Реверсивное устройство¶

Реверсивное устройство — механизм, предназначенный для изменения направления движения выходного звена при неизменном направлении вращения входного вала. Реверсивные устройства широко применяются в машиностроении, металлообработке, транспортной технике и приборостроении для обеспечения движения рабочего органа (суппорта, стола, каретки, барабана) в двух противоположных направлениях без реверса самого электродвигателя.

¶Назначение и принцип действия

Основная функция реверсивного устройства — изменение знака (направления) передаваемого движения или усилия. Необходимость в реверсе возникает, когда требуется возвратно-поступательное движение рабочего органа (например, в строгальных станках) либо реверсирование хода транспортного средства без изменения направления вращения первичного двигателя.

Принцип действия большинства реверсивных устройств основан на введении в кинематическую цепь дополнительной (паразитной) шестерни, изменяющей направление вращения, либо на использовании фрикционных муфт, кулачковых механизмов или планетарных передач.

¶Классификация

По конструктивному исполнению реверсивные устройства делятся на несколько основных типов:

• Зубчатые реверсивные механизмы — используют систему шестерён с паразитной промежуточной шестернёй. Применяются в коробках передач металлорежущих станков, лебёдках и приводах подач.
• Фрикционные реверсивные муфты — обеспечивают плавное изменение направления движения за счёт сцепления ведущего и ведомого элементов. Используются в автомобильных трансмиссиях, прессах и прокатных станах.
• Кулачковые и храповые механизмы — преобразуют вращательное движение в возвратно-поступательное с возможностью изменения хода. Характерны для строгальных и долбёжных станков.
• Планетарные реверсивные передачи — компактные устройства, позволяющие реверсировать движение при минимальных габаритах. Применяются в робототехнике и манипуляторах.
• Гидравлические и пневматические реверсивные устройства — изменяют направление движения рабочего органа путём переключения потока жидкости или воздуха. Распространены в гидроприводах экскаваторов, кранов и станков.

¶Устройство и основные элементы

Типичное зубчатое реверсивное устройство состоит из следующих компонентов:

• входной вал, получающий вращение от двигателя;
• выходной вал, соединённый с рабочим органом;
• блок шестерён, включающий ведущую, ведомую и паразитную шестерни;
• механизм переключения (рычажный, электромагнитный или гидравлический);
• корпус с подшипниковыми опорами.

Переключение направления осуществляется перемещением блока шестерён вдоль вала или включением соответствующей муфты. В более сложных конструкциях применяются многодисковые фрикционные муфты, управляемые электромагнитами или гидроцилиндрами.

¶Применение

Реверсивные устройства находят применение в различных отраслях техники:

• Металлорежущие станки — реверс подачи суппорта в токарных, строгальных и шлифовальных станках.
• Транспортные средства — реверсивные механизмы в коробках передач тракторов, тепловозов и судовых установках.
• Подъёмно-транспортное оборудование — лебёдки, тали, крановые механизмы поворота и подъёма.
• Полиграфическое и текстильное оборудование — реверс движения бумажного полотна или тканевого настила.
• Сельскохозяйственные машины — реверсирование рабочих органов в комбайнах и сеялках.

¶Преимущества и недостатки

К преимуществам реверсивных устройств относятся:

• возможность реверса без изменения направления вращения двигателя, что упрощает систему управления;
• высокая надёжность и долговечность зубчатых механизмов;
• компактность планетарных конструкций;
• плавность работы фрикционных муфт.

Недостатками являются:

• дополнительные потери мощности на трение в муфтах и шестернях;
• усложнение кинематической схемы и увеличение габаритов;
• необходимость в обслуживании и регулировке механизмов переключения.

¶Интересные факты

• В первых токарных станках реверс осуществлялся вручную путём перестановки ремня на шкивах разного диаметра.
• В современных станках с числовым программным управлением реверс часто реализуется программно через изменение направления вращения серводвигателя, однако реверсивные устройства сохраняются в механических приводах подач.
• В судостроении для реверса гребного винта используются реверсивные муфты, позволяющие изменять направление вращения винта без остановки главного двигателя.

¶Источники

• Анурьев В. И. «Справочник конструктора-машиностроителя» — М.: Машиностроение, 2001.
• Детали машин и основы конструирования / Под ред. М. Н. Иванова — М.: Высшая школа, 1991.
• Металлорежущие станки / Под ред. В. К. Тепинкичиева — М.: Машиностроение, 1973.