Быстродействующий возвратный механизм: определение, типы, принцип работы и применение

В этой статье подробно рассмотрим механизм быстрого возврата (Quick Return Motion Mechanism). Начнем!

Что такое механизм быстрого возврата?

Механизм быстрого возврата используется в строгальных и долбельных станках, где вращательное движение преобразуется в возвратно-поступательное, так что ползун движется вперед и назад. При прямом ходе происходит резание, при обратном — холостой ход.

Типы механизмов быстрого возврата

Существует три типа:

1. Механизм Уитворта (Whitworth Quick Return)
2. Коленно-щелевой механизм (Crank and Slotted Link)
3. Гидравлический привод (Hydraulic Drive)

Механизм Уитворта

Вращательное движение преобразуется в колебательное. Используется зубчатое колесо (бычий шестерен) с кривошипом.

Скользящий блок скользит по кривошипу и внутри щели кривошиповой пластины. Шатун соединяет штифт на одном конце и ползун (раму) на другом.

Вал электродвигателя вращает шестерню и зубчатое колесо. Зубчатое колесо вращается вместе с кривошипом, скользящий блок движется по щели кривошиповой пластины.

Этот процесс заставляет ползун двигаться вверх-вниз через шатун.

Коленно-щелевой механизм

Изобретен Уитвортом в 1800-х. Состоит из ползуна, кривошипа, неподвижной тяги, щелевого рычага, шатуна и ползуна (рамы).

Кривошип соединен с ползуном и неподвижной тягой. При вращении кривошипа шатун толкает раму вперед и назад.

Движение преобразуется из вращательного в поступательное.

Для наглядности см. схему.

Механизм широко используется в строгальных и долбельных станках для получения плоских поверхностей.

Обратный ход значительно быстрее прямого в этом механизме.

Гидравлический привод

В гидравлическом приведе поршень реципроцирует внутри гидравлического цилиндра. Поршневой стержень соединяет раму и поршень, поэтому рама движется вместе с поршнем.

На схеме видны два входа на концах цилиндра. Внизу управленческий клапан с четырьмя проходами.

Два входа от цилиндра к клапану, остальные два соединены с баком.

Принцип работы механизма быстрого возврата

На схеме четыре звена: Ползун, Кривошип, Рама, Щелевой рычаг. Связи:

1. Рама и Щелевой рычаг: Вращательная пара
2. Рама и Кривошип: Вращательная пара
3. Кривошип и Ползун: Вращательная пара
4. Ползун и Щелевой рычаг: Подвижная пара

Три вращательные и одна подвижная пара. Это инверсия механизма с одним слайдером-кривошипом. Шатун зафиксирован.

1. Ползун свободно скользит в щелевом рычаге, верхний конец которого соединен с рамой строгального станка через соединительную тягу.
2. Кривошип и щелевой рычаг закреплены на раме в точках А и В соответственно.
3. Через ползун кривошип и щелевой рычаг соединены друг с другом.

При подаче питания кривошип вращается, движение передается ползуну, который движется в щелевом рычаге, заставляя его колебаться.

Рама движется вперед под углом бета (замеряется), на обратном ходе — под углом альфа (тоже замеряется).

На схеме видно, что угол бета больше альфы. Значит, рабочий ход занимает больше времени, чем обратный.

Применение механизма быстрого возврата

Основные области применения:

1. Строгальные станки для выпрямления деталей.
2. Долбельные и пусковой станки.
3. Шнековые прессы, механические актуаторы, ротационные двигатели внутреннего сгорания.

Преимущества механизма быстрого возврата

Преимущества:

1. Процесс автоматизирован.
2. Конструкция не слишком сложна.
3. Выполняет операции резания, выпрямления и строгания.
4. Простой ход сокращен за счет быстрого обратного хода.

Недостатки механизма быстрого возврата

Недостатки:

1. На обратном ходе нет контакта с деталью, резания нет, процесс затягивается.
2. Прямой ход занимает больше времени по сравнению с обратным.
3. Требует больше энергии для операций.
4. Трение в ползуне и поршне.
5. Не может работать непрерывно из-за нагрева поршня и износа.
6. Балансировка соединительных тяг — серьезная проблема.

Заключение

Подробный обзор механизма быстрого возврата.

Надеюсь, статья была интересна. Заполните обратную связь ниже. У нас есть много других статей — изучайте их.