Az arányos szelep diagram megértése

Ha hidraulikus vagy pneumatikus rendszerekkel dolgozik, az arányos szelepdiagramok megértése elengedhetetlen a modern automatizálási berendezések tervezéséhez, hibaelhárításához és karbantartásához. Az arányos szelepdiagram bemutatja, hogy ezek a precíziós alkatrészek hogyan szabályozzák a folyadékáramlást és a nyomást az elektromos jelekre reagálva, áthidalva az elektronikus vezérlőrendszerek és a mechanikai mozgás közötti rést.

Ellentétben az egyszerű be-ki szelepekkel, amelyek csak teljesen nyitottak vagy teljesen zárhatók, az arányos szelepek 0% és 100% között változtatható vezérlést kínálnak. Ez a folyamatos beállítási képesség kritikussá teszi őket a sima gyorsulást, precíz pozícionálást és ellenőrzött erőkifejtést igénylő alkalmazásoknál. Az ezen szelepek ábrázolására használt diagramok elsősorban az ISO 1219-1 szabvány által meghatározott szabványos szimbólumokat követik, és olyan univerzális nyelvet alkotnak, amelyet a mérnökök világszerte megértenek.

Mitől más egy arányos szelepdiagram?

Az arányos szelepdiagram speciális szimbolikus elemeket tartalmaz, amelyek azonnal megkülönböztetik a szabványos szelepszimbólumoktól. A leginkább felismerhető jellemzője az arányos működtető szimbólum, amely egy dobozba zárt elektromágneses tekercsből áll, amelyen két párhuzamos átlós vonal fut át. Ezek az átlós vonalak a legfontosabb azonosítók, amelyek azt jelzik, hogy ez a szelep arányos vezérlést biztosít, nem pedig egyszerű kapcsolást.

Ha egy kis szaggatott háromszöget lát az arányos mágnesszelep szimbólum közelében, ez azt jelzi, hogy a szelep beépített elektronikával (OBE) rendelkezik. Ezek az integrált elektronikus alkatrészek közvetlenül a szeleptesten belül kezelik a jelfeldolgozást, az erősítést és a gyakran visszacsatolásvezérlési funkciókat. Ez az integráció leegyszerűsíti a telepítést azáltal, hogy csökkenti a külső erősítőszekrények szükségességét és a kapcsolódó vezetékezési bonyolultságot.

Maga a szelepbura több pozíciót mutat, jellemzően háromállású, négyutas szelepként (4/3 konfiguráció). A szabványos irányított szabályozószelepekkel ellentétben az arányos szelepdiagramok gyakran a középső helyzetet mutatják részben igazított áramlási útvonalakkal, jelezve, hogy a szelep képes folyamatosan mérni az áramlást, nem pedig egyszerűen blokkolni vagy teljesen kinyitni a nyílásokat.

Az ISO 1219-1 arányos szelep szimbólumok olvasása

Az ISO 1219-1 szabvány keretet ad a hidraulikus és pneumatikus kapcsolási rajzokhoz. Az arányos szelepek esetében ez a szabvány meghatározza a különböző szeleptípusok és azok vezérlési mechanizmusainak ábrázolását. Az arányos irányú vezérlőszelep-szimbólum tartalmazza az alapvető szeleptestet adagoló hornyokkal vagy háromszög alakú szimbólumokkal az áramlási útvonalakon belül, jelezve a speciálisan megmunkált jellemzőket, amelyek lehetővé teszik az áramlás pontos szabályozását.

Ezek a megmunkált jellemzők, gyakran a szeleporsóba vágott háromszög alakú hornyok, kritikus fontosságúak a nagy áramlási érzékenység és a nulla helyzethez közeli linearitás eléréséhez. E geometriai módosítások nélkül a szelep gyenge szabályozási jellemzőket mutatna, ha zárt helyzetből kis beállításokat hajtanak végre.

