Gondoljon egy arányos áramlás -szabályozó szelepre, mint a hidraulikus rendszerek "intelligens dimmer kapcsolójára". Csakúgy, mint egy tompító kapcsoló lehetővé teszi, hogy ellenőrizze, hogy a fény milyen fényes lesz, ezek a szelepek lehetővé teszik, hogy pontosan ellenőrizhesse, milyen gyors hidraulikus olaj folyik a rendszeren keresztül.
Miért számít ez:
A hagyományos hidraulikus szelepek teljesen nyitottak vagy teljesen zártak - mint a szokásos fénykapcsoló. Az arányos szelepek sima, pontos vezérlést biztosítanak - mint a tompító kapcsoló. Ez a sima vezérlés azt jelenti:
- Kevesebb sokk és rezgés a gépeiben
- A hidraulikus hengerek és motorok pontosabb mozgása
- Jobb energiahatékonyság
- Simább működés összességében
Az alapkoncepció
Így működik az egyszerűen:
Elektromos bemenet
Elektromos jelet (általában 4-20 mA vagy 0-10 V) küld a szelepre
Arányos válasz
A szelep arányosan megnyílik ezzel a jelgel
Áramlásszabályozás
Több jel = több áramlás, kevesebb jel = kevesebb áramlás
Zökkenőmentes működés
A változások fokozatosan, nem hirtelen bekövetkeznek
Ez az arányos kapcsolat teszi ezeket a szelepeket olyan értékessé a modern hidraulikus rendszerekben.
Miért számítanak: az evolúció az egyszerűtől az intelligens ellenőrzésig
A régi út: Bang-Bang vezérlés
A múltban a legtöbb hidraulikus rendszer egyszerű be- és kikapcsoló szelepeket használt (úgynevezett "bang-bang" vezérlés). Ezeknek a szelepeknek két beállítása volt:
- Teljesen nyitva:Maximális áramlás
- Teljesen zárt:Nincs áramlás
Problémák a bang-bang vezérléssel:
- Hirtelen nyomás tüskék, amikor a szelepek gyorsan kinyíltak vagy bezáródtak
- Rezgés és mechanikai feszültség a berendezésekre
- A pontos sebességek vagy pozíciók elérésének nehézsége
- Energiahulladék állandó teljes áramlású működésből
Az új út: arányos ellenőrzés
Az arányos szelepek mindent megváltoztattak azáltal, hogy:
Sima gyorsulás
A Jerky Start-Stop mozgás helyett a gépek simán mozognak a pihenésről a teljes sebességre.
Pontos sebességszabályozás
A gépciklus különböző részeinek pontos sebességét beállíthatja.
Energiahatékonyság
A rendszer csak akkor használja a szükséges áramlást, amikor szüksége van rá.
Jobb termékminőség
A simább mozgás jobb eredményeket jelent a gyártási folyamatokban.
Csökkentett karbantartás
A kevesebb sokk és rezgés hosszabb berendezések élettartamát jelent.
Valós hatás
Fontolja meg a fröccsöntőgépet, amely műanyag alkatrészeket készít:
- Régi rendszer:Az injekciós kos teljes sebességgel mozogott vagy teljesen leállt, hibákat okozva és pazarolt anyagot okozva
- Új rendszer:A RAM sebessége simán változik az injekciós ciklus során, következetes, kiváló minőségű alkatrészeket eredményezve
Ez az egyszerű és intelligens vezérlésig történő fejlődés az arányos szelepeket elengedhetetlenné tette a modern gyártáshoz.
Hogyan működnek: a technológián belül
Az arányos áramlásszabályozó szelepek működésének megértése segít kiválasztani és jobban használni őket. Bontjuk le a kulcsfontosságú elemeket:
1. Az arányos mágnesszelep: az agy
Az arányos mágnesszelep olyan, mint a szelep agya. Ellentétben a be- vagy kikapcsoló szokásos mágnesszelepekkel, az arányos mágnesszelepek különböző mennyiségű erőt hozhatnak létre az általuk kapott elektromos jel alapján.
Hogyan működik:
- Elektromos jelet kap (áram vagy feszültség)
- Létrehozza az ezzel a jelrel arányos mágneses erőt
- Több jel = több mágneses erő
- Ez az erő mozgatja a szelep belső részeit
Főbb jellemzők:
- DC teljesítményt használ a sima működéshez
- Gyakran 200 Hz körüli PWM (impulzusszélességű moduláció) jeleket használ
- Tartalmazhatja a "Dether" - apró rezgéseket, amelyek csökkentik a súrlódást
2. Az orsó- és szeleptest: az áramlási vezérlő
A szelepen belül egy precíziós henger ül, amelyet orsóként neveznek. Ez az orsó előre -hátra csúszik az áramlás szabályozására.
