Ha az abszolút megbízhatóságot igénylő hidraulikus rendszerekről van szó, a Bosch Rexroth M-SEW 6 szelepes irányszelepe komoly versenytárs. Ez a szelep megold egy problémát, amelyet a hagyományos orsószelepek egyszerűen nem tudnak kezelni: teljes szivárgásmentes szigetelés nagy nyomás alatt. Ha olyan hidraulikus rendszerekkel dolgozik, ahol még az apró szivárgások is számítanak, ha megérti, mitől más az M-SEW 6, jelentős fejfájástól kímélheti meg az utat.
Mitől más egy szelepszelep
Az M-SEW 6 billenőszelepes irányszelep alapvetően más megközelítést alkalmaz, mint a legtöbb hidraulikus szelep, amellyel találkozhat. A csúszó fémrészek helyett, amelyek szűk tűréshatárokon keresztül tömítéseket hoznak létre, ez a szelep egy edzett golyót vagy kúpot használ, amely fizikailag blokkolja az áramlást azáltal, hogy egy pontosan megmunkált felülethez illeszkedik. Gondoljon úgy, mint egy palack kupakja a tolóajtóval szemben. A palack kupakja lenyomva teljes tömítést hoz létre, míg a tolóajtón mindig van némi rés, bármilyen szoros az illeszkedés is.
Ez a tervezési választás rendkívül fontos a valós alkalmazásokban. A hagyományos orsószelepek bizonyos mértékig belülről mindig szivárognak. Minél szűkebbek a tűréshatárok, annál kevésbé szivárognak, de a szivárgás soha nem megy nullára. Az M-SEW 6 billenőfejes irányszelep teljesen kiküszöböli ezt a problémát az ülés alapú kialakítása révén. Amikor a tartóelem az üléséhez nyomódik, az áramlás teljesen leáll.
Nyomóképességek, amelyek megkülönböztetik
Az M-SEW 6 patkányos irányított szelep akár 630 bar nyomást is képes kezelni, ami nagyjából 9150 psi-t jelent. A legtöbb szabványos D03 méretű szelep maximum 350 bar körüli nyomást jelent. Ez a csaknem megduplázott nyomásérték nem csak egy szám az adatlapon. A szerkezeti integritás iránti alapvető mérnöki elkötelezettséget képviseli, amely a ház vastagságától a szerelési követelményekig mindenre hatással van.
A 630 bar nyomáson történő működés hatalmas erőket hoz létre, amelyek megpróbálják elválasztani a szelepet a rögzítési felületétől. Egy tipikus D03 szelepcsatlakozási terület több mint 4000 font elválasztóerőt tapasztal ezen a nyomáson. Az M-SEW 6 csapos irányított szelep ezt speciális szerelési követelményeken keresztül kezeli, amelyeket pontosan be kell tartani. A rögzítési felületnek 0,01 mm/100 mm-en belüli síkságra van szüksége, és Rz 0,8 felületi érdességnek kell lennie. Az M5x45 10,9-es fokozatú rögzítőcsavarokat pontosan 8,9 Nm nyomatékkal kell meghúzni.
Hogyan működik az M-SEW 6 valójában
Az M-SEW 6 billenőszelepes irányszelep közvetlen mágnesszelep működtetéssel működik. Amikor bekapcsolja a tekercset, az mágneses erőt hoz létre, amely lehúzza a tartóelemet a helyéről, lehetővé téve az áramlást. Feszültségmentesítéskor a visszatérő rugó és a rendszer nyomása visszacsapja a tömlőt az ülésére, és azonnal blokkolja az áramlást. Ez rendkívül gyors kapcsolási időt biztosít az M-SEW 6 billenőszelepes irányszelepnek, különösen záráskor.
