A Bosch Rexroth 4WE 6 D irányszabályozó szelep a modern hidraulikus rendszerek alapvető eleme. Ez a szelep elektromosan vezérelt irányváltóként működik, amely megmondja a hidraulikafolyadéknak, hogy merre kell menni és mikor kell mozogni. Szabványos NG6 méretű szelepként a világ különböző részein működő rendszerekbe illeszkedik a nemzetközi szabványoknak köszönhetően, amelyek a különböző márkák együttműködését teszik lehetővé. Azok a mérnökök, akiknek össze kell hasonlítaniuk a szállítókat, ellenőrizniük kell az árakat vagy meg kell érteniük a műszaki részleteket, azt találják, hogy ez a szelep megbízhatóságot és rugalmasságot kínál a közepes és nagy nyomású alkalmazásokhoz.
Az alapvető funkciók és tervezés megértése
A 4WE 6 D szelep vezérli a hidraulikafolyadékot négy fő P, A, B és T jelzésű port között. A P port a szivattyúhoz csatlakozik, az A és B csatlakozó a működtetőkhöz, például hengerekhez, a T port pedig a folyadékot a tartályba viszi vissza. A szelep elektromos kapcsolóként működik, de elektromosság helyett hidraulikaolajat használ. Bekapcsoláskor a folyadék egy irányba áramlik. Amikor kikapcsolja, az áramlás vagy leáll, vagy megfordul a szelep kialakításától függően.
A szelep belsejében egy fémorsó található, amely előre-hátra csúszik egy pontosan megmunkált furatban. A mágnesszelepnek nevezett elektromágnes megnyomja ezt az orsót, amikor elektromosság áramlik át a tekercsen. A 4WE 6 D a mérnökök által "nedves armatúrának" nevezett kialakítást alkalmazza, ami azt jelenti, hogy a mágnesszelep dugattyú közvetlenül a hidraulikaolajban helyezkedik el. Ez furcsán hangozhat, de valójában meghosszabbítja a szelep élettartamát, mivel nincsenek gumitömítések, amelyek elkopnának a mozgó alkatrészek körül. Az olaj segít lehűteni a mágnesszelepet és csökkenti a zajt működés közben.
Amikor a mágnesszelep kikapcsol, egy visszatérő rugó visszanyomja az orsót a kiindulási helyzetébe. Ez a rugó-visszatérítéses kialakítás biztonsági funkciót nyújt, mivel a szelep automatikusan visszatér ismert helyzetébe, ha az elektromos áram megszakad. A rugóból származó erőnek le kell győznie mind a mozgó részek súrlódását, mind a visszatérő vezetékben lévő nyomást, ami később fontossá válik, amikor a rendszer tervezési határait tárgyaljuk.
A szeleptest megfelel a nemzetközi szerelési szabványoknak, beleértve az ISO 4401-03, a CETOP 3 és a DIN 24340 Form A szabványokat. Ezek a szabványok határozzák meg a rögzítési furatok és a csatlakozók csatlakozásainak pontos helyét. Ez a szabványosítás azt jelenti, hogy a Rexroth 4WE 6 D fizikailag ki tudja cserélni a Parker, Eaton vagy más gyártók hasonló szelepeit a szerelőlemez áttervezése nélkül. A beszerzési menedzserek számára ez a felcserélhetőség az ellátási lánc rugalmasságát teremti meg, mivel hiány vagy ártárgyalások során több szállító is tud kompatibilis alkatrészeket biztosítani.
Nyomásértékek és áramlási kapacitás
A Rexroth 4WE 6 D irányított szabályozószelep komoly üzemi nyomásokat kezel. A P, A és B fő portok akár 350 bar nyomáson is működhetnek, bár a legtöbb műszaki dokumentum a szabványos maximumot 315 bar-on sorolja fel. A 315 bar négyzethüvelykenként körülbelül 4570 fontnak felel meg, ami nagyjából egy kis autó súlyának felel meg, amely egy postai bélyeg méretű területet nyom.
Az áramlási kapacitás attól függ, hogy DC vagy AC mágnesszelepet választ. Az egyenáramú változatok akár 80 liter/perc, míg a váltakozó áramú változatok jellemzően 60 liter/perc sebességgel bírnak. A különbség az elektromágnes kialakításából és az orsó mozgatásának sebességéből adódik. Referenciaként: percenként 80 literrel körülbelül két perc alatt megtölthet egy kádat.
Van azonban egy kritikus nyomáshatár, amely sok tervezőt meglep. A T nyílás, amely visszavezeti az olajat a tartályba, nem haladhatja meg a 160 bar nyomást. Ez a korlátozás azért áll fenn, mert a visszatérő rugónak és a mágnesszelep erőnek megbízhatóan le kell győznie a visszatérő vezetékből visszanyomó nyomást. Ha a visszatérő vezeték nyomása túl magas, az orsó rezeghet, nem tud megfelelően elmozdulni, vagy akár el is mozdulhat, amikor mozdulatlanul kellene maradnia. Azok a rendszerek, amelyek több szelep között osztják meg a visszatérő elosztót, vagy hosszú visszatérő vezetékeket használnak korlátozásokkal, gondos számítást igényelnek, hogy a T-nyílás nyomása a határokon belül maradjon.