Az arányos nyomásszabályozó szelepek, mint például az arányos biztonsági szelepek vagy redukálószelepek, hasonló szimbolikus konvenciókat használnak. A fő különbség az arányos mágnesszelep működtető és a nyomásszabályozó rugószimbólum hozzáadása. Ha ezeket az elemeket az OBE-t jelző szaggatott háromszöggel kombinálva látja, akkor tudja, hogy egy kifinomult, zárt hurkú nyomásszabályozó készüléket néz.

Az arányos áramlásszabályozó szelepeket jellemzően kétállású, kétutas szelepként vagy változtatható nyílásként jelölik, amelyeket mindig a jellegzetes arányos szabályozó szelepmozgató jelöl. Ezek a szelepek levegővel, gázokkal, vízzel vagy hidraulikaolajjal működnek, így sokoldalú alkatrészek az ipari automatizálásban.

Az arányos szelepek működése: Az elektrohidraulikus átalakítás

Az arányos szelep működésének alapelve az elektromos jel precíz mechanikus mozgássá alakítása. Ha vezérlőjelet (általában 0-10V vagy 4-20mA) küld a szelepnek, az a fedélzeti elektronikán keresztül egy arányos mágnesszelephez jut. A mágnesszelep a bemeneti árammal arányos mágneses teret hoz létre, amely a szeleporsóhoz vagy a szelepemelőhöz csatlakoztatott armatúrát vagy dugattyút mozgat.

Sok modern proporcionális szelep impulzusszélesség-modulációt (PWM) használ. A PWM rendszerekben a vezérlő elektronika gyorsan be- és kikapcsolja a mágnestekercs feszültségét. A munkaciklus beállításával (a bekapcsolási idő és a teljes ciklusidő aránya) a szelep precíz helyzetszabályozást ér el, míg a nagyfrekvenciás kapcsolás (gyakran 200 Hz körül) segít leküzdeni a mozgó alkatrészek statikus súrlódását.

Ez a PWM dither jel az alapvető vezérlésen túl fontos célt szolgál. A szeleporsó és a furat közötti statikus súrlódás alacsony jelszinteknél ragadást és rossz reakciót okozhat. A dither folyamatos nagyfrekvenciás vibrációja hatékonyan alakítja át a statikus súrlódást alacsonyabb dinamikus súrlódássá, jelentősen csökkentve a holtsávot és javítva a reakciókészséget. Ez a gyors mozgás azonban viszkózus csillapító erőket hoz létre, amelyek gondos tervezési kompenzációt igényelnek nyomásérzékelő csövek és kiegyensúlyozott belső geometria révén.

Az arányos szelepek és a szervoszelepek közötti teljesítménykülönbség jelentősen csökkent. Az integrált LVDT (Linear Variable Differential Transformer) visszacsatolású modern proporcionális szelepek jellemzően 8% alatti hiszterézist és 2%-on belüli ismételhetőséget biztosítanak. Ez a teljesítményszint lehetővé teszi, hogy a proporcionális szelepek sok olyan alkalmazást kezeljenek, amelyek egykor drága szervoszelepeket igényeltek, nagyjából a költségek felével.

Közvetlen hatású vs. pilóta által működtetett tervek

Ha alaposabban megvizsgálja az arányos szelepdiagramokat, szerkezeti különbségeket fog észrevenni, amelyek azt jelzik, hogy a szelep közvetlen működésű vagy pilóta működtetésű. Ez a megkülönböztetés jelentősen befolyásolja a szelep áramlási kapacitását és nyomásértékét.

Egy közvetlen működésű arányos szelepben az elektromágneses armatúra közvetlenül kapcsolódik a szeleporsóhoz vagy a szelepszárhoz. A mágnesszelep erő hidraulikus segítség nélkül mozgatja az adagolóelemet. Ez a közvetlen kapcsolat kiváló vezérlési pontosságot és gyors válaszidőt biztosít, jellemzően körülbelül 100 ezredmásodperces lépéses válaszidőt ér el az NG6 (CETOP 3) szerelési interfész méreteknél. Az arányos mágnesszelepek által kibocsátott korlátozott erő azonban a közvetlen hatású kialakításokat a mérsékelt áramlási sebességre és nyomásra korlátozza.