A kapcsolási sebességek fontos történetet mesélnek el. Tiszta 24 V-os egyenáramú üzem esetén a szelep 25-40 ezredmásodperc alatt bekapcsol, és mindössze 10-15 ezredmásodperc alatt áramtalanodik. Ez a feszültségmentesítési idő rendkívül gyors az orsószelepekhez képest, ami rendkívül fontos a biztonsági alkalmazásokban. Ha valami elromlik, és azonnal le kell állítania az áramlást, ezek az extra ezredmásodpercek kritikusak lehetnek.
Ha azonban egyenirányítón keresztül váltakozó feszültségen működteti az M-SEW 6 billenőszelepes irányszelepet, a teljesítmény jelentősen megváltozik. A feszültségmentesítési idő 35-55 milliszekundumra nő, mivel az egyenirányító áramkör szűrőkondenzátorokkal rendelkezik, amelyek lelassítják a tekercsben az áram csökkenését. Ez a három-négyszer lassabb reakció bizonyos alkalmazásoknál elfogadható lehet, de a vészleállító rendszerek esetében a közvetlen egyenáramú működés egyértelműen jobb teljesítményt biztosít.
Konfigurációs lehetőségek és mit jelentenek
Az M-SEW 6 billenőszelepes irányszelep többféle funkcionális konfigurációban kapható. A legelterjedtebbek a 3/2-utas változatok U és C szimbólumokkal. Az U szimbólum normálisan nyitott konfigurációt jelöl, ahol a P port az A porthoz csatlakozik, amikor a szelep nincs feszültség alatt. A C szimbólum normál zárt állapotot jelöl, ahol a P-től A-ig blokkolva van, amikor nincs feszültség alatt. Ezekben a 3/2-es konfigurációkban a szelepek valóban ragyognak, mert egyszerű geometriával tökéletes szigetelést tudnak fenntartani.
A szelep 4/2-utas konfigurációkban is kapható D és Y szimbólumokkal, bár ezek valamivel kevésbé gyakoriak. A 4/2-es funkció létrehozása poppet elemekkel mechanikailag bonyolultabb, mert egyszerre több porton is szivárgásmentes szigetelést kell fenntartani. A tervezési kompromisszumok egyre nagyobb kihívást jelentenek, ezért a Rexroth a 3/2-es változatot helyezi előtérbe, ahol az M-SEW 6 billenőszelepes irányszelep maximális megbízhatóságot és nyomásteljesítményt nyújt.
Az áramlási kapacitás max. 25 liter/perc. Ez kevésnek tűnhet néhány orsószelephez képest, de valójában ésszerű egy D03 méretű, közvetlen működtetésű szeleppel. A mágnesszelepnek le kell győznie mind a rugóerőt, mind a nyomóerőt, amely a lökhárítóelemre hat. Az áramlási kapacitás növeléséhez nagyobb lapkafelületre lenne szükség, ami a közvetlen működéshez nem praktikusan nagy mágnesszelepet igényelne.
A rendelési kód szerkezetének magyarázata
Az M-SEW 6 billenőszelepes irányszelep 16 pozíciós rendelési kódot használ, amely minden műszaki részletet megad. Ennek a kódnak a megértése segít abban, hogy pontosan azt a szelepet kapja meg, amelyre szüksége van. A 01-es pozíció a folyadék típusát határozza meg, ami az ásványolaj esetében M. A 02-es pozíció azt jelzi, hogy 2-, 3- vagy 4-utas szelepről van-e szó. A 03-as pozíció SEW, ami megerősíti, hogy ez egy csapos típusú közvetlen működtetésű szelep.
A 04-es pozíció a 6-os méretet erősíti meg, ami megfelel az NG6 vagy D03 szabványnak. A 05-ös pozíció az Ön által választott szimbólum, például U vagy C. A 07-es pozíció a nyomásértéket határozza meg, 420 vagy 630 bar. A 09-es pozíció kezeli a feszültséget, a G24 szabványos 24 V DC. Az olyan opciók, mint a G96 és G110, 110 V vagy 120 V AC feszültségről egyenirányítással történő működést jeleznek.
A 12. pozíció fontossá válik, ha pozíciófigyelésre van szüksége. Az M-SEW 6 billenőszelepes irányszelep felszerelhető induktív érzékelőkkel (QMAG24 vagy QMBG24), amelyek megerősítik a szelep aktuális helyzetét. Ezek a megfigyelési lehetőségek azonban csak a 420 bar-os változatnál működnek. A 630 bar nyomású működéshez szükséges vastagabb ház nem hagy helyet a szabványos szenzorrögzítésnek.
A 13-as pozíció lehetővé teszi fojtószelep- vagy visszacsapószelep-betétek hozzáadását. A B12–B22 jelzésű fojtószelepbetétek különböző mértékben korlátozzák az áramlást. Ha az M-SEW 6 szeleptányéros irányítószelepet maximális nyomáson és áramlási sebességgel működteti, ezek a betétek megakadályozzák a vízcsapást és a kavitációt a kapcsolás során. A 14. pozíció a speciális folyadékokkal való kompatibilitás érdekében szabványos NBR vagy FKM tömítésanyagot határoz meg (V utótaggal jelölve).
Folyadékkompatibilitási szempontok
Az M-SEW 6 szelepes irányszelep a DIN 51524 szabványnak megfelelő szabványos ásványolajokkal működik. Különféle biológiailag lebomló és tűzálló folyadékokat is kezel, beleértve a HEES, HEPG, HETG, HFDR és HFDU típusokat. A tömítés anyagának megválasztása itt kritikussá válik. A szabványos NBR tömítések jól működnek ásványolajjal és -30°C és +80°C között működnek. Ha bizonyos szintetikus észtereket vagy poliglikol folyadékokat használ, meg kell adnia az FKM tömítéseket V utótaggal. Az FKM tömítések hőmérsékleti tartománya valamivel szűkebb, -20°C és +80°C között, de biztosítják a szükséges vegyszerállóságot.
A rossz tömítés kiválasztása gyors károsodást okoz. Az NBR tömítések megduzzadnak és meghibásodnak bizonyos szintetikus folyadékokban, míg az FKM tömítések megkeményedhetnek és megrepedhetnek, ha hőmérsékleti tartományukon kívül használják. Az M-SEW 6 tömítésű irányszelep dokumentációja egyértelműen meghatározza, hogy melyik tömítés milyen folyadékkal működik, és ezen irányelvek szigorú betartása nem kötelező.
Telepítési követelmények, amelyeket nem lehet figyelmen kívül hagyni
Az M-SEW 6 billenőszelepes irányszelep helyes felszerelése meghatározza, hogy a tervezettnek megfelelően működik-e, vagy nyomás alatt szivárog-e. A szelep egy D03/NG6 elosztócsőre vagy allemezre rögzíthető négy M5x45 csavar segítségével. Ezeknek a csavaroknak 10,9 szilárdságúnak kell lenniük, és pontosan 8,9 Nm-re kell meghúzni. Az alulnyomaték lehetővé teszi, hogy a ház nyomás alatt elváljon a rögzítési felülettől. A túlzott meghúzás meggörbítheti a rögzítési felületet, és olyan feszültségkoncentrációkat eredményezhet, amelyek a tömítés meghibásodásához vezetnek.
A csatlakozóknál lévő O-gyűrűk is számítanak. A P port 10x2 mm-es O-gyűrűt, míg az A és B port 9,25x1,78 mm-es O-gyűrűt használ. Ezek nem önkényes méretek. A horonyméretekhez és a várható nyomásterhelésekhez igazodnak. A rossz O-gyűrűk vagy a sérült O-gyűrűk használata garantálja a szivárgást, amely meghiúsítja az M-SEW 6 típusú csapos irányszelep kiválasztásának teljes célját.
A mágnestekercs 4 Nm nyomatékkal meghúzott ellenanyával rögzíthető. Ez kevésbé tűnhet kritikusnak, mint a fő rögzítőcsavarok, de a laza mágnesszelep-rögzítés beállítási problémákat okoz, amelyek növelik a mágneses rést, csökkentik az erőt, és potenciálisan megakadályozzák a billenőfej teljes mozgását. Előfordulhat, hogy a szelep működik, de nem nyílik vagy zár teljesen, ami áramlási korlátozásokat vagy hiányos tömítést okoz.
A tervezésbe beépített karbantartási előnyök
Az M-SEW 6 billenőszelepes irányszelep egyik okos tulajdonsága az eltávolítható és forgatható tekercs kialakítás. A mágnestekercs a nyomástartó hidraulikaház megzavarása nélkül eltávolítható és cserélhető. Ez azt jelenti, hogy az elektromos karbantartást anélkül végezheti el, hogy a teljes hidraulikus rendszert nyomás alá helyezné. A nagynyomású rendszerekben a nyomáscsökkentés és a nyomás visszaállítása időigényes és potenciálisan kockázatos. A meghibásodott tekercs cseréje a hidraulikakör érintése nélkül jelentősen csökkenti az állásidőt.
A tekercs 90 fokkal elfordul, ami segíti a kábelvezetést a szűk elosztótömbökben. Az elektromos csatlakozást úgy irányíthatja, hogy elkerülje a szomszédos alkatrészekkel való interferenciát. Ez a flexibilitás megkönnyíti az M-SEW 6 szeleptányéros irányított szelep integrálhatóságát olyan összetett szerelvényekbe, ahol korlátozott a hely.
The poppet design itself requires less maintenance than spool valves. There are no precisely machined sliding surfaces that gradually wear and increase leakage. A lapát vagy lezár, vagy nem. As long as contamination doesn't damage the seating surfaces, the valve maintains its zero-leak performance essentially indefinitely.
Ahol ennek a szelepnek a legtöbb értelme van
Az M-SEW 6 billenőszelepes irányszelep kiválóan alkalmas azokban az alkalmazásokban, ahol a terhelést huzamosabb ideig elsodródás nélkül kell tartani. A szerszámgépek hidraulikus befogórendszerei tökéletes felhasználási esetet képviselnek. Miután a szorító rácsukódik egy munkadarabra, annak rögzítve kell maradnia nulla nyomásveszteség nélkül a megmunkálás során. Még egy kis szivárgás is lehetővé tenné a bilincs lassú kioldását, ami a munkadarab elmozdulását okozhatja a vágási műveletek során.
Az akkumulátor szigetelés egy másik természetes illeszkedés. Amikor feltölt egy akkumulátort, majd le kell választani az áramkör többi részétől, egy szivárgó leválasztó szelep fokozatosan kivezeti a nyomást az akkumulátorból. Az M-SEW 6 csapos irányszelep ezt a nyomást korlátlanul fenntartja. A biztonsági áramkörök is rendkívül előnyösek. Ha egy biztonsági rendszer feszültségmentes állapotban az áramlás megakadályozásán múlik, az orsószelepen keresztüli belső szivárgás még akkor is lehetővé teheti a nem kívánt mozgást, ha a vezérlőjel ki van kapcsolva.
Azokhoz a tesztelési rendszerekhez, amelyeknek nyomást kell tartaniuk a szivárgás észleléséhez, szivárgásmentes leválasztó szelepekre van szükség. A nagynyomású alakító- és kovácsolóprések olyan nyomáson működnek, ahol az M-SEW 6 630 bar névleges értéke felértékelődik. A tenger alatti hidraulikus rendszereknek nagy nyomással és szigorú megbízhatósági követelményekkel kell szembenézniük, ahol az M-SEW 6 szelepes szelepes szivárgásmentes kialakítása kritikus biztonsági tartalékokat biztosít.
Összehasonlítás a versenyképes opciókkal
A Parker Hannifin D1SE sorozata a D03 mérettartományban a legközelebbi versenytárs az M-SEW 6 billenőszelepes irányszelephez képest. A D1SE akár 350 bar nyomást is képes kezelni, és percenként 20 liter áramlási sebességet biztosít. Hasonló poppet tervezési filozófiát alkalmaz a kúpos ülőelemekkel. A kapcsolási idők lassabbak, körülbelül 50 ms feszültség alá helyezéshez és 60 ms feszültségmentesítéshez egyenáramú működésnél.
A 350 bar és 630 bar közötti nyomáskülönbség eltérő piaci stratégiákat árul el. A Parker a D1SE-t azon alkalmazások szélesebb piacára célozza, amelyek szivárgásmentes szigetelést igényelnek normál ipari nyomáson. A Rexroth a prémium szegmensbe pozícionálja az M-SEW 6-os patakos irányszelepet, ahol az extrém nyomási képesség magasabb költségeket indokol. Azoknak az alkalmazásoknak, amelyeknek valóban szükségük van 630 bar-os teljesítményre, korlátozottak az alternatívái, így a Rexroth erős pozíciót foglal el ezen a résen.
Az M-SEW 6 gyorsabb kapcsolási ideje, különösen a 10-15 ms-os feszültségmentesítési idő, kézzelfogható biztonsági előnyt jelent a vészleállítási forgatókönyveknél. Ez a 45 ms-os különbség az M-SEW 6 és a D1SE között meghatározhatja, hogy a gép leáll-e, mielőtt kárt vagy sérülést okozna. A biztonság szempontjából kritikus alkalmazásoknál a gyorsabb válaszidő nem csak jó tulajdonság, hanem alapvető követelmény.
A kompromisszumok megértése
Az M-SEW 6 irányszelep kiválasztása bizonyos korlátozások elfogadását jelenti. A 25 liter/perc áramlási kapacitás nem elégíti ki a nagy áramlási sebességet igénylő alkalmazásokat. A nyomáskiegyensúlyozatlanság, amely a szelepfej kialakításában rejlik, azt jelenti, hogy a mágnesszelep erősebben dolgozik a szelep kinyitása érdekében a rendszer nyomása ellen. A közvetlen működtetésű szelepek elérik a gyakorlati határokat az M-SEW 6 által elért áramlási és nyomástartományok körül. A lényegesen nagyobb méretekhez kísérleti üzemeltetésre lenne szükség, ami bonyolultabbá és költségesebbé teszi.
A szerelési pontosság követelményei szigorúbbak, mint a tipikus orsószelepeknél. Nem csavarozhatja fel az M-SEW 6 csapos irányszelepet durva megmunkálású felületre, és nem várhatja el, hogy 630 bar nyomáson tömítsen. Az elosztó vagy az allemez megfelelő megmunkálást igényel, hogy megfeleljen a síkossági és felületi előírásoknak. Ez megnöveli a teljes rendszer költségeit, de biztosítja azt a szivárgásmentes teljesítményt, amely indokolja a szelepes szelep kiválasztását.
A 630 bar-os változat helyzetfelügyeleti korlátozása fontos a működésbiztonsági ellenőrzést igénylő alkalmazásokban. Ha a biztonsági elemzés azt állapítja meg, hogy helyzetvisszajelzésre van szüksége a szelep zárásának bizonyításához, el kell fogadnia a 420 bar nyomáshatárt. Ez egy alapvető mérnöki kompromisszum, ahol a Rexroth úgy döntött, hogy nem veszélyezteti a 630 bar nyomáshoz szükséges szerkezeti integritást az érzékelők elhelyezése érdekében.