A nyomásesés és az áramlás közötti kapcsolat előre látható mintát követ. 80 liter/perc maximális áramlásnál a szelep általában körülbelül 2,5 bar nyomásveszteséget hoz létre. Ez az energia hővé alakul, amit a hidraulikaolajnak el kell vinnie. A névleges áramlás vagy nyomás feletti állandó működéshez további hűtőteljesítményre van szükség, és speciális fojtószelep-alkatrészekre lehet szükség a szelep elfogadható reakciójának fenntartásához.
Azoknak a mérnököknek, akik a 4WE 6 D-t választják az új konstrukciókhoz, meg kell győződniük arról, hogy a rendszer visszatérő vezetékének nyomása jóval a 160 bar-os határ alatt marad, megfelelő biztonsági tartalék mellett. Egy jó hüvelykujjszabály legalább 20-30 bar párnát hagy a nyomáscsúcsok kezelésére gyors szelepváltáskor vagy több szelep egyidejű kapcsolásakor.
Spool konfigurációk és működési változatok
A szelep adattábláján található betű- és számjelek pontosan leírják, hogy a folyadék hogyan áramlik át a különböző pozíciókon. A "D" a 4WE 6 D-ben egy adott orsókialakítást jelöl, jellemzően egy rugóközpontú négyirányú konfigurációt. Középső helyzetben ez az orsó blokkolja a P-t T-hez és az A-t a B-hez. Ha feszültség alatt van, összeköti P-t A-val, B-t pedig T-vel, ami egy hengert nyújtana. Feszültségmentesítve a rugó visszahelyezi az orsót a középpontba, és a henger leáll.
A Rexroth a D típuson kívül számos különböző orsószimbólumot kínál. Néhányan az összes portot a tartályhoz csatlakoztatják középső helyzetben a szabadon lebegő működtetőkhöz. Mások blokkolják az összes portot a terhelés megtartásához. A választás attól függ, hogy mit kell tennie a gépnek, amikor a szelep üres állásban van. Előfordulhat, hogy egy présnek szüksége van egy tehertartó központra, míg az anyagmozgató rendszernek előnyös lehet egy úszó központ, amely lehetővé teszi a működtetők szabad mozgását a beállítás során.
A szelepház tartalmaz egy kézi felülírási mechanizmust, amelyet általában egy kis gombbal vagy gombbal jelölnek. Indításkor vagy vészhelyzetekben a technikusok megnyomhatják ezt a felülírást, hogy elektromos áram nélkül mechanikusan elmozdítsák az orsót. Ez a funkció elengedhetetlennek bizonyul új rendszerek üzembe helyezésekor vagy hibaelhárításkor, mivel az elektromos vezérléstől függetlenül ellenőrizheti a mechanikai működést.
Néhány 4WE 6 D modell tartalmaz egy „OF” utótagot, amely a retesz kialakítását jelzi. Ezekben a változatokban nincs visszatérő rugó, hanem mechanikus golyókat vagy csapokat használnak, amelyek rögzítik az orsót abban a pozícióban, ahol legutóbb parancsot adtak neki. Egy rövid elektromos impulzus elmozdítja az orsót, majd a retesz tartja ott folyamatos áramellátás nélkül. Ez a kialakítás energiát takarít meg és csökkenti a hőt, de különös figyelmet igényel a visszatérő vezeték nyomásának stabilitása, mivel nincs rugóerő, amely segítené az orsót a helyén tartani.
Azoknál az alkalmazásoknál, ahol a gyors szelepváltás nyomáslökéseket okoz, a lágy kapcsolású változatok pontosan formázott hornyokat és nyílásokat használnak az orsóba. Ezek a funkciók fokozatosan nyitják és zárják az áramlási utakat, ahelyett, hogy azonnal kattannának a pozíciók között. Az eredmény csökkenti a vízkalapács hatását, amely idővel károsíthatja a csöveket és a szerelvényeket. A normál válaszidő 10-20 milliszekundum a mágnesszelep típusától és a rendszernyomástól függően.
Elektromos előírások és környezetvédelmi korlátok
A 4WE 6 D irányszabályozó szelep mágnestekercsei folyamatos üzemre készültek, ami azt jelenti, hogy túlmelegedés nélkül korlátlan ideig feszültség alatt maradhatnak. Névleges feszültségen a tekercs hőmérséklet-emelkedése 30 Kelvin fok alatt marad, és a várható élettartam meghaladja a 10 millió kapcsolási ciklust. Ez a tartósság teszi a szelepet alkalmassá a nagy ciklusú automatizáláshoz, ahol a szelepek másodpercenként többször válthatnak hosszabb ideig.
A rendelkezésre álló feszültségek közé tartozik a 12, 24, 96 és 205 voltos egyenáram, valamint a 110 és 230 voltos AC opciók. A tekercsek tolerálják a névleges feszültség plusz-mínusz 10 százalékos ingadozását, ami segít a szelep megbízható működésében még akkor is, ha a tápegységek ingadoznak. Az elektromos csatlakozás a hárompólusú csatlakozókra vonatkozó EN 175301-803 szabvány szerint történik. Megfelelő párosítás esetén a csatlakozók elérik az IP65 védelmi besorolást, ami azt jelenti, hogy minden irányból ellenállnak a pornak és a vízsugárnak.
Az egyik praktikus tulajdonság, amelyet a karbantartó technikusok nagyra értékelnek, az eltávolítható, forgatható tekercs. Kihúzhatja az elektromos csatlakozót, eltávolíthatja a mágnestekercset, elforgathatja 360 fokkal tetszőleges pozícióba, amely megkönnyíti a vezetékezést, és visszaszerelheti anélkül, hogy a hidraulikus áramkörbe törne. Ez a rugalmasság leegyszerűsíti a szűk helyeken történő telepítést, és lehetővé teszi a vezetékek optimalizálását a szelepek rendszerbe történő rögzítése után.
A normál tömítések működési hőmérsékleti tartománya negatív 30 és pozitív 80 Celsius fok között mozog. Maga a hidraulikafolyadék viszkozitását 10 és 500 négyzetmilliméter/másodperc között kell tartania, bár az optimális teljesítmény 25 körüli érték. A szelep tömege körülbelül 1,46 kilogramm, elég könnyű ahhoz, hogy könnyen kezelhető legyen a telepítés során, de elég nehéz ahhoz, hogy tartalmasnak és jól elkészítettnek érezze magát.
Fontos biztonsági szempont a folyadék gyulladási hőmérséklete. A mágnesszelep legmelegebb felülete folyamatos működés közben elérheti a 150 Celsius-fokot. A hidraulikaolajnak ennél legalább 50 fokkal magasabb gyulladási hőmérsékletűnek kell lennie, ami minimum 200 Celsius fokos gyulladási pontot jelent. A legtöbb ásványi hidraulikaolaj könnyen teljesíti ezt a követelményt, de a szintetikus folyadékokat vagy a szokatlan összetételeket használat előtt ellenőrizni kell.
Hidraulikafolyadék-követelmények és rendszervédelem
A Rexroth 4WE 6 D irányszabályozó szelep hosszú távú megbízhatósága nagymértékben függ a hidraulikafolyadék minőségétől. A csúszó orsó és a szeleptest furata közötti pontos hézagok mindössze néhány mikrométert tesznek ki. Az e hézagoknál nagyobb szennyeződés részecskék gyors kopást és esetleges meghibásodást okoznak két különböző mechanizmuson keresztül.
Először is, a részecskék beszorulnak az orsó és a furat közé, ami a technikusok által "ragadást" okoz. Az orsó a helyén ragad, és parancsra nem hajlandó elmozdulni. Ez eleinte időszakosnak tűnhet, mivel a részecskék átmenetileg beékelődnek, majd szabadulnak, de a probléma elkerülhetetlenül súlyosbodik, ahogy egyre több részecske halmozódik fel. Másodszor, a részecskék őrlőpasztaként működnek, amely fokozatosan koptatja a precíziós felületeket. Ahogy a hézagok nyílnak, a belső szivárgás nő. Ez a szivárgás nemcsak a szivattyú teljesítményét pazarolja, hanem hőt termel, amely lerontja az olajat, és felgyorsítja a tömítések kopását az egész rendszerben.
A Rexroth a maximális szennyezettségi szintet az ISO 4406 osztály 20/18/15 szerint határozza meg. Ez a besorolás legfeljebb 5000 4 mikronnál nagyobb részecskét jelent olajban milliliterenként, legfeljebb 1300 6 mikronnál nagyobb részecskét és legfeljebb 320 14 mikronnál nagyobb részecskét. Ennek a tisztaságnak az eléréséhez hatékony szűrés szükséges, legalább 75 béta-aránnyal 25 mikronnál.
Gyakorlatilag a szűrőrendszer gyakran többe kerül a szelep élettartama alatt, mint maga a szelep. A szűrőelemeket rendszeresen cserélni kell, és az olajelemzési tesztek megerősítik, hogy a szennyeződés a határokon belül marad. A szűrés filléres becsípődése költséges szelepcseréket és váratlan leállásokat eredményez. Az új rendszereket tervező mérnököknek jó minőségű szűrőket kell készíteniük, és a szűrőkarbantartást kritikus, nem pedig opcionális feladatként kell tervezniük.
A standard folyadék a DIN 51524 1., 2. és 3. részének megfelelő ásványi hidraulikaolaj. A szelep bizonyos szintetikus folyadékokkal és víz-glikol keverékekkel is működik, ha megfelelő tömítési anyagokat ad meg. A szabványos nitril gumi tömítések jól működnek kőolajjal, de a magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz fluoroelasztomer tömítésekre van szükség, a vízbázisú folyadékokhoz pedig speciális, MH vagy MT jelzésű vegyületekre van szükség.
Pilot szelep szerepe és szivárgási jellemzői
A 4WE 6 D szelep gyakran kísérleti fokozatként szolgál nagyobb irányszelepek vezérléséhez. Ebben az alkalmazásban a kis 4WE 6 D olyan előnyomást vált, amely egy sokkal nagyobb orsót mozgat a fő szakasz szelepében. A főszelep akár 600 litert is képes kezelni percenként, ami jóval meghaladja a 4WE 6 D közvetlen kapacitását, de a 4WE 6 D megbízható kapcsolását használja a vezérlési döntések meghozatalához.
Ha vezérlőszelepként használják, a 4WE 6 D teljesítménye közvetlenül befolyásolja a teljes nagy áramlású rendszer biztonságát és reagálását. Bármilyen instabilitás a vezérlőszelep T portjában vagy túlzott belső szivárgás a vezérlőszelepben, hibákat okoz a fő színpad pozicionálásában. Ez a folyadék tisztaságát és a T-nyílás nyomásstabilitását még kritikusabbá teszi a pilótaszelepes alkalmazásokban. A kis vezérlőszelep lényegében az agyvé válik, amely egy sokkal erősebb testet irányít, ezért az agy egészségének megőrzése fokozott figyelmet igényel.