A vezérműködtetésű proporcionális szelepek túllépik ezeket a korlátokat azáltal, hogy magát a munkafolyadékot használják a fő szeleporsó mozgatásához. Az arányos mágnesszelep egy kis pilot fokozatot vezérel, amely a nyomás alatt álló folyadékot a nagyobb fő orsóra irányítja. Ez a hidraulikus erősítés lehetővé teszi, hogy a pilóta által működtetett szelepek lényegesen nagyobb áramlási sebességeket és nyomásokat kezeljenek, amelyek gyakran elérik a 315-345 bar-t (4500-5000 PSI). Az olyan alkalmazások, mint az alagútfúró gépek tolóerőrendszerei és a nehéz mobil berendezések, ezért általában pilóta által működtetett arányos szelepeket használnak.

A kompromisszum a válaszidőben jön létre. A vezérműködtetésű szelepek általában lassabban reagálnak, mint a közvetlen működésű kivitelek, mivel a vezérlőjelnek először nyomást kell kialakítania, mielőtt a fő orsó elmozdul. Az NG10 (CETOP 5) előtétműködtetésű szelepeknél a lépéses válaszidő gyakran 165 ezredmásodpercig terjed, szemben a közvetlen működésű NG6 szelepek 100 ezredmásodpercével.

A szeleporsó kialakításának és adagolóéleinek megértése

Az arányos szabályozás lényege a szeleporsó kialakításában rejlik. Ha megnézi egy arányos szelep metszeti nézetét, észre fogja venni, hogy az orsó különleges geometriai jellemzőkkel rendelkezik, amelyek megkülönböztetik a szabványos kapcsolószelepes orsóktól.

Az arányos irányszabályozó szeleporsók jellemzően háromszög alakú bevágásokkal vagy precízen megmunkált hornyokkal rendelkeznek. Ezek a bevágások biztosítják, hogy az áramlás fokozatosan induljon meg, ahogy az orsó a középső helyzetéből elmozdul, finom adagolási karakterisztikát és jobb, nullához közeli linearitást biztosítva. E tulajdonságok nélkül az éles szélű orsó hirtelen áramlási változásokat és gyenge szabályozást mutatna kis elmozdulások esetén.

Az orsó átfedése egy másik kritikus tervezési paraméter, amelyet gyakran a műszaki diagramokon adnak meg, általában százalékban, például 10% vagy 20%. Az átfedés azt jelenti, hogy az orsófelületek mennyit fedik le a nyílásokat, amikor a szelep a középső (semleges) helyzetében van. A szabályozott átfedés segít a belső szivárgás kezelésében, és meghatározza a szelep holtsávját. Például a Parker D*FW sorozata különböző orsótípusokat használ, a B31 10%-os, míg az E01/E02 típusok 20%-os átfedést biztosítanak.

A holtsáv az első orsómozgás létrehozásához szükséges vezérlőjel mennyiségét jelenti. A 20%-os holtsávú szelepnek szüksége van a teljes vezérlőjel 20%-ára, mielőtt az orsó mozogni kezd. Ennek a holtsávnak le kell győznie a statikus súrlódási (súrlódási) erőket, és közvetlenül kapcsolódik az orsó átfedésének kialakításához. Az OBE-vel felszerelt modern szelepek gyárilag beállított holtsáv-kompenzációt tartalmaznak, amely biztosítja, hogy az orsó precízen elkezdjen mozogni minimális elektromos bemenet mellett, javítva a nullához közeli linearitást.

