муфтой. Данная схема позволяет разместить электродвигатель быстрых ходов в наиболее удобном месте, использовать короткую кинематическую цепь быстрых ходов и упростить Систему управления, особенно при выключении рабочей цепи с помощью самовыключающихся муфт обгона.
Механизмы быстрых ходов с дифференциалами и независимыми кинематическими цепями.
При рабочих ходах движение передается от механизма изменения величины подачи, конической шестерне дифференциала через червячную передачу, а при быстрых ходах — от электродвигателя конической шестерне дифференциала через коническую зубчатую передач. При рабочих ходах шестерня стоит неподвижно, а шестерня вращается. При этом сателлиты, сидящие на крестовом валике, перекатываются по неподвижной шестерне 6 и крестовый валик, связанный с кинематической цепью, осуществляющей перемещение рабочего органа, начинает вращаться.
При включении электродвигателя быстрых ходов вращение, получаемое крестовым валиком от шестерни 6, суммируется с вращением, получаемым от шестерни. В зависимости от направления вращения числа оборотов, получаемые от обоих
источников, либо складываются, либо вычитаются. Так как скорость вращения шестерни 3 мала, то она практически не сказывается на скорости быстрого хода. Подобная схема довольно широко используется в приводах стола ряда моделей продольнофрезерных станков; модификация подобной схемы с цилиндрическими шестернями в механизме дифференциала применяется в ряде моделей специальных расточных станков станкостроительного завода им. Я. М. Свердлова. При отсутствии в цепи быстрого или рабочего хода самотормозящихся передач в этих цепях должны быть предусмотрены тормозные устройства.
Рис. 4. Блок-схемы механизмов быстрых ходов.
Реверсивные механизмы и блокировочные устройства станка
Реверсивные механизмы предназначены для изменения направления вращательного и поступательного движения механизмов станка. На рис. 25, а показан трензель с цилиндрическими зубчатыми колесами. С помощью рукоятки осуществляется переключение из положения I в положение II, при этом паразитные зубчатые колеса входят в зацепление с колесом z1, и изменяется направление вращения ведомого вала, на котором сидит зубчатое колесо z2. На рис. 25, б показана схема реверсивного механизма с перемещающимися на шлицевом валу зубчатыми колесами. На рис. 25, в, г приведены схемы механизма, в которых реверсирование осуществляется с помощью двусторонней кулачковой муфты при перемещении рукоятки в положения А и Б. На рис. 25, д показана ременная реверсивная передача.
Блокировочные устройства предназначены для предотвращения одновременного включения двух движений, которые могут привести к поломке механизмов станка. На рис. 26 показана схема устройства, предназначенного для предохранения одновременного включения ходового валика и ходового винта. Механизм блокировки расположен в фартуке токарно-винторезного станка. На рисунке показано положение блокировочного механизма, когда ходовой винт 7 токарно-винторезного станка соединен с маточной гайкой б, при этом включена продольная подача суппорта.
Скользящее зубчатое колесо 3 будет находиться между колесами, посаженными на валу 1 и на валу 2. Как только осуществится поворот рукоятки 9, маточная гайка 6 с помощью диска 8 разомкнётся и освободит ходовой винт 7. Одновременно язычок 10 выходит из паза гайки 4. При повороте рукоятки 11 приводится во вращение винт 5, перемещается гайка 4, увлекая за собой зубчатое колесо 3, осуществляя соединение с одним из двух зубчатых колес. При соединении зубчатого колеса 3 с зубчатым колесом, посаженным на валу произойдет продольная подача суппорта, а при соединении с колесом, посаженным на валу 2, — поперечная подача. Как только гайка 4 переместится, повернуть рукоятку 9 невозможно, так как язычок 10 не попадет в паз гайки 4У а следовательно, диск 8 не провернется и маточная гайка не будет включена. Помимо описанной схемы, существуют и другие блокировочные устройства.
Презентация по дисциплине «Технологическое оборудование»на тему «Типовые механизмы для реверсирования движения» для специальности «Технология машиностроения»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Типовые механизмы для реверсирования движения Презентацию подготовила преподаватель КМК Будкина О.А.