Alkalmazásának megfelelő választás
Ha az alkalmazás feltétlenül nulla belső szivárgást igényel, akkor az M-SEW 6 csapos irányszelep szerepel a szűkített listán. Ha 400 bar felett kell tartania a nyomást, lehetőségei jelentősen szűkülnek, és az M-SEW 6 a kevés életképes választás egyikévé válik a D03 méretben. Ha a gyors feszültségmentesítési reakció fontos a biztonság szempontjából, a 10-15 ms-os kapcsolási idő valódi előnyöket biztosít. Ha biológiailag lebomló vagy tűzálló folyadékokkal dolgozik, az FKM tömítés opció olyan kompatibilitást biztosít, amelyet néhány versenyképes szelep nem kínál.
Ellenkező esetben, ha nagy, 30 liter/perc feletti áramlási sebességre van szüksége, az M-SEW 6 csapos irányszelep nem fog működni. Ha az alkalmazás gyakori, maximális térfogatáram és nyomás melletti ciklusokkal jár, gondosan mérlegelnie kell, hogy a szelep a teljesítmény határain belül marad-e, vagy szükség van-e fojtószelep-betétekre a feltételek kezeléséhez. Ha 4/2-es funkcionalitásra van szüksége összetett kapcsolási követelmények mellett, az orsószelep valójában egyszerűbb lehet a szivárgási jellemzői ellenére.
A teljes birtoklási költség számítása az M-SEW 6-os csapos irányszelepet részesíti előnyben olyan alkalmazásokban, ahol az állásidő drága. A hosszú élettartam, a minimális kopás és az egyszerű tekercscsere csökkenti a karbantartási költségeket és a rendszerleállást. A kezdeti vételár magasabb, mint a normál orsószelepeknél, de kritikus alkalmazásokban, ahol a megbízhatóság számít, ez a prémium költség gyorsan amortizálódik.
Műszaki dokumentáció és támogatás
A Bosch Rexroth átfogó műszaki dokumentációt biztosít az M-SEW 6 csapos irányított szelephez, beleértve a CAD modelleket többféle formátumban, teljes méretrajzokat és részletes teljesítménygörbéket. A dokumentáció egyértelműen meghatározza az összes telepítési követelményt, az O-gyűrű specifikációit, a nyomatékértékeket és a folyadékkompatibilitási információkat. Ezen előírások pontos betartása elengedhetetlen a névleges teljesítmény eléréséhez.
A szelep megfelel az ISO 4401-03-02-0-05 és a DIN 24340 Form A szerelési szabványoknak, biztosítva a kompatibilitást az ipari szabvány elosztóival és allemezeivel. Ez a szabványosítás csökkenti az integráció kockázatát, és az M-SEW 6 szelepes szelepet egyszerűen helyettesíti más D03 szelepekkel, amikor a rendszert a jobb szivárgási teljesítmény érdekében frissítik.
Végső megfontolások
A Bosch Rexroth M-SEW 6 csapos irányszelep speciális megoldást jelent az igényes alkalmazásokhoz. Nem próbál minden alkalmazáshoz mindenre vonatkozni. Ehelyett egy feladat kivételesen jó elvégzésére összpontosít: szivárgásmentes szigetelést biztosít 630 bar nyomásig szabványos D03-as csomagban. A tervezés, amely ezt lehetővé teszi, a részletekre való odafigyelést követeli meg a telepítés és az alkalmazás során, de olyan teljesítményt nyújt, amelyet a hagyományos orsószelepek egyszerűen nem tudnak felmutatni.
A tehermegtartó áramkörökön, biztonsági rendszereken vagy nagynyomású alkalmazásokon dolgozó mérnökök számára az M-SEW 6 billenőszelepes irányszelep kínálatának ismerete segít a tájékozott alkatrészek kiválasztásában. A szelep képességei megfelelnek a speciális követelményeknek, ahol az erőssége a legfontosabb. A megfelelő alkalmazáshoz való kiválasztása megbízható, szivárgásmentes teljesítményt biztosít, amely igazolja a prémium piaci pozíciót.