Helyzetvisszajelzés LVDT érzékelőkkel

Az elsodródási és szivárgási problémák a tömítés vagy a belső szelep kopásából erednek. A tömítések leromlásával a belső szivárgás lehetővé teszi a működtetők elsodródását, még akkor is, ha a szelep középen helyezkedik el. A hőmérséklet drámaian befolyásolja a tömítés teljesítményét. A magas hőmérséklet elvékonyítja a folyadékot és lerontja a tömítési anyagokat, míg az alacsony hőmérséklet növeli a viszkozitást és csökkenti a tömítés rugalmasságát, mindkettő szabályozási problémákat okoz.

Az LVDT mechanikusan kapcsolódik a szeleporsóhoz vagy az armatúra szerelvényhez, folyamatosan mérve a tényleges fizikai helyzetet. Ez a pozíciójel visszacsatol a beépített vezérlőre vagy erősítőre, amely összehasonlítja azt a parancsolt pozícióval. A vezérlő ezután beállítja a mágnesszelep áramát, hogy fenntartsa a kívánt orsó pozíciót, aktívan kompenzálja a külső erőket, a mechanikai súrlódást és a hiszterézis hatásokat.

Az arányos szelepek hiszterézise egy eredendő nemlinearitást jelent, amelyet elsősorban a maradék mágnesesség és a súrlódás okoz. Ha növeli a vezérlőjelet, a szelep kissé eltérő pontokon nyit, mint amikor csökkenti a jelet, és karakterisztikus hurkot hoz létre az áramlás-áram görbében. A hiszterézis hurok szélessége közvetlenül befolyásolja a vezérlés pontosságát.

Az LVDT visszacsatolás megoldja ezt a problémát azáltal, hogy megméri az orsó tényleges helyzetét, nem pedig pusztán a bemeneti áramból következtet rá. Az integrált elektronika folyamatosan szabályozza a mágnesszelep áramát a mért és a parancsolt pozíciók közötti hiba alapján, hatékonyan kiküszöbölve a mágneses hiszterézis és súrlódás okozta pozicionálási hibákat. Ez a zárt hurkú szabályozás általában a teljes tartomány 8%-a alá csökkenti a hiszterézist, szemben a nyitott hurkú arányos szelepek 15-20%-ával vagy még többel.

Teljesítménygörbék és dinamikus jellemzők

Az arányos szelepdiagramok gyakran megjelennek a nagyobb rendszervázlatokon, amelyek a teljes vezérlési architektúrát mutatják. Annak megértése, hogy a rendszer nyílt vagy zárt hurkú vezérlést használ-e, hatással van a teljesítményelvárásokra és a hibaelhárítási megközelítésekre is.

Nyílt hurkú mozgásvezérlő rendszerben az elektronikus vezérlő referenciajelet küld a szelepmeghajtónak (erősítőnek), és a szelep csak ezen jel alapján modulálja a hidraulikus paramétereket. A tényleges kimenet (áramlás, helyzet vagy nyomás) mérése nem érkezik vissza a vezérlőhöz. Ez az egyszerű architektúra számos alkalmazásban megfelelően működik, de továbbra is érzékeny a szelepeltolódásra, a terhelés változásaira, a hőmérsékleti hatásokra és a hiszterézisre.

A zárt hurkú mozgásvezérlő rendszerek egy további visszacsatoló érzékelőt tartalmaznak, amely az aktuális kimeneti paramétert méri. Helymeghatározó alkalmazás esetén ez lehet egy hengerhelyzet-érzékelő (LVDT vagy magnetostrikciós érzékelő). A nyomásszabályozáshoz egy nyomásátalakító ad visszajelzést. Az elektronikus vezérlő, amely jellemzően PID (arányos integrál-származék) szabályozást valósít meg, összehasonlítja a kívánt alapjelet a tényleges visszacsatolással, és folyamatosan módosítja a szelep parancsjelét a hiba minimalizálása érdekében.

