Реверсивное движение¶

Реверсивное движение — движение механизма или машины, при котором возможно изменение направления возвратно-поступательного перемещения рабочего органа или вращения вала без изменения направления вращения приводного двигателя. Реверсивные механизмы широко применяются в металлургическом, горнодобывающем, транспортном и общемашинном оборудовании, где требуется периодическая смена направления хода рабочего органа.

¶Принцип действия

В большинстве реверсивных механизмов направление движения рабочего органа меняется за счёт разрыва кинематической связи между двигателем и исполнительным органом и переключения направления передачи. Наиболее распространённые способы реверса:

• Механический реверс — смена направления вращения вала при помощи зубчатых передач, кривошипно-шатунных механизмов, планетарных передач, муфт (в том числе кулачковых и фрикционных).
• Электрический реверс — изменение направления вращения электродвигателя переключением фаз статорной обмотки (для асинхронных двигателей) или изменением полярности возбуждения (для двигателей постоянного тока).
• Гидравлический реверс — смена направления потока рабочей жидкости в гидродвигателе с помощью распределительного золотника.
• Пневматический реверс — аналогичный гидравлическому, но с использованием сжатого воздуха.

¶Механические реверсивные механизмы

¶Кривошипно-шатунный механизм

Классический способ получения возвратно-поступательного движения. Кривошип вращается в одном направлении, а шатун и ползун (поршень) совершают возвратно-поступательное движение. Реверсивным такой механизм делает возможность изменения хода ползуна за счёт переключения зубчатой передачи или планетарной системы.

¶Планетарные передачи

Планетарная передача позволяет получать реверс при фиксации одного из элементов (солнечной шестерни, водила или эпициклической шестерни). При изменении закреплённого элемента направление выходного вала меняется на противоположное. Планетарные реверс-редукторы применяются в металлургических станах, подъёмных механизмах и транспортных средствах.

¶Кулачковые и фрикционные муфты

Кулачковая муфта обеспечивает жёсткую блокировку и разблокировку передачи, фрикционная — более плавное переключение с ограничением перегрузок. Переключение муфт осуществляется вручную, дистанционно или автоматически.

¶Электрический реверс

Электрический реверс является наиболее универсальным и распространённым способом. У асинхронного трёхфазного двигателя направление вращения меняется переключением любых двух фаз питающей сети. У двигателя постоянного тока реверс осуществляется изменением полярности напряжения на обмотке возбуждения или якоря.

Для автоматического реверса применяются:

• контакторные схемы с двумя пускателями, включающими двигатель в противоположных фазах;
• частотные преобразователи, изменяющие порядок чередования фаз;
• тиристорные и транзисторные приводы с управляемым инвертором.

¶Гидравлический и пневматический реверс

В гидравлических системах реверс осуществляется распределительным золотником, переключающим направление подачи рабочей жидкости в полости гидродвигателя. Гидроприводы обеспечивают плавное реверсирование, возможность остановки под нагрузкой и высокую удельную мощность. Пневматические системы применяются в приводах с малой мощностью и высокой скоростью переключения.

¶Область применения

Реверсивные механизмы используются в:

• прокатных станах (реверсивные станы, в которых слиток прокатывается в обе стороны);
• подъёмно-транспортном оборудовании (лебёдки, краны, лифты);
• металлорежущих станках (реверс хода шпинделя, подач);
• железнодорожном транспорте (электровозы, тепловозы с электрической передачей);
• судовых механизмах;
• горнодобывающем оборудовании (проходческие машины, подъёмники).

¶Преимущества и недостатки

К достоинствам реверсивных механизмов относятся простота конструкции, возможность работы в обоих направлениях и относительно невысокая стоимость. Недостатками являются ударные нагрузки при переключении, износ деталей в зоне реверса и необходимость применения специальных схем управления для плавного изменения направления движения.

¶Литература

• Скворцов И. И. Детали машин. — М.: Машиностроение.
• Решетов Д. Н. Детали машин. — М.: Высшая школа.
• Асташенков П. Т. Детали машин. — М.: Машиностроение.