Калі вы назіраеце, як бульдозер падымае лязо, або бачыце, як завадскі робат рухаецца з дакладнасцю, ёсць невялікі, але магутны кампанент, які робіць усё гэта магчымым: клапан кіравання.
У гэтым кіраўніцтве вы даведаецеся ўсё, што вам трэба ведаць аб гэтых асноўных частках, ад таго, як яны працуюць, да выбару той, якая адпавядае вашым патрэбам.
Што такое накіравальны рэгулюючы клапан?
Думайце пра накіраваны рэгулюючы клапан (DCV) як пракантролер руху вадкасцяў. Гэтак жа, як святлафор накіроўвае аўтамабілі на скрыжаванне, DCV накіроўвае гідраўлічнае масла або сціснутае паветра па розных шляхах у машыне. Гэтыя клапаны з'яўляюцца "мозгам" гідраўлічных сістэм харчавання, якія паведамляюць вадкасці, куды і калі рухацца.
Чаму яны называюцца клапанамі "Бэнг-Бэнг"?
Многія DCV працуюць як выключальнік святла - яны альбо цалкам уключаны, альбо цалкам выключаны. Там няма прамежкавага становішча, таму людзі часам называюць іх клапанамі "бац-бац". Калі яны пераключаюцца, то робяць гэта хутка і цалкам.
Як працуе накіравальны клапан?
Асноўныя часткі
Кожны DCV мае наступныя асноўныя кампаненты:
Корпус клапана:Гэта як дом, які трымае ўсё разам. Ён мае ўнутры каналы, па якіх можа цячы вадкасць.
Шпулька або талерка:Гэта рухомая частка, якая фактычна кіруе патокам. Думайце пра гэта як пра рассоўныя дзверы, якія адчыняюць і зачыняюць розныя шляхі.
парты:Гэта месцы злучэння труб. Звычайна яны пазначаюцца:
- P= Ціск (адкуль паступае вадкасць)
- T= Бак (куды вяртаецца вадкасць)
- А і Б= Порты прывада (куды вадкасць ідзе для выканання працы)
Прывад:Гэта тое, што рухае шпульку. Гэта можа быць ручка, якой вы націскаеце, электрычная спіраль або ціск вадкасці.
Як гэта кантралюе паток
Калі прывад рухае золотник, ён выстройвае розныя адтуліны і каналы ўнутры корпуса клапана. Гэта стварае новыя шляхі для праходжання вадкасці. Гэта падобна на перастаноўку частак галаваломкі, каб стварыць розныя шляхі.
Тыпы накіравальных клапанаў
Па тым, як яны рухаюцца (унутраны дызайн)
Золотниковые клапаны
У іх выкарыстоўваецца цыліндрычная частка (шпуля), якая слізгае наперад і назад. Яны падобныя на слізгальную галаваломку, дзе перасоўванне адной часткі адкрывае адны шляхі і закрывае іншыя. Яны ўніверсальныя, але дапускаюць невялікую ўцечку.
Талеркавыя клапаны
У іх выкарыстоўваецца шар, конус або дыск, які падымаецца з сядзення, каб забяспечыць паток, або націскае ўніз, каб спыніць яго. Уявіце сабе корак у бутэльцы - калі вы яе здымаеце, вадкасць выцякае. Гэтыя клапаны зачыняюцца вельмі шчыльна, практычна без уцечак.
Паваротныя клапаны
Замест таго, каб слізгаць, яны круцяцца, выбудоўваючы розныя праходы. Яны падобныя на паварот ключа ў замку, каб адчыніць розныя дзверы.
Па тым, як яны працуюць
Ручныя клапаны
Вы кіруеце імі ўручную з дапамогай рычага, кнопкі або педалі. Яны простыя і надзейныя, як механічная каробка перадач.
Электрамагнітныя клапаны
Яны кіруюцца электрычнасцю. Калі вы пасылаеце электрычны сігнал, магнітная шпулька рухае клапан. Гэта як мець пульт дыстанцыйнага кіравання клапанам.
Клапаны з пілотным кіраваннем
Яны выкарыстоўваюць ціск вадкасці для перамяшчэння клапана. Яны карысныя, калі вам патрэбна вялікая сіла, каб перамясціць вялікі клапан, напрыклад, пры выкарыстанні гідраўзмацняльніка руля ў аўтамабілі.
Па колькасці пазіцый і партоў
Спачатку сістэма найменняў можа здацца заблытанай, але на самой справе яна простая:
- 2/2 клапан:2 порта, 2 пазіцыі (як выключальнік уключэння/выключэння)
- 3/2 клапан:3 порта, 2 пазіцыі (агульна для цыліндраў простага дзеяння)
- 4/2 клапан:4 порта, 2 пазіцыі (стандарт для цыліндраў падвойнага дзеяння)
- 4/3 клапан:4 порта, 3 пазіцыі (уключаючы нейтральнае сярэдняе становішча)
Цэнтральныя пазіцыі (для 3-пазіцыйных клапанаў)
- Адкрыты цэнтр:Усе парты злучаюцца разам - як адчыняюцца ўсе дзверы ў доме
- Закрыты цэнтр:Усе парты заблакаваныя - як зачыніць усе дзверы
- Тандэмны цэнтр:Ціск падключаецца да бака, але парты прывада заблакіраваны
- Цэнтр плавання:Порты прывада падключаюцца да бака, але ціск перакрыты
Выбар правільнага клапана: асноўныя характарыстыкі
Расход (Cv)
Гэта паказвае, колькі вадкасці можа вытрымаць клапан. Ён вымяраецца ў галонах у хвіліну (GPM) пры перападзе ціску ў 1 PSI. Успрымайце гэта як дыяметр садовага шланга - большыя лічбы азначаюць большую прапускную здольнасць.