Figyelmet érdemel a szelepszintű visszacsatolás (LVDT az orsón) és a rendszerszintű visszacsatolás (hengerhelyzet-érzékelő) közötti különbségtétel. A belső LVDT visszacsatolással rendelkező arányos szelep pontosan szabályozza az orsó helyzetét, de nem méri közvetlenül a henger helyzetét vagy nyomását. A legnagyobb pontosság érdekében a rendszerek mindkettőt alkalmazzák: az LVDT biztosítja a szeleporsó pontos pozicionálását, míg a külső érzékelők zárják a hurkot az aktuális folyamatváltozó (pozíció, nyomás vagy sebesség) körül.

A modern integrált elektronika (OBE) jelentősen leegyszerűsíti a rendszer telepítését. Ezek a szelepek csak szabványos 24 VDC tápellátást és alacsony teljesítményű parancsjelet igényelnek. A fedélzeti elektronika kezeli a jelkondicionálást, a teljesítményátalakítást (gyakran ±9 VDC üzemi feszültséget hoz létre a 24 VDC tápellátásból), az LVDT jelfeldolgozást és a PID szabályozást. A gyári kalibráció egyenletes teljesítményt biztosít több szelepen, terepi hangolás nélkül, csökkenti a telepítési időt és kiküszöböli a külső erősítő beállításaiból adódó eltéréseket.

Teljesítménygörbék és dinamikus jellemzők

Az arányos szelepek műszaki adatlapjai számos teljesítménygörbét tartalmaznak, amelyek számszerűsítik a dinamikus és az állandósult viselkedést. A grafikonok olvasásának megértése segít a szelepválasztásban és a hibaelhárításban egyaránt.

A hiszterézis görbe az áramlási sebességet ábrázolja a vezérlőáram függvényében, megmutatva azt a karakterisztikus hurkot, amely akkor jön létre, amikor az áramot növeli (a szelepet kinyitja) az áram csökkenésével (a szelep zárásával) szemben. Ennek a huroknak a szélessége a teljes bemeneti tartomány százalékában kifejezve a szelep megismételhetőségét jelzi. A minőségi arányos szelepek 8% alatti hiszterézist érnek el, ami azt jelenti, hogy a nyitási és zárási utak közötti különbség a teljes vezérlőjel-tartomány 8%-ánál kisebb.

A lépésválasz-grafikonok azt mutatják, hogy a szelep milyen gyorsan reagál a parancsjel hirtelen megváltozására. Ezek általában a szelep kimenetét (áramlási vagy orsó helyzetét) jelenítik meg, és elérik a teljes lépéses parancs meghatározott százalékát (gyakran 90%-át). Az NG6 közvetlen működésű arányos irányú szelepeknél a tipikus lépésválaszidő körülbelül 100 ezredmásodperc, míg a nagyobb NG10 méretű szelepeknél körülbelül 165 ezredmásodperc. A gyorsabb válaszidő (egyes modelleknél 8-15 ezredmásodperc) jobb dinamikus teljesítményt jelez, de általában magasabb költségekkel jár.

A holtsáv jellemzői a grafikonokon jelennek meg, amelyek a kezdeti orsómozgáshoz szükséges minimális vezérlőjelet mutatják. A 20%-os holtsávú szelepnek a teljes jel egyötödére van szüksége az áramlás megkezdése előtt. Ez a holtsáv a statikus súrlódás leküzdésére szolgál, és az orsó átfedésének kialakításához kapcsolódik. Megfelelő holtsáv-kompenzáció nélkül a szelep vezérlési felbontása a középpont közelében gyenge, ami megnehezíti a pontos pozícionálást.

A szennyeződés és a kopás előre látható módon közvetlenül befolyásolja ezeket a teljesítménygörbéket. Ahogy a részecskék felhalmozódnak az orsó és a furat között, nő a statikus súrlódás. Ez kiszélesedő hiszterézis hurokként és megnövekedett holtsávként jelenik meg. A tényleges áramlási-áram-jellemzők időszakos ábrázolásával és a gyári specifikációkkal való összehasonlításával a karbantartó csapatok észlelhetik a romlást, mielőtt az rendszerhibákat okozna. Ha a hiszterézis 50%-kal vagy többel meghaladja a meghatározott határértékeket, a szelepet általában tisztításra vagy cserére kell fordítani.