Valamennyi orsó típusú szelepnek van némi belső szivárgása a tervezésnél. Az orsó és a furat közötti hézagnak lehetővé kell tennie a zökkenőmentes mozgást, ami azt jelenti, hogy nem tud tökéletesen tömíteni, mint egy szelepszelep. Az új szelepek nagyon kevéssé szivárognak, jellemzően kevesebb, mint 0,5 liter/perc teljes nyomáson. Ahogy a szelep gyűjti az üzemórákat és a kopás növeli a hézagokat, a szivárgás fokozatosan növekszik. Ez normális és várható.
A rendszertervezőknek figyelembe kell venniük ezt a belső szivárgást, különösen terhelést hordozó alkalmazásoknál. A 4WE 6D-t használó henger a pozíció megtartásához lassan elsodródik, ahogy az olaj a szelepen keresztül szivárog. A statikus tartáshoz szükségessé válik egy pilóta működtetésű visszacsapó szelep hozzáadása vagy tehertartó orsó kialakítása. A szivárgási arány időbeli nyomon követése korai figyelmeztetést is ad a kopásra. Ha a szivárgás meghaladja a gyártó által meghatározott határértékeket, a szelep teljes meghibásodása előtti cseréje megakadályozza a váratlan meghibásodásokat.
A versenyképes opciók és a kereszthivatkozási stratégia összehasonlítása
Az NG6 szabványosítás azt jelenti, hogy több nagy gyártó cserélhető alternatívákat kínál a Rexroth 4WE 6 D irányszabályozó szelephez. A versenyképes lehetőségek megértése segíti a vevőket abban, hogy jobb árakat alkudjanak ki, és fenntartsák az ellátási lánc rugalmasságát.
A Parker Hannifin a D1VW sorozatot gyártja, amely közvetlenül versenyez a 4WE 6 D-vel. Ezek a szelepek ugyanazoknak az NFPA D03 és CETOP 3 szerelési szabványoknak felelnek meg, hasonló nyomásértékekkel, körülbelül 345 bar-nal és 80 liter/perc áramlási kapacitással. A Parker a precíziós gyártásra és az energiahatékonyságra helyezi a hangsúlyt, számos elektromos változatot kínál, beleértve a váltakozó áramú egyenirányított tekercseket és a lágy kapcsolású orsót.
Az Eaton Vickers a DG4V-3 sorozatot gyártja, amely robusztus konstrukciójáról ismert, és nagy igénybevételre is alkalmas. A kereszthivatkozási táblázatok megerősítik, hogy az egyes Rexroth modellek, mint például az OF reteszeléssel rendelkező 4WE 6 D közvetlen Vickers megfelelőkkel rendelkeznek, mint például a DG4V-3-2N. A Vickers márka jó hírnevet szerzett a nagynyomású rendszerekben, bár az árak gyakran valamivel magasabbak, mint a többi opció.
A kereszthivatkozás kritikus részlete a T port nyomásértékei. Míg a fő üzemi nyomási képességek változatlanok maradnak a márkák között, a visszatérési port határai jelentősen eltérnek. A szabványos Rexroth 4WE 6 D 160 bar nyomást tesz lehetővé a T porton. A váltóáramú mágnesszelepekkel ellátott Parker D1VW csak 103 bar visszatérő nyomást tesz lehetővé, de az egyenáramú vagy váltóáramú egyenirányított változatok ezt 207 bar-ra növelik. Ha a rendszer kialakítása megközelíti a 160 bar-os visszatérő nyomást, egy szabványos Parker AC szelep cseréje meghibásodást okozhat az elégtelen visszatérő nyomás miatt.
Ez a variáció rávilágít arra, hogy a vásárlók miért nem feltételezhetik egyszerűen a mechanikai felcserélhetőséget a funkcionális egyenértékűséggel. A helyettesítő jóváhagyása előtt a teljes specifikációnak meg kell egyeznie, beleértve az elektromos típust és az összes nyomásértéket. A beszerzési részlegeknek ellenőrzött kereszthivatkozási listát kell vezetniük, amely nemcsak a cikkszámokat tartalmazza, hanem megerősíti, hogy a kritikus paraméterek megfelelnek az alkalmazás követelményeinek.
A szabványosítási előny túlmutat a sürgősségi helyettesítéseken. A tervezési szakaszban a mérnökök megadhatják a "Rexroth 4WE 6 D vagy jóváhagyott egyenértékű" típust, majd több beszállítóval is kapcsolatot tarthatnak fenn. Ez a verseny ésszerű áron tartja az árakat, és biztosítja, hogy az alkatrészek továbbra is elérhetők maradjanak, még akkor is, ha az egyik gyártó az ellátási lánc késéseivel szembesül. A kulcs az, hogy előzetesen házi feladatot kell végezni annak ellenőrzésére, hogy mi minősül valóban egyenértékűnek, nem pedig a telepítés utáni összeférhetetlenség felfedezése.