Orsó tervezési funkciók
- Mérőfokok:Különleges alakzatok (v, u vagy téglalap alakú) az orsóba vágva, amely szabályozza, hogy az áramlás hogyan változik az orsó helyzetével
- Átfedés jellemzői:Hogyan befolyásolják az orsó szélei a portokhoz igazodnak a szelepválaszokat
Áramlási jellemzők
- Lineáris áramlás:Az áramlás arányosan növekszik az orsómozgással
- Progresszív áramlás:Az áramlás növekszik a nagyobb nyílásoknál, így finomabb irányítást biztosít az alacsony áramlásoknál
3. Nyomáskompenzáció: A következetes áramlás fenntartása
A minőségi arányos szelepek egyik legfontosabb tulajdonsága a nyomáskompenzáció. Ez a rendszer biztosítja, hogy az áramlás állandó marad, még akkor is, ha a terhelési nyomás megváltozik.
A probléma kompenzáció nélkül:Ha nehéz terhelést emel, akkor a háttérnyomás növekszik, csökkentve az áramlást, még akkor is, ha a szelepnyílás ugyanaz marad.
A megoldás:A nyomáskompenzátor automatikusan beállítja a nyomásesést a fő orsón, hogy állandó maradjon.
Előnyök:
- Az áramlás csak a szelep jelétől függ, nem pedig a terhelésen
- Kiszámítható rendszer viselkedés
- Könnyebb programozás és irányítás
4. Visszajelzési rendszerek: A pontosság biztosítása
A magasabb kategóriájú arányos szelepek olyan visszacsatolási rendszereket tartalmaznak, amelyek figyelemmel kísérik a tényleges orsó pozíciót, és összehasonlítják azt a kívánt helyzetbe.
| Szeleptípus | Visszacsatolás | Pontosság | Költség | Alkalmazások |
|---|---|---|---|---|
| Nyitott hurokszelepek | Nincs visszajelzés | Mérsékelt | Alacsonyabb | Alapvető alkalmazások |
| Zárt hurkú szelepek | LVDT érzékelők | Magas | Magasabb | Pontossági alkalmazások |
Arányos áramlás -szabályozó szelepek típusai
Az arányos szelepek több konfigurációban vannak. Ezeknek a típusoknak a megértése segít kiválasztani az alkalmazáshoz megfelelőt.
Meghajtó mechanizmussal
Közvetlen hatású szelepek
A mágnesszelep közvetlenül mozgatja az orsót
- Gyors válasz (5-10 milliszekundum)
- Kompakt méret
- Egyszerű tervezés
Korlátozások:Korlátozva a kisebb áramlásokra (<50 l/perc) és a nyomás (<210 bar)
A legjobb:Kis rendszerek, orvostechnikai eszközök, pilóta színpadok nagyobb szelepekhez
Pilóta által működtetett szelepek (kétlépcsős)
Egy kicsi pilóta szelep vezérli az olajáramot a fő orsó mozgatásához
- Képes kezelni a magas áramlásokat (legfeljebb 1600 l/perc)
- Magas nyomás (legfeljebb 350 bar)
Korlátozások:Lassabb válasz (~ 100 ms)
A legjobb:Nehéz gépek, nagy ipari rendszerek, nagy teljesítményű alkalmazások
Funkcióval
Áramlási szabályozó szelepek
- Az elsődleges munka az áramlási sebesség szabályozása
- Általában kétirányú vagy háromirányú konfigurációk
- Gyakran tartalmaznak nyomáskompenzációt
- Vezérlőhálózat -sebesség
Irányított vezérlőszelepek
- Ellenőrizze mind az áramlást, mind az irányt
- Általában négyirányú, 3-helyzetű szelepek
- Cserélje ki a több egyszerű szelepet
- Vezérlőhenger vagy motor iránya és sebessége
Nyomásszabályozó szelepek
- Vezérlő rendszer nyomása, nem pedig áramlás
- Tartalmazza a enyhítő szelepeket és a nyomáscsökkentő szelepeket
- Fenntartja a biztonságos működési nyomást
Arányos és más szeleptípusok
Az arányos szelepek összehasonlítása más technológiákhoz való összehasonlítás segít jobb döntések meghozatalában.