Rendszerintegrációs és alkalmazási áramkörök

Az arányos szelepdiagramok teljes értelmüket a teljes hidraulikus körökön belül érik el. Egy tipikus zárt hurkú hidraulikus pozicionáló rendszer diagramja tartalmazza a tápegységet (szivattyú és tartály), az arányos irányú szabályozó szelepet, egy hidraulikus hengert működtetőként és egy visszacsatolást biztosító helyzetérzékelőt.

Az áramköri diagramok a szelepnyílásoknál nyomáseséseket mutatnak be (gyakran ΔP₁ és ΔP₂ jelöléssel), szemléltetve, hogy az áramlásmérés hogyan szabályozza az állítómű erőkiegyensúlyozását. A 2:1 területarányú hengereknél (különböző dugattyú- és rúdvégterületek) a szelepnek figyelembe kell vennie az áramlási szükségletek különbségét a kinyújtás és a visszahúzás során. Az arányos szelepdiagram azt mutatja, hogy mely port-konfigurációk biztosítanak egyenletes mozgást mindkét irányban.

A fröccsöntési alkalmazásokban a hidraulikus arányos szelepek pontosan szabályozzák a szorítóerőt, a fröccsöntési sebességet és a nyomásprofilokat a fröccsöntési ciklus során. Ezekhez az alkalmazásokhoz több, összehangolt sorrendben működő arányos szelepre van szükség, amely összetett kapcsolási rajzokon tükröződik, amelyek nyomásszabályozó szelepeket mutatnak be a szorításhoz, áramlásszabályozó szelepeket a befecskendezési sebességhez és irányszabályozást a formamozgáshoz.

Az olyan mobil berendezések, mint a daruk és a mozgatható hidak, zárt hurkú hidraulikus rendszereket használnak, ahol arányos szelepek szabályozzák a változó térfogatú szivattyú teljesítményét. A szivattyú lökettérfogatának beállításával, nem pedig a fojtószelepeken keresztüli energiaelvezetéssel, ezek a rendszerek nagyobb hatékonyságot érnek el. A kapcsolási rajzokon jellemzően egy töltőszivattyú látható, amely 100-300 PSI-t tart fenn a főkör alacsony nyomású szakaszában, arányos szelepekkel, amelyek külön nyomás- vagy áramlásszabályozó elemek nélkül irányítják az irányt, a gyorsítást, a lassítást, a sebességet és a nyomatékot.

Az energiahatékonysági megfontolások nagymértékben befolyásolják az áramkör tervezési filozófiáját. A hagyományos arányos irányú szabályozószelepek fojtással biztosítják a vezérlést, amely a hidraulikus energiát hővé alakítja az adagolónyílásokon keresztül. Ez a disszipatív szabályozás kiváló szabályozási hűséget biztosít, de megfelelő folyadékhűtő kapacitást igényel. Ezzel szemben a változtatható elmozdulás szabályozás minimalizálja az energiapazarlást azáltal, hogy beállítja a forrást, ahelyett, hogy a felesleges áramlást a biztonsági szelepeken keresztül vezetné el. A tervezőknek egyensúlyban kell lenniük a fojtószabályozás egyszerűsége és a változó elmozdulású megközelítések hatékonyságnövekedése között.

Proporcionális szeleprendszerek hibaelhárítása

Az arányos szelepek teljesítményromlása jellemzően a korábban tárgyalt jelleggörbék változásaiban nyilvánul meg. Ezen hibamódok megértése segít hatékony diagnosztikai eljárások kialakításában.

A szennyeződés az arányos szelepproblémák leggyakoribb oka. A 10 mikrométeres részecskék megzavarhatják az orsó mozgását, és tapadást (nagy statikus súrlódást) okozhatnak, amelynek leküzdéséhez megnövekedett kezdeti áramra van szükség. Ez megnövekedett holtsávként és kiszélesedett hiszterézis hurokként jelenik meg. Az ISO 4406 tisztasági szabványok szerinti hidraulikafolyadék tisztaságának fenntartása (tipikusan 19/17/14 vagy jobb arányos szelepeknél) megelőzi a legtöbb szennyeződéssel kapcsolatos meghibásodást.