Большинство рабочих органов станков в процессе их работы должны изменять направление своего движения. Для этой цели служат различные виды реверсивных механизмов
Реверсирование электродвигателем Если допускается реверсирование всей цепи привода, то изменение направления движения рабочего органа может быть осуществлено реверсированием вращения ротора электродвигателя. Для асинхронного электродвигателя трехфазного тока в этом случае достаточно поменять местами две фазы (поз. а), а для реверсирования электродвигателя постоянного тока изменить полярность тока (поз. б).
Реверс с двумя паразитными колесами
Реверс с двумя паразитными колесами Этот реверс представляет собой механизм, состоящий из четырех цилиндрических колес, смонтированных в подвижной рамке Р, которая может находиться в трех положениях. В первом положении (поз. а) вращение от ведущего колеса z1 к ведомому колесу z4 передается через паразитные колеса z2 и z3 и поэтому колесо z4 вращается в направлении, противоположном направлению вращения колеса z1. Во втором положении (поз. б) ведущее колесо z1 не зацепляется ни с одним из паразитных колес и поэтому ведомое колесо z4 не вращается. В положении (поз. в) паразитное колесо z3 непосредственно входит в зацепление с ведущим колесом z1, а колесо z2 вращается вхолостую, не принимая участия в передаче движения. В этом случае ведущее и ведомое колеса вращаются в одну и ту же сторону.
Реверс с составным зубчатым колесом
Реверс с составным зубчатым колесом В современных зуборезных станках для нарезания конических зубчатых колес с круговыми зубьями реверсирование обкатной люльки обеспечивается механизмом, имеющим составное зубчатое колесо z5. При вращении шестерни z1 в одном направлении движение посредством вала I и конической передачи z2-—z3 передается приводному колесу z4, которое также имеет постоянное направление вращения. При зацеплении колеса z4 с сектором внутреннего зацепления составного колеса z5 последнее получает вращение в одном направлении; далее при проходе колеса z4 через зацепление с одним из соединяющих участков составного колеса происходит процесс реверсирования; при зацеплении колеса z4 с сектором внешнего зацепления составного колеса последнее вращается в противоположную сторону. Для обеспечивания возможности зацепления колеса z4 со всеми участками составного зубчатого колеса z5 вал II с кареткой К, несущей на себе коническую передачу z2—z3 и колесо z4, может перемещаться в радиальном направлении.
Реверс с одним паразитным колесом Этот механизм конструктивно выполняется в различных вариантах. Однако принцип его работы остается неизменным. В одном случае вращение от ведущего вала / к ведомому /// передается зубчатыми колесами через паразитную шестерню и тогда направления вращения обоих валов совпадают, или вращение передается непосредственно — без участия паразитного колеса и тогда направление вращения ведущего и ведомого валов будет различным.
Реверс с одним паразитным колесом и двусторонней кулачковой муфтой Характерен тем, что все его цилиндрические зубчатые колеса могут быть выполнены как с прямыми, косыми, так и с шевронными зубьями. При включении кулачковой муфты М к. влево ведущий и ведомый валы имеют одинаковое направление вращения, при включении муфты Мк вправо — разные.
Реверс с одним паразитным колесом и двойным подвижным блоком шестерен может быть выполнен только с цилиндрическими колесами, имеющими прямые зубья, во всем остальном он не отличается от предыдущего механизма.
Конические реверсы Если в кинематической цепи привода от двигателя до рабочего органа имеются конические передачи под прямым углом, то бывает целесообразным применение конических реверсов.
Конический реверс с подвижным блоком конических колес У конического реверса с подвижным блоком конических колес вал / имеет постоянное направление вращения. Когда блок конических колес, связанный с валом / направляющей шпонкой, находится (как показано на схеме) в левом крайнем положении, в зацеплении участвуют колеса z2—z3 и вал // вращается по стрелке б. При перемещении блока конических колес вправо зацепляются колеса z1—z3 и вал // начинает вращаться по стрелке а.
Конический реверс с с двусторонней кулачковой муфтой Мк работает по аналогичному принципу, только в этом механизме изменение направления вращения вала // достигается переключением муфты Мк
Реверс с колесом внутреннего зацепления. Принципиальным отличием этого механизма является применение зубчатого колеса z3 c внутренним зацеплением. Вал / с колесом z1 вращается в одном постоянном направлении, приводя в движение колеса z2 и zз, которые при этом вращаются в разных направлениях. Перемещением двусторонней кулачковой муфты Мк вправо или влево можно сообщить валу // вращение в ту или иную сторону.