Гэтыя клапаны паўсюль вакол нас. Вы знойдзеце іх у экскаватараў, якія капаюць асновы, пагрузчыкі, якія рухаюцца на складах і нават у сістэмах кіравання самалётам. Без гэтых клапанаў цяжкія машыны былі б немагчыма кантраляваць.
Як працуюць гэтыя клапаны?
Асноўныя часткі
Кожны гідраўлічны кірунак кіравання мае тры ключавыя часткі, якія працуюць разам:
1. Цела клапана
Цела клапана падобна на дом, дзе ўсё адбываецца. Звычайна вырабляецца з моцных матэрыялаў, такіх як сталь або алюміній. Унутры ёсць старанна прасвідраваныя адтуліны, якія называюцца партамі. Гэтыя парты маюць спецыяльныя імёны:
- P Порт:Дзе прыходзіць вадкасць пад ціскам
- T Порт:Дзе вадкасць вяртаецца ў рэзервуар
- A і B Парты:Дзе вадкасць ідзе, каб перамяшчаць цыліндры альбо рухавікі
2. Элемент кіравання
Гэта рухаецца частка, якая фактычна накіроўвае вадкасць. Ёсць два асноўныя тыпы:
Spool:Круглы, рассоўны кавалак, які падобны на аловак з больш шырокімі ўчасткамі. Па меры таго, як ён слізгае туды -сюды, ён адкрываецца і закрывае розныя шляхі для вадкасці.
Poppet:Конусны кавалак, які працуе як корка ў бутэльцы. Ён ушчыльняе вельмі шчыльна пры закрыцці, але можа адкрыцца, каб прапускаць вадкасць.
3. Прывод
Гэта тое, што рухае элемент кіравання. Агульныя тыпы ўключаюць:
- Спружыны, якія штурхаюць клапан назад у бяспечнае становішча
- Электрамагніты (электрычныя магніты), якія рухаюцца пры харчаванні
- Ручныя рычагі для працы ўручную
- Пілотныя элементы кіравання, якія выкарыстоўваюць уласны ціск сістэмы
Як цякучы цячэ
Давайце скарыстаемся простым прыкладам з гідраўлічным цыліндрам:
Нейтральная пазіцыя:Калі клапан знаходзіцца ў сярэднім становішчы, цыліндр застаецца класці. У залежнасці ад канструкцыі клапана, вадкасць можа быць заблакаваная альбо дазволена вярнуцца ў рэзервуар.
Пашырэнне пазіцыі:Клапан злучае порт ціску (P) да порта А, адпраўляючы вадкасць, каб падоўжыць цыліндр. У той жа час, вадкасць з іншага боку цыліндру цячэ назад праз порт B да рэзервуара (T).
Адцягванне пазіцыі:Цяпер клапан пераключаецца. Ціск ідзе ў порт B, каб адцягнуць цыліндр, у той час як вадкасць вяртаецца з порта А ў рэзервуар.
Тыпы гідраўлічных кіруючых клапанаў
Па ўнутраным дызайне
Шпулькі клапанаў
Гэта найбольш распаўсюджаны тып. Шпулька слізгае ўнутры корпуса клапана, каб стварыць розныя шляхі патоку.
Добрыя моманты:
- Можа апрацоўваць складаныя аперацыі з некалькімі пазіцыямі
- Нізкая ўстойлівасць да патоку вадкасці
- Універсальны і шырока выкарыстоўваецца
Не так добра:
- Невялікія прабелы дазваляюць прасочвацца вадкасці ўнутрана
- Можа затрымацца, калі вадкасць брудная
Клапаны паппета
Яны выкарыстоўваюць элементы конусу або шарыка, якія шчыльна ўшчыльняюцца да сядзення.
Добрыя моманты:
- Амаль няма ўнутранай уцечкі
- Добра працуйце з бруднай вадкасцю
- Выдатна падыходзіць для правядзення цяжкіх грузаў
Не так добра:
- Абмежаваны простымі функцыямі ўключэння/выключэння
- Патрэбна больш сіл для працы
Паколькі яны працуюць
Ручныя клапаны:Кіруецца ўручную пры дапамозе рычагоў, ручак ці кнопак. Просты і надзейны, але хтосьці павінен быць там, каб кіраваць імі.
Электрамагнітныя клапаны:Выкарыстоўвайце электраэнергію для працы. Яны ідэальна падыходзяць для аўтаматызаваных сістэм і могуць кантраляваць кампутары.
Пілотныя клапаны:Для перамяшчэння асноўнага клапана выкарыстоўвайце ўласны гідраўлічны ціск сістэмы. Гэта падобна на выкарыстанне невялікага клапана для кіравання вялікім клапанам - выдатна падыходзіць для прыкладанняў з высокім патокам.