Az elsodródási és szivárgási problémák a tömítés vagy a belső szelep kopásából erednek. A tömítések leromlásával a belső szivárgás lehetővé teszi a működtetők elsodródását, még akkor is, ha a szelep középen helyezkedik el. A hőmérséklet drámaian befolyásolja a tömítés teljesítményét. A magas hőmérséklet elvékonyítja a folyadékot és lerontja a tömítési anyagokat, míg az alacsony hőmérséklet növeli a viszkozitást és csökkenti a tömítés rugalmasságát, mindkettő szabályozási problémákat okoz.

A folyamatos kerékpározás és a hőhatás miatti tavaszi fáradtság lassú vagy hiányos középhelyzetbe való visszatérésben nyilvánul meg. Az orsót semleges helyzetbe visszaállító központosító rugók ciklusok milliói alatt fokozatosan veszítenek erejükből, és esetleges cserét vagy szelepfelújítást igényelnek.

A szisztematikus hibaelhárítási folyamatábra általában az elektromos ellenőrzéssel kezdődik. Ellenőrizze a tápfeszültséget (általában 24 VDC ±10%), a parancs jelszintjét és a vezetékek integritását. Mérje meg a mágnesszelep ellenállását a tekercshibák észleléséhez. Az OBE-vel ellátott szelepek esetében sok modell rendelkezik diagnosztikai kimenetekkel, amelyek jelzik a belső hibákat.

A mechanikai diagnózis a szelepnyílásokon végzett nyomáspróbát foglalja magában. A nagy nyomásesések a szelepen (a specifikáción túl) eltömődést vagy belső kopást jeleznek. Az áramlásmérés segít ellenőrizni, hogy a tényleges áramlás megfelel-e a rendszerkövetelményeknek az adott vezérlőjeleknél. A hőmérséklet-figyelés a túlzott fojtásból vagy a nem megfelelő hűtésből eredő túlmelegedést azonosítja.

Az előrejelző karbantartási programoknak tartalmazniuk kell a teljesítmény időszakos ellenőrzését. A tényleges áramlási-áram-jellemzők éves ábrázolásával és az alapszintű mérésekkel való összehasonlításával a karbantartó csapatok nyomon követhetik a fokozatos leromlást. Ha a mért hiszterézis az eredeti specifikációhoz képest 50%-kal növekszik, ütemezze be a szelep tisztítását vagy cseréjét a következő karbantartási időszakra, ahelyett, hogy a teljes meghibásodásra várna.

A megfelelő arányos szelep kiválasztása

Amikor rendszert tervez vagy alkatrészeket cserél, az arányos szelepválasztáshoz több műszaki paraméter és a költség- és helyszűke egyensúlyba hozatala szükséges.