Arányos vs. be- és kikapcsoló szelepek
| Jellemző | Be-/kikapcsoló szelepek | Arányos szelepek |
|---|---|---|
| Vezérlőtípus | Bináris (nyitott/zárt) | Folyamatos (változó) |
| Áramlásszabályozás | Teljes áramlás vagy nincs áramlás | Bármilyen áramlás 0-100% -ig |
| Rendszer sokk | Magas (hirtelen változások) | Alacsony (sima átmenetek) |
| Energiafelhasználás | Gyakran pazarló | Hatékony (mérkőzésigény) |
| Bonyolultság | Egyszerű áramkörök | Bonyolultabb elektronika |
| Költség | Alacsony kezdeti költségek | Magasabb kezdeti költségek |
Arányos és szervo szelepek
| Jellemző | Arányos szelepek | Szervószelepek |
|---|---|---|
| Pontosság | Jó (± 2-5%) | Kiváló (± 0,5%) |
| Reakciósebesség | Mérsékelt (2-50 Hz) | Nagyon gyors (> 100 Hz) |
| Költség | Mérsékelt | Magas (10-20x még) |
| Szennyeződés tolerancia | Magas | Alacsony (nagyon tiszta olajra van szüksége) |
| Bonyolultság | Mérsékelt | Magas |
| Karbantartás | Standard | Specializált |
Mikor válassza ki az egyes típusokat
Válasszon be-/kikapcsoló szelepeket, amikor:
- Csak egyszerű nyitott/zárt vezérlésre van szüksége
- A költség az elsődleges probléma
- Az alkalmazás tolerálhatja a sokkot és a rezgést
- A pontos vezérlés nem szükséges
Válasszon arányos szelepeket, amikor:
- Változó sebességre vagy pozícióvezérlésre van szüksége
- A sima működés fontos
- Az energiahatékonyság számít
- A mérsékelt pontosság elegendő
- Tipikus ipari környezetben dolgozik
Válassza a szervo szelepeket, amikor:
- Rendkívül nagy pontosságra van szükség
- Nagyon gyors válaszra van szükség
- A költség másodlagos a teljesítményhez
- Fenntarthatja a nagyon tiszta hidraulikus folyadékot
- Az alkalmazás megköveteli (űrrepülés, tesztelés)
A kulcsfontosságú teljesítménymutatók, amelyeket tudnod kell
Az arányos szelep kiválasztásakor több teljesítménymutató határozza meg, hogy mennyire fog működni az alkalmazásában.
Áramlási és nyomásbüntetés
Maximális áramlási sebesség
- Általában standard nyomáseséssel (például 5 bar vagy 70 psi) adják meg
- Jellemző tartományok: 7-1000 L/perc (2-260 GPM)
- Válasszon a működtető sebesség -követelményei alapján
Maximális nyomás
- Biztonságos működési nyomáshatár
- Tipikus tartományok: 280-400 bár (4000-5800 psi)
- Meg kell haladnia a rendszer maximális nyomását
Nyomásesés
- A szelepen átesett nyomás a névleges áramlásnál elveszett nyomás
- Az alacsonyabb a hatékonyság érdekében jobb
- Jellemző: 5-35 bar (70-500 psi) a névleges áramlásnál
Pontosság és megismételhetőség
Hiszterézis
Kimeneti különbség, ha különböző irányokból ugyanazt a pontot közelítik meg
- Jellemző: a teljes skála 2-5% -a
- Az alacsonyabb a precíziós alkalmazásokhoz jobb
Linearitás
Mennyire szorosan követi a szelep áramlása a bemeneti jelet
- Jellemző: a teljes skála ± 2% -a
- A lineáris szelepeket könnyebben lehet szabályozni
Megismételhetőség
Konzisztencia, ha visszatérnek ugyanabba a bemeneti jelre
- Jellemző: a teljes skála ± 1-3% -a
- Fontos a következetes termeléshez
Holtpont
A bemeneti jel tartománya, amely nem eredményez kimenetet
- Jellemző: a teljes jeltartomány 2-5% -a
- Az orsó átfedés által okozott, a tömítéshez szükséges
Teljesítmény -összehasonlító táblázat
| Szeleptípus | Áramlási tartomány | Nyomás | Válaszidő | Hiszterézis | Szennyeződés tolerancia | Relatív költség |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Alapvető arányú | 7-100 L/perc | Akár 280 bár | 20-100 ms | 3-5% | Magas | 2-4X |
| Zárt hurok-arányos | 7-1000 L/perc | Legfeljebb 350 bár | 10-50 ms | 1-2% | Magas | 4-8X |
| Szervo-arányos | 10-500 L/perc | Legfeljebb 350 bár | 5-20 ms | <1% | Mérsékelt | 8-15x |
| Igazi szervó | 5- |