Па кантролі дакладнасці
Уключэнне/выключэнне клапанаў:Простыя выключальнікі, якія альбо цалкам адкрытыя, альбо цалкам закрытыя. Як выключальнік святла - ён альбо выключаны.
Прапарцыйныя клапаны:Яны могуць адкрывацца часткова, як цьмяны выключальнік для агнёў. Чым больш вы падвяргаеце сігнал кіравання, тым больш адкрываецца клапан. Гэта дае вам бесперашкодны кантроль хуткасці.
Сервопрованныя клапаны:Самы дакладны тып, які выкарыстоўваецца ў дадатках, якія маюць патрэбу ў надзвычай дакладным кантролі, напрыклад, самалёта або дакладнага вытворчага абсталявання.
Важныя асаблівасці і тэхнічныя характарыстыкі
Цэнтральныя функцыі
Для шпульскіх клапанаў тое, што адбываецца ў нейтральным (цэнтральным) становішчы, вельмі важна:
Закрыты цэнтр:Усе парты заблакаваныя. Гэта блакуе цыліндр на месцы, але помпа працуе больш.
Адкрыты цэнтр:Порт ціску падключаецца да рэзервуара. Гэта эканоміць энергію, дазваляючы помпам працаваць без ціску, але цыліндр можа дрэйфаваць.
Тандэм -цэнтр:Кампраміс, які эканоміць нейкую энергію, забяспечваючы больш якасную нагрузку.
Ключавыя нумары прадукцыйнасці
- Рэйтынг ціску:Наколькі ціск можа бяспечна справіцца з клапанам. Звычайна вымяраецца ў PSI або панэлі.
- Хуткасць патоку:Колькі вадкасці можа праходзіць праз хвіліну. Звычайна вымяраецца ў галонах у хвіліну (GPM) або літраў у хвіліну.
- Час адказу:Як хутка клапан рэагуе на сігнал кіравання. Важна для прыкладанняў, якія маюць патрэбу ў хуткіх рухах.
- Падзенне ціску:Колькі ціску губляецца, калі вадкасць цячэ праз клапан. Ніжэй лепш для эфектыўнасці.
Сімвалы і стандарты клапана
Інжынеры выкарыстоўваюць спецыяльныя сімвалы, каб паказаць клапаны на гідраўлічных дыяграмах. Гэтыя сімвалы прытрымліваюцца міжнародных стандартаў (ISO 1219), каб інжынеры па ўсім свеце маглі іх зразумець.
Сімвал клапана паказвае:
- Скрыні, якія прадстаўляюць кожную пазіцыю
- Стрэлкі, якія паказваюць шляхі патоку
- Лініі з t-маркі, якія паказваюць заблакаваныя шляхі
- Лісты (P, T, A, B) Азначэнне партоў
- Сімвалы для спружын і электрамагнітаў
Напрыклад, "клапан 4/3" азначае 4 парты і 3 пазіцыі.
Агульныя прыкладанні
Будаўнічае абсталяванне
Экскаватары выкарыстоўваюць некалькі кіруючых клапанаў для кіравання бумам, рукой, вядром і самастойна. Аператары выкарыстоўваюць джойсцікі, якія адпраўляюць сігналы ў прапарцыйныя клапаны для гладкага кантролю.
Выраб
Зборныя лініі выкарыстоўваюць гэтыя клапаны для кіравання робатызаванымі зброямі, націскамі і канвеернымі сістэмамі. Соланоідныя клапаны рэагуюць на камп'ютэрныя каманды для дакладных тэрмінаў.
Сельская гаспадарка
Сучасныя трактары выкарыстоўваюць прапарцыйныя блокі клапана для кіравання такімі прылады, як плугі і камбайкі. Некаторыя сістэмы нават інтэгруюцца з GPS для аўтаматызаванай палявой працы.
Аэракасмічная
Самалёты выкарыстоўваюць надзвычай надзейныя сервопропас для кіравання палётамі. Гэтыя клапаны павінны працаваць выдатна нават у экстрэмальных умовах.
Лепшыя вытворцы
Bosch Rexroth:Вядомыя якаснымі клапанамі з перадавой электронікай і магчымасцямі маніторынгу.
Паркер Ханіфін:Прапануе шырокі дыяпазон ад асноўных прамысловых клапанаў да спецыялізаваных клапанаў мабільнага абсталявання.
Ітан (Вікерс):Вядомыя звышмагутны клапаны, якія доўжацца доўга ў жорсткіх умовах.
Danfoss:Спецыялізуецца на мабільнай гідраўліцы і энергаэфектыўных сістэмах.
Hydac:Вядомы кампактнымі клапанамі картрыджаў і карыстацкімі калектарамі.