Намінальны ціск
Гэта максімальны ціск, які можа бяспечна вытрымліваць клапан. Звычайна ён пазначаецца як PN (напрыклад, PN350 для 350 бар) або ў PSI. Не перавышайце гэты ліміт, інакш клапан можа выйсці з ладу.
Час водгуку
Для электрамагнітных клапанаў гэта хуткасць пераключэння пазіцый, звычайна вымяраецца ў мілісекундах. Хутчэйшы час водгуку лепш для прыкладанняў, якія патрабуюць хуткіх рухаў.
Клас уцечкі
Гэта ацэньвае, наколькі добра ўшчыльняе клапан:
- IV клас:Некаторая ўцечка (0,01% ад намінальнага расходу)
- Клас V:Нізкая ўцечка
- VI клас:Герметычны для бурбалак (амаль без уцечак)
Ад простага да разумнага: віды кіравання
Клапаны ўключэння/выключэння (стандартныя DCV)
Гэта асноўныя клапаны "бац-бац", пра якія мы гаварылі. Яны альбо цалкам адкрытыя, альбо цалкам зачыненыя. Яны ідэальна падыходзяць для такіх простых задач, як заціск дэталі або поўнае выцягванне цыліндра.
Прапарцыйныя клапаны
Гэта як дыммеры для патоку вадкасці. Замест таго, каб проста ўключаць/выключаць, яны могуць быць часткова адкрытымі для кантролю расходу. Гэта дае вам плыўнае рэгуляванне хуткасці. Яны выдатна падыходзяць для такіх прыкладанняў, як праца крана, дзе патрэбны плыўныя рухі.
Сервоклапы
Гэта дакладныя інструменты свету клапанаў. Яны забяспечваюць надзвычай дакладны кантроль і могуць рэагаваць на зваротную сувязь, каб падтрымліваць дакладныя пазіцыі або патокі. Яны выкарыстоўваюцца ў высокакласных праграмах, такіх як авіясімулятары і станкі з ЧПУ.
Рэальныя прыкладанні
Будаўнічая тэхніка
- Экскаватары:Выкарыстоўвайце некалькі клапанаў 4/3 для кіравання стралой, рукой, каўшом і кручэннем. Прапарцыйныя клапаны з пілотным кіраваннем даюць аператару плыўнае кіраванне.
- Бульдозеры:Выкарыстоўвайце DCV для кіравання вуглом і вышынёй ляза, а таксама гусенічнымі прываднымі сістэмамі.
Вытворчасць
- Станкі з ЧПУ:Выкарыстоўвайце электрамагнітныя DCV для заціску інструмента і прапарцыйныя клапаны для дакладнага пазіцыянавання.
- Зборачныя лініі:Пнеўматычныя DCV працуюць з захопамі, пад'ёмнікамі і механізмамі сартавання.
Сельская гаспадарка
- Трактары:Шматзалатнікавыя клапаны кіруюць такімі прыладамі, як плугі і касілкі.
- Камбайны:DCV кантралююць вышыню жаткі і хуткасць ачышчальнага вентылятара.
Аэракасмічная
- Шасі самалёта:Сервоклапы забяспечваюць дакладнае і надзейнае кіраванне выцягваннем і ўцягваннем.
- Элементы кіравання палётам:Высокаэфектыўныя сервоклапаны дазваляюць выкарыстоўваць сістэмы з падключэннем па правадах.
Агляд рынку: хто што робіць
Сусветны рынак рэгулюючых клапанаў каштуе каля 8-10 мільярдаў долараў і расце на 5-11% у год. Сярод асноўных гульцоў:
- Bosch Rexroth:Вядомы надзейнымі гідраўлічнымі клапанамі і інтэграцыяй Industry 4.0
- Паркер Ханіфін:Прапануе шырокі дыяпазон як для гідраўлічных, так і для пнеўматычных прымянення
- Eaton/Danfoss:Моцны ў мабільнай гідраўліцы з тэхналогіямі разумных клапанаў
- SMC:Вядучы вытворца пнеўматычных клапанаў з кампактнымі канструкцыямі з высокім расходам
- Урачыстасць:Інавацыйныя пнеўматычныя рашэнні, уключаючы астраўкі клапанаў і лічбавыя платформы
- Муг:Высокадакладныя сервакраны для патрабавальных прыкладанняў
Будучыня: разумныя клапаны і прамысловасць 4.0
Разумныя функцыі
Сучасныя клапаны становяцца разумнейшымі з убудаванымі датчыкамі, якія кантралююць:
- тэмпература
- Колькасць цыклаў
- Зваротная сувязь па пазіцыі
- Патокі
- Ўзроўні забруджанасці
Лічбавая інтэграцыя
Новыя клапаны могуць мець зносіны з дапамогай такіх пратаколаў, як:
- IO-Link
- EtherNet/IP
- Profibus
- Modbus
Гэта дазваляе ім адпраўляць дыягнастычныя дадзеныя ў цэнтральныя сістэмы кіравання, забяспечваючы прагнастычнае абслугоўванне.
Прагнастычнае абслугоўванне
Замест таго, каб чакаць, калі клапаны выйдуць з ладу, разумныя сістэмы могуць прадбачыць, калі спатрэбіцца тэхнічнае абслугоўванне, на падставе дадзеных у рэжыме рэальнага часу. Гэта памяншае непрадбачаныя прастоі і эканоміць грошы.
Ліквідацыю распаўсюджаных праблем
Клапан не запускаецца
Магчымыя прычыны:Няма электрычнага сігналу, згарэла шпулька, нізкі ціск пілатара
рашэнні:Праверце напружанне, праверце ручное адхіленне, праверце падачу паветра/масла ў пілот
Павольныя або адрывістыя руху
Магчымыя прычыны:Унутраная ўцечка, забруджаная вадкасць, няправільны памер клапана
рашэнні:Праверце на ўцечку, заменіце вадкасць і фільтры, праверце памер клапана
Дрэйфы прывада
Магчымыя прычыны:Няправільнае цэнтральнае становішча, зношаная шпулька, вонкавая ўцечка
рашэнні:Праверце канфігурацыю клапана, праверце ўнутраны знос, праверце злучэнні
Знешняя ўцечка
Магчымыя прычыны:Зношаныя ўшчыльненні, аслабленыя балты, трэснуты корпус
рашэнні:Заменіце ўшчыльненні, праверце момант кручэння нітаў, праверце наяўнасць пашкоджанняў
Шум або перагрэў
Магчымыя прычыны:Кавітацыя, клапан занадта малы, ціск занадта высокі
рашэнні:Праверце ўзровень вадкасці, праверце памер клапана, адрэгулюйце настройку ахоўнага клапана
Лепшыя практыкі тэхнічнага абслугоўвання
Рэгулярныя праверкі
- Праверце знешнія ўцечкі
- Шукайце карозію або пашкоджанні
- Пераканайцеся, што ўсе злучэнні шчыльна зацягнуты
- Тэст ручных перавызначэнняў
Тэхнічнае абслугоўванне вадкасці
- Рэгулярна адбірайце пробы вадкасці на забруджванне
- Мяняйце фільтры па раскладзе
- Падтрымлівайце тэмпературу сістэмы ніжэй за 140°F (60°C)
- Падтрымлівайце належны ўзровень вадкасці
Прафілактычныя дзеянні
- Перыядычна перамыкайце клапаны, каб прадухіліць зліпанне
- Захоўвайце інвентар запасных частак
- Навучыце аператараў правільнаму выкарыстанню
- Гісторыя вядзення дакументаў
Робім правільны выбар
Выбіраючы накіравальны клапан, улічвайце наступныя фактары:
Неабходная функцыя:Колькі партоў і пазіцый вам трэба?
Ціск і расход:Якія вашы сістэмныя патрабаванні?
Тып вадкасці:Гідраўлічнае масла, паветра, вада ці спецыяльныя вадкасці?
Метад кантролю:Ручное, электрычнае або пілотнае кіраванне?
Асяроддзе:Тэмпература, пыл, небяспечныя зоны?
Бюджэт:Першапачатковы кошт супраць доўгатэрміновай надзейнасці
Заключэнне
Напрамкавыя клапаны з'яўляюцца неапетымі героямі сучаснага машынабудавання. Ад экскаватара на будаўнічай пляцоўцы да робата на канвееры гэтыя клапаны робяць магчымым кіраваны рух. Па меры развіцця тэхналогій клапаны становяцца разумнейшымі і больш інтэграванымі з лічбавымі сістэмамі, але іх асноўная задача застаецца ранейшай: кіраванне патокам вадкасці для стварэння карыснай працы.
Незалежна ад таго, распрацоўваеце вы новую сістэму, ліквідуеце непаладкі ў існуючай або проста спрабуеце зразумець, як усё працуе, разуменне накіраваных рэгулюючых клапанаў адкрывае дзверы для разумення гідраўлічных сістэм харчавання, якія атачаюць нас кожны дзень.
Ключ да поспеху з DCV - гэта падабраць правільны тып клапана ў адпаведнасці з вашымі канкрэтнымі патрэбамі прымянення, іх належнае абслугоўванне і адпавядаць новым тэхналогіям. З гэтай асновай вы будзеце добра падрыхтаваны для прыняцця абгрунтаваных рашэнняў аб гэтых важных кампанентах.