Továbblépés a be-kikapcsoláson: Mikor érdemes megfontolni az arányos szabályozást
A Rexroth 4WE 6 D irányszabályozó szelep csak bináris működést kínál. Teljesen be- vagy kikapcsol, közben nincs semmi. Ez tökéletesen működik számos alkalmazásnál, mint például a befogás, az alkatrész kilökése vagy az egyszerű kihúzási-visszahúzási ciklusok. A modern automatizálás azonban egyre inkább olyan változó fordulatszámot, egyenletes gyorsulást és precíz helyzetszabályozást követel meg, amelyet a be-ki szelepek egyszerűen nem tudnak biztosítani.
Az arányos szelepek, mint például a Rexroth 4WRPEH sorozat, kitöltik ezt a rést azáltal, hogy folyamatosan változtatják az áramlást az elektromos bemeneti jel arányában. A be- vagy kikapcsolás helyett a szelep 25 százalékos áramlásra, 63 százalék áramlásra vagy bármilyen más értékre utasítható. Ez lehetővé teszi a hengersebesség szabályozását a löket során, a lágy indítást és a leállítást a lökésterhelés csökkentése érdekében, és egyenletes mozgást biztosít többtengelyes rendszerekben.
A 4WRPEH sorozat ugyanazt az NG6 méretet és rögzítési mintát tartja fenn, mint a 4WE 6 D, így közvetlen mechanikai frissítési útvonal. Az áramlási kapacitás modelltől függően 4-40 liter/perc. A szelep fedélzeti elektronikát tartalmaz, amely feldolgozza a vezérlőjeleket, visszajelzést ad a helyzetről, és kifinomult vezérlőalgoritmusokat valósít meg. Ez az integrált elektronikus kialakítás éles ellentétben áll a 4WE 6 D egyszerű elektromágneses kapcsolásával.
A pozíció-visszajelzés lehetővé teszi a vezérlőrendszer számára, hogy ellenőrizze, hogy az orsó valóban a parancsolt pozícióba került-e. Ez a zárt hurkú vezérlés a milliméter töredékein belüli pontosságot éri el, lehetővé téve olyan alkalmazások használatát, mint például a szervoprések, amelyek precíz erőszabályozást igényelnek, vagy a sima kontúrozást igénylő szerszámgépek. Az elektromos visszacsatoló jel diagnosztikai felügyeletet is lehetővé tesz a kopás vagy meghibásodás észlelése érdekében, mielőtt a teljes meghibásodás bekövetkezne.
A modern proporcionális szelepek olyan digitális kommunikációs interfészeket tartalmaznak, mint az IO-Link, amelyek összekötik őket az Ipar 4.0 gyártási környezetekkel. A szelep intelligens érzékelővé válik, amely valós idejű teljesítményadatokat, karbantartási előrejelzéseket és konfigurációs paramétereket biztosít. Ez generációs ugrást jelent a 4WE 6 D irányszabályozó szelep alapvető elektromos csatlakozásához képest.
Mikor érdemes az arányosságot választani a ki-be vezérlés helyett? Ha az alkalmazás ezen követelmények bármelyikével jár, az arányos szabályozás komoly megfontolást érdemel: változtatható fordulatszámú működés, egyenletes gyorsítás és lassítás, nyomásemelkedés a finom alkatrészkontaktus érdekében, pozíciótartás mechanikus reteszelés nélkül, vagy programozható mozgásvezérlőkbe való integráció. Másrészt, ha egyszerűen megbízható irányváltásra van szüksége, és az áramlási térfogat állandó marad működés közben, az egyszerűbb és olcsóbb 4WE 6 D továbbra is a jobb választás.
Sok gépgyártó be-kikapcsoló szelepekkel kezdi, majd később az arányos szabályozást utólag szereli be, ahogy a vásárlói igények változnak. A mechanikai kompatibilitás viszonylag egyszerűvé teszi ezt a frissítést, bár az elektromos integráció és a rendszer hangolása további mérnöki erőfeszítést igényel. Az esetleges jövőbeni korszerűsítés megtervezése megfelelő elektromos infrastruktúrával és vezérlőrendszer-kapacitással történő tervezéssel pénzt takarít meg a későbbi teljes újratervezéshez képest.
Vásárlási szempontok és az ellátási lánc valósága
A Rexroth 4WE 6 D irányszabályozó szelep valós árai jelentősen eltérnek az adott modelltől, szállítótól és piaci körülményektől függően. Az új szelepek általában 350 és 730 USD között mozognak a konfigurációtól és a mennyiségtől függően. Tíz vagy több egység rendelése esetén mennyiségi engedmények érvényesek, egyes forgalmazók többszintű árazást kínálnak, amely nagyobb mennyiség esetén 15-25 százalékkal csökkenti az egységenkénti költséget.
Az olyan online piacterek, mint az eBay, mind az új, mind a használt szelepeket listázzák különböző árpontokon. Míg a használt szelepek vonzónak tűnhetnek a költségmegtakarítás szempontjából, a történelem és a belső állapot ismeretlen. Mivel a belső szivárgás a kopással növekszik, és a méréshez áramlásmérő berendezésre van szükség, a használt szelepek jelentős kockázatot hordoznak magukban, kivéve, ha az eladó hitelesített vizsgálati eredményeket nyújt be. A kritikus alkalmazásoknál a szerény megtakarítások ritkán indokolják a megbízhatóság bizonytalanságát.