• Az áramlási kapacitás az első.Számítsa ki a működtető szerkezet szükséges sebességét, és szorozza meg a dugattyú területével az áramlási sebesség meghatározásához. Adjon hozzá egy biztonsági ráhagyást (általában 20-30%), és válasszon olyan szelepet, amelynek névleges átfolyása eléri vagy meghaladja ezt a követelményt. Ne feledje, hogy a szelep áramlási kapacitása a szelepen belüli nyomáseséssel változik; mindig ellenőrizze az áramlási görbéket az üzemi nyomáskülönbségnél.
• A névleges nyomásnak meg kell haladnia a maximális rendszernyomástmegfelelő biztonsági ráhagyással. A legtöbb ipari arányos szelep 315 bar (4500 PSI) nyomást kezel a fő csatlakozókon, ami elegendő a tipikus mobil és ipari hidraulikához. A nagyobb nyomású alkalmazásokhoz szervoszelepekre vagy speciális arányos kialakításokra lehet szükség.
• A vezérlőjel kompatibilitása számítrendszerintegrációhoz. A legtöbb modern szelep feszültség (±10 V) vagy áram (4-20 mA) jeleket fogad. A feszültségjelek jól működnek rövid kábelfutások esetén, míg az áramjelek hosszabb távolságokon ellenállnak az elektromos zajnak. Ellenőrizze, hogy a vezérlő kimenete megfelel-e a szelep bemeneti követelményeinek vagy a megfelelő jelátalakítás tervének.
• Válaszidő követelményeiaz alkalmazás dinamikájától függ. Lassan mozgó berendezések, például prések vagy pozicionáló fokozatok esetén 100-150 ezredmásodperces válasz elegendő. A nagy sebességű alkalmazásoknál, mint például a fröccsöntés vagy az aktív felfüggesztési rendszerek, 20 ezredmásodperc alatti válaszadási sebességű szervoszelepekre lehet szükség.
• Környezetvédelmi szempontoktartalmazza az üzemi hőmérséklet-tartományt, a rezgésállóságot és a szerelési irányt. Az OBE-vel ellátott szelepek kiváló rezgésállóságot biztosítanak, mivel az elektronika közvetlenül a szeleptestre van felszerelve, kiküszöbölve a szelep és az erősítő közötti sérülékeny kábelcsatlakozásokat. Az üzemi hőmérséklet jellemzően -20°C és +70°C között van a szabványos kiviteleknél, extrém körülményekre speciális változatok is elérhetők.

Az arányos szeleptechnológia jövője

Az arányos szeleptechnológia folyamatosan fejlődik a nagyobb teljesítmény és az intelligensebb integráció felé. A modern kialakítások egyre inkább tartalmaznak fejlett diagnosztikát, valós idejű állapotfigyelést és prediktív karbantartási képességeket biztosítva. A kommunikációs protokollok, mint például az IO-Link lehetővé teszik az arányos szelepek számára, hogy részletes működési adatokat jelentsenek, beleértve a ciklusszámlálást, a hőmérsékletet, a belső nyomást és az észlelt hibákat.

Az arányos és a szervoszelep teljesítménye közötti konvergencia folytatódik. Ahogy az arányos szelepgyártók javítják az orsó megmunkálási pontosságát, és fejlett vezérlőalgoritmusokat alkalmaznak az OBE rendszerekben, a teljesítménybeli különbség csökken. Számos olyan alkalmazásnál, ahol egykor drága szervoszelepeket írtak elő, a modern, LVDT visszacsatolású proporcionális szelepek megfelelő pontosságot és ismételhetőséget biztosítanak lényegesen alacsonyabb költségek mellett.

Az energiahatékonyság ösztönzi az innovációt mind az alkatrész-, mind a rendszertervezésben. Az új szelepgeometriák minimalizálják a nyomásesést, miközben megőrzik a szabályozás pontosságát, csökkentve a hőtermelést és az energiafogyasztást. A rendszerszintű fejlesztések közé tartoznak az intelligens szabályozási stratégiák, amelyek több arányos szelepet koordinálnak az általános energiafelhasználás optimalizálása érdekében, ahelyett, hogy az egyes szelepeket egymástól függetlenül vezérelnék.

Az arányos szelepdiagramok megértése biztosítja az alapot a hatékony munkavégzéshez a modern automatizált berendezésekkel. Legyen szó új rendszerek tervezéséről, meglévő telepítések hibaelhárításáról vagy a frissítéshez szükséges összetevők kiválasztásáról, ezen szabványos szimbólumok és következményeik értelmezésének képessége kritikus betekintést nyújt a rendszer viselkedésébe és teljesítményjellemzőibe. A diagramok nemcsak statikus alkatrészek szimbólumait ábrázolják, hanem az elektro-hidraulikus vezérléstechnika több évtizedes mérnöki finomítását is magukba foglalják.