Ўстаноўка і абслугоўванне
Выбар правільнага клапана
Разгледзім гэтыя фактары:
- Патрабаванні да ціску і патоку: адпавядаюць патрэбам вашай сістэмы
- Тып кіравання: Уключэнне/выключэнне для простых задач, прапарцыйны для зменнай хуткасці
- Навакольнае асяроддзе: выбірайце ўшчыльняльнікі і пакрыцці, прыдатныя для вашых умоў
- Бяспека: Выберыце Цэнтральныя функцыі, якія забяспечваюць бяспечную працу
Агульныя праблемы і рашэнні
Клапан не будзе працаваць:
- Праверце электрычныя злучэнні на электрамагнітных клапанах
- Праверце належны гідраўлічны ціск для пілотных клапанаў
- Шукайце механічныя перашкоды
Павольная ці няправільная праца:
- Ачысціць альбо замяніць брудную гідраўлічную вадкасць
- Праверце паветра ў сістэме
- Праверце на наяўныя кампаненты клапана
Знешнія ўцечкі:
- Замяніце зношаныя ўшчыльняльнікі і пракладкі
- Праверце мантажную плоскасць паверхні
- Пераканайцеся ў правільным крутоўным крузе ніта
Лепшыя практыкі
Ўстаноўка:
- Трымайце ўсё ў чысціні падчас ўстаноўкі
- Выкарыстоўвайце правільныя пракладкі і ўшчыльняльныя злучэнні
- Зацягніце балты да зададзеных значэнняў крутоўнага моманту
Аперацыя:
- Пачніце з нізкага ціску, каб праверыць асноўную функцыю
- Сачыце за тэмпературай і ціскам сістэмы
- Захоўвайце гідраўлічную вадкасць у чысціні пры правільнай фільтрацыі
Абслугоўванне:
- Рэгулярна праца тэставага клапана
- Змяніць гідраўлічную вадкасць у адпаведнасці з раскладам
- Захоўвайце падрабязныя запісы тэхнічнага абслугоўвання
Будучыя тэндэнцыі
Прамысловасць гідраўлічнага клапана працягвае развівацца:
Разумныя клапаны:Новыя клапаны ўключаюць датчыкі і электроніку, якія могуць паведамляць пра іх стан і прадукцыйнасць. Гэта дапамагае прадказаць, калі неабходна тэхнічнае абслугоўванне.
Энергаэфектыўнасць:Вытворцы распрацоўваюць клапаны, якія марнуюць менш энергіі, дапамагаючы знізіць эксплуатацыйныя выдаткі і ўздзеянне на навакольнае асяроддзе.
Інтэграцыя:Клапаны становяцца больш кампактнымі і інтэграваны з іншымі сістэмамі сістэмы, памяншаючы пункты ўцечкі і час усталявання.
Лічбавы кантроль:Больш клапанаў прызначаны для працы з лічбавымі сістэмамі кіравання і сеткамі Інтэрнэту рэчаў (IoT).
Гідраўлічныя накіравальныя клапаны - гэта неабходныя кампаненты, якія дазваляюць сучаснай тэхнікай магчымай. Ад простых уключэння/выключэння клапанаў да складаных сервопридных сістэм гэтыя прылады пераўтвараюць электрычныя або механічныя сігналы ў кантраляваную гідраўлічную магутнасць.
Разуменне таго, як працуюць гэтыя клапаны, іх розныя тыпы і як іх выбіраць і падтрымліваць, мае вырашальнае значэнне для тых, хто працуе з гідраўлічнымі сістэмамі. Па меры прасоўвання тэхналогій гэтыя клапаны становяцца разумнейшымі, больш эфектыўнымі і больш інтэграванымі з лічбавымі сістэмамі кіравання.
Незалежна ад таго, што вы працуеце з цяжкім абсталяваннем, распрацоўкай сістэм аўтаматызацыі альбо падтрыманнем гідраўлічнай тэхнікі, веданне накіраванага кіравання клапанамі дапаможа вам працаваць больш эфектыўна і бяспечна.
Выбраўшы правільны клапан для вашага прыкладання і правільна падтрымаўшы яго, вы можаце забяспечыць надзейную працу і працяглы тэрмін службы. Ключавым з'яўляецца разуменне вашых сістэмных патрабаванняў і супастаўленне іх з адпаведнай тэхналогіяй клапана.
Памятаеце, што, сумняваючыся, пракансультуйцеся з экспертамі па гідраўлічнай сістэме або вытворцамі клапанаў. Яны могуць забяспечыць канкрэтныя рэкамендацыі для вашых унікальных патрэбаў прыкладанняў і дапамагчы забяспечыць аптымальную прадукцыйнасць сістэмы.