Az olyan felhatalmazott forgalmazók, mint a [BuyRexroth.com](http://buyrexroth.com/), készletet tartanak az általános konfigurációkból, a szabványos modellek esetében átlagosan 28 munkanapos szállítási határidővel. Ez nagyjából hat hetet jelent, ami hosszúnak tűnik egy ilyen szabványos alkatrésznél, de tükrözi a folyamatos globális ellátási lánc nyomást, amely az egész ipari automatizálási szektort érinti. A ritkábban elterjedt szelepkonfigurációk vagy speciális opciók, mint például a korrózióálló bevonatok, akár 12 hétre is meghosszabbíthatják az átfutási időt.
Ezek az átfutási idők valódi tervezési kihívásokat jelentenek a berendezésgyártók és a karbantartó részlegek számára. A szelepek megrendelése a gép tervezésének befejezése után az egész projekt késleltetését okozhatja, ha a szállítás a vártnál tovább tart. Hasonlóképpen, a karbantartási műveleteknél a kritikus tartalék alkatrészeket kell raktározni, ahelyett, hogy meghibásodások esetén a sürgősségi parancsokra várnának. A készletek pénzügyi szállítási költségét egyensúlyba kell hozni a termelési leállások sokkal magasabb költségével, miközben az alkatrészekre várnak.
A nemzetközi szállítmányozás további összetettséget jelent. A hidraulikus szelepek speciális kiviteli korlátozások nélkül szabványos ipari cikknek minősülnek, de a szállítási költségek és a vámkezelési idő célállomásonként jelentősen eltérnek. A regionális forgalmazóktól történő rendelés a közvetlenül Németországból történő szállítás helyett gyakran gyorsabb szállítást és egyszerűbb logisztikát biztosít az esetlegesen magasabb egységárak ellenére.
A teljes tulajdonlási költség jóval meghaladja a vételárat. A telepítési munka, az integrációs tervezés, az üzembe helyezési idő és a folyamatos karbantartás egyaránt hozzájárul az élettartam költségeihez. A legjelentősebb az, hogy a megfelelő olajtisztaság fenntartásához szükséges szűrőrendszer tíz év alatt gyakran többe kerül, mint a többszöri szelepcsere. A rövid távú költségek megtakarítása érdekében a szűrés figyelmen kívül hagyása a szelep idő előtti meghibásodásához vezet, ami sokkal magasabb hosszú távú költségeket eredményez.
Azok a vásárlók, akik csak a legalacsonyabb vételárra koncentrálnak, később gyakran okoznak drága problémákat. A teljes értékelés figyelembe veszi az eladó megbízhatóságát, a műszaki támogatás minőségét, a pótalkatrészek elérhetőségét és a garanciális feltételeket az ár mellett. A több jóváhagyott beszállítóval való kapcsolatok kiépítése ellenálló képességet biztosít a váratlan ellátási zavarokkal szemben, miközben fenntartja a minőségi szabványokat.
Karbantartási követelmények és hibaelhárítási hozzáférés
A 4WE 6 D irányszabályozó szelep szabványos termékkatalógusai specifikációkat és méreteket tartalmaznak, de különösen hiányoznak a részletes karbantartási eljárások vagy hibaelhárítási útmutatók. A gyártók ezt az üzemeltetési tudást általában olyan műszaki szakértelemnek tekintik, amelyhez külön szervizdokumentációra van szükség.
A Rexroth és a HYDAC átfogó szervizkönyveket ad ki, amelyek lefedik a szétszerelési eljárásokat, a kopási határértékekre vonatkozó előírásokat, az ajánlott pótalkatrészeket és a diagnosztikai folyamatábrákat. Ezek a kézikönyvek nem hozzáférhetők ingyenesen, de meg kell vásárolni, vagy olyan ügyfelek rendelkezésére állnak, akik hivatalos képzési tanfolyamokat végeznek. Ez a szabályzat védi a gyártó tudását, miközben biztosítja a karbantartást végző személyzet megfelelő képzését.
A karbantartó csapatok számára ez azt jelenti, hogy nem hagyatkozhat kizárólag a katalógusinformációkra a problémák diagnosztizálása vagy a javítások tervezése során. A vészhelyzetek során időt takarít meg, ha a gyártó műszaki támogatási csoportjával a problémák felmerülése előtt felveszi a kapcsolatot. Sok forgalmazó kínál olyan képzési programokat, amelyek több szeleptípusra kiterjednek, és gyakorlati tapasztalatot biztosítanak a szétszerelési és tesztelési eljárások során.
A gyakori karbantartási feladatok közé tartozik a mágnesszelep tekercs cseréje, a tömítés felújítása és az orsó tisztítása. A nedves armatúra kialakítás lehetővé teszi a tekercsek cseréjét a hidraulikus üreg kinyitása nélkül a tekercs 90 fokkal történő elforgatásával és leemelésével. Ez az ötperces eljárás nem igényel folyadékleeresztést vagy rendszernyomáscsökkentést. Az új tömítések és a megtisztított orsó újszerű teljesítményt állíthat vissza a fokozott belső szivárgást mutató szelepeknél, feltéve, hogy a kopás nem nyitotta meg a hézagokat a specifikáción túl.
A szelepproblémák szisztematikus diagnosztizálása elkerüli az alkatrészek véletlenszerű cseréjével járó felesleges erőfeszítéseket. Ha egy szelep nem vált el, először ellenőrizze, hogy az elektromos áram megfelelő feszültséggel éri-e el a tekercset. Ellenőrizze a tekercs ellenállását ohmmérővel, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a tekercs nem égett ki. Ha az elektromos ellenőrzések megfelelnek, hidraulikus problémák merülnek fel. A szennyezett olaj az orsót letapadhatta, ami szétszerelést és tisztítást igényelhet. Az alacsony betáplálási nyomás esetleg nem biztosít elegendő előnyomást az orsó eltolásához a terhelési erők ellen.
Az elektromos teszteléshez ismerni kell a tekercsellenállás specifikációját, amely a részletes adatlapokon szerepel, de nem az alapkatalógusokban. A tipikus egyenáramú tekercsek mérete 15-40 ohm, a névleges feszültségtől függően. Az AC tekercsek ellenállása sokkal kisebb, gyakran 5-15 ohm, mivel az induktivitásra támaszkodnak, nem pedig a tiszta ellenállásra az áramkorlátozáshoz. A szakadt áramkör kiégett tekercsre utal, míg a nagyon alacsony ellenállás rövidre zárt tekercsekre utal.
Valós alkalmazási útmutató
Az ipari prések a 4WE 6 D irányszabályozó szelep klasszikus alkalmazását jelentik. A szelep vezérli a henger meghosszabbítását a nyomóerő kifejtéséhez és a visszahúzást a kioldáshoz. A nyomáscsökkentő szelep korlátozza a maximális erőt, míg az irányszelep egyszerűen irányítja az irányt. Ez az egyszerű vezérlés sok préselési művelethez elegendő, ahol az erő és a sebesség állandó marad.
A fröccsöntő gépek több irányított szelepet használnak, beleértve a 4WE 6 D modelleket a szorítóhengerek, az ejektorcsapok és a maghúzók vezérlésére. Ezek a funkciók megbízható irányszabályozást igényelnek minimális szivárgással az alkatrészminőségi problémák elkerülése érdekében. A szelep azon képessége, hogy 315 bar nyomáson működjön, megfelel a nagy formákhoz szükséges nagy szorítóerőknek.
A mobil hidraulikus berendezések, mint például a kotrógépek és a daruk, irányszelepeket alkalmaznak az egész rendszerben. A 4WE 6 D gyakran szolgál elővezérlő szelepként, amely előterjesztő nyomást táplál a sokkal nagyobb fő vezérlőszelepekhez a kezelői konzolban. Ez az architektúra lehetővé teszi, hogy a kezelő kezelőszervei könnyűek és érzékenyek legyenek, míg a fő szelepek kezelik a nagy áramlású gém-, pálca- és kanálhengereket. A kompakt NG6-os méret könnyen illeszkedik a több funkciót kiszolgáló vezérlőszelep-elosztóba.
Az összeszerelősor-automatizálás gyakran használ 4WE 6 D szelepeket az alkatrészátvitelhez, a rögzítéshez és a préselési műveletekhez. A gyors válaszidő támogatja a percenkénti több művelet ciklussebességét. A hosszú várható élettartam fontosnak bizonyul, mivel egy automatizált vonalon a szelep meghibásodása leállítja a termelést, ami több mellékállomást is érint.
Ezen alkalmazások mindegyike az alapvető specifikációkon túlmenően speciális részletekre is figyelmet igényel. A présvezérlők körültekintő nyomáscsökkentő szelep méretezést igényelnek a szerszámok védelme érdekében. A formázógépeknek kezelniük kell a folyamatos ciklusból eredő nagy hőterhelést. A mobil berendezések ütésekkel, vibrációval és szélsőséges hőmérsékleti hatásokkal szembesülnek, amelyek megkérdőjelezik a szelep megbízhatóságát. Az automatizált rendszereket programozható vezérlőkkel és biztonsági áramkörökkel kell integrálni. A 4WE 6 D megfelelő alapot biztosít, de csak akkor sikeres, ha a teljes rendszerterv megfelel ezeknek az alkalmazás-specifikus követelményeknek.
A kiválasztási döntés meghozatala
A Rexroth 4WE 6 D irányszabályozó szelep kiválasztása azzal kezdődik, hogy ellenőrizni kell, hogy megfelel-e az alapvető követelményeknek. A rendszernyomásnak 350 bar vagy az alatt kell maradnia, az áramlási igény nem haladhatja meg a 80 liter/perc értéket egyenáramú mágnesszelepeknél, illetve a 60 liter/perc értéket az AC változatoknál, és a visszatérő vezeték nyomásának 160 bar alatt kell maradnia, beleértve a nyomáscsúcsokat.
Az elektromos specifikációknak meg kell felelniük a rendelkezésre álló tápegységeknek. Míg a 24 voltos egyenáram szinte univerzálissá vált a modern ipari vezérlőkben, a régebbi berendezésekhez 110 vagy 230 voltos váltakozó áramú változatra lehet szükség. Győződjön meg arról, hogy a feszültségtűrés a plusz vagy mínusz 10 százalékos besoroláson belül marad, hogy elkerülje a megbízhatósági problémákat az alacsony áramminőségű létesítményekben.
A környezeti feltételek határozzák meg a tömítés anyagának kiválasztását. A szabványos nitril gumi negatív 30-tól pozitív 80 Celsius-fokig működik kőolajjal. A 80 fok feletti magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz fluoroelasztomer tömítések szükségesek. A vízbázisú folyadékokhoz speciális tömítőanyagokra van szükség, amelyek ellenállnak a különböző kémiai környezetnek. Hasonlóképpen ellenőrizze, hogy a hidraulikafolyadék megfelel-e a DIN 51524 szabványnak, vagy konzultáljon a gyártóval az alternatív folyadékokkal kapcsolatban.
A szerelési szempontok közé tartozik mind a szelep interfész, mind a mágnesszelep tájolása. Győződjön meg arról, hogy a rögzítési felület sík tömítési síkot biztosít megfelelő csavarnyomatékkal és O-gyűrű tömítésekkel. Tervezze meg az elektromos elvezetést a forgatható mágnesszelep előnyeinek kihasználása érdekében, és helyezze el a csatlakozót olyan helyre, ahol a vezetékezés kényelmes és védve van a mechanikai sérülésektől.
A normál rugó-visszatérésű és a rögzítős változat közötti döntés a munkaciklustól és az energia rendelkezésre állásától függ. A reteszszelepek energiát takarítanak meg olyan alkalmazásokban, ahol a szelep helyzete ritkán változik, és hosszabb ideig fenn kell tartaniuk. A rugó-visszatérítéses szelepek tisztább meghibásodási módokat biztosítanak, mivel a teljesítményvesztés visszaállítja őket egy meghatározott biztonságos állapotba.
A változtatható fordulatszám-szabályozást, egyenletes gyorsulást vagy helyzet-visszacsatolást igénylő alkalmazásoknál a 4WE 6 D korlátai nyilvánvalóvá válnak. Ez jelzi, hogy a magasabb költségek és bonyolultság ellenére mikor érdemes arányos szelepeket alkalmazni. A döntés gyakran azon múlik, hogy az alkalmazásnak valóban szüksége van-e modulációra, vagy a megfelelő áramkör-kialakítással végzett be-ki vezérlés eléri-e a kívánt eredményeket.
A siker a szelepen kívül a megfelelő rendszertervezésen múlik. A hidraulikus tápegységet úgy kell méretezni, hogy megfelelő áramlást biztosítson a szükséges nyomáson és ésszerű hőtermelés mellett. Szerelje be az ISO 4406 Class 20/18/15 követelményeinek megfelelő szűrőt. A visszatérő vezetékek kialakítása minimalizálja az ellennyomást a T porton. Szerelje be a nyomáscsökkentés elleni védelmet és a rendszer megfelelő öblítését az első indításkor, hogy eltávolítsa a szerelvény szennyeződéseit.
Következtetés és stratégiai ajánlások
A Rexroth 4WE 6 D irányszabályozó szelep jó okokból továbbra is iparági szabvány marad. Nagynyomású képessége, szabványosított interfészei és bizonyított megbízhatósága jó választássá teszik a megbízható irányszabályozást igénylő közepes és nagy nyomású hidraulikus rendszerekhez. Az NG6 szerelési szabványok globális elfogadása több minősített szállítón keresztül biztosítja az ellátási lánc rugalmasságát.
A sikeres alkalmazáshoz azonban be kell tartani a szelep határait, és fenn kell tartani a szükséges hidraulikus környezetet. A 160 bar T-nyílás nyomáshatára nem javaslat, hanem kemény határ, amely túllépéskor meghibásodásokat okoz. A mérnököknek gondosan elemezniük kell a visszatérő vezeték dinamikáját, különösen azokban a rendszerekben, amelyekben több szelep van, amelyek közös visszatérő elosztócsonkon osztoznak.
A hidraulikafolyadék tisztasága szintén nem alku tárgya. Az ISO 4406 Class 20/18/15 szabványnak való megfelelés befektetést igényel a megfelelő szűrésbe és a folyamatos karbantartásba. Ez jelenti a szelephez kapcsolódó legnagyobb élettartamra szóló költséget, és megfelelő költségvetési prioritást érdemel. Ha pénzt takarít meg a szűréssel, akkor az idő előtti szelepcsere és a váratlan állásidő miatt sokkal nagyobb költségekkel jár.
A szabványosítás előnyeinek kihasználása jóváhagyott kereszthivatkozási listák fenntartását jelenti ellenőrzött specifikációkkal. Az NG6 szelepek márkák közötti mechanikus cserélhetősége csak akkor biztosítja az ellátási lánc rugalmasságát, ha a helyettesítéseket műszakilag validálják, nem pedig feltételezik. Különös figyelmet kell fordítani a T-nyílás nyomásértékeire az alternatívák összehasonlításakor.
Új géptervek esetén mérlegelje, hogy a be- és kikapcsolás vezérlés valóban megfelel-e a jelenlegi és a jövőbeni igényeknek. A 4WE 6 D jól használható olyan alkalmazásokban, ahol elegendő az irányváltás és az állandó áramlás. Amikor a változtatható sebesség, a sima mozgás vagy az integrált diagnosztika követelmény lesz, az arányos szeleptechnológia olyan képességeket biztosít, amelyek megérik a további befektetést.
A szelep kiforrott technológiát képvisel, a képességek és korlátok világos megértésével. A sikert e határok tiszteletben tartása, a hidraulikus környezet megfelelő karbantartása és a szelepek képességeinek az alkalmazási követelményekhez való igazítása jelenti. Megfelelően használva a 4WE 6 D irányszabályozó szelep évekig megbízható szolgáltatást nyújt az igényes ipari alkalmazásokban.
