Механизмы реверса

Категория:
Металлорежущие станки


Механизмы реверса

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.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум