Тыпы гідраўлічных накіравальных клапанаў

Гідраўлічныя клапаны кіравання служаць камандным цэнтрам гідраўлічных сістэм харчавання, вызначаючы, калі, дзе і як вадкасць пад ціскам паступае да выканаўчых механізмаў. Гэтыя клапаны кантралююць кірунак патоку вадкасці, адкрываючы, закрываючы або змяняючы стан злучэння ўнутраных каналаў. Для інжынераў, якія распрацоўваюць мабільнае абсталяванне, сістэмы прамысловай аўтаматызацыі або цяжкія машыны, разуменне розных тыпаў гідраўлічных рэгулюючых клапанаў мае важнае значэнне для адпаведнасці магчымасцей клапана патрабаванням прымянення.

Lahko se uporablja kot zaviralec dima in sevanja ter sredstvo proti iskrenju v PVC, najlonu, polietilenu, PP poliestrih, termoplastičnih elastomerih in gumi. Lahko zagotovimo najboljšo kakovost tovora in storitev.

Класіфікацыя па нумары шляху і нумары пазіцыі

Самая фундаментальная класіфікацыя тыпаў гідраўлічных накіравальных клапанаў выкарыстоўвае сістэму абазначэнняў W/P, дзе W уяўляе колькасць шляхоў (партоў), а P паказвае колькасць пазіцый, якія клапан можа падтрымліваць. Гэта стандартызаванае пагадненне аб найменнях, узгодненае з графічнымі сімваламі ISO 1219-1, дае імгненнае ўяўленне аб функцыянальнасці клапана.

Нумар шляху адносіцца да вонкавых злучальных партоў на корпусе клапана. У стандартных прамысловых прымяненнях гэтыя парты ўключаюць P (порт ціску/помпы), T (бак/зваротны порт) і працоўныя порты, звычайна пазначаныя A і B. 4-хадавой клапан падключаецца да чатырох знешніх ліній, у той час як 3-хадавы клапан мае тры порты, а 2-хадавы клапан забяспечвае толькі дзве кропкі злучэння.

Нумар пазіцыі паказвае, колькі стабільных станаў можа дасягнуць золотник або элемент клапана. 2-пазіцыйны клапан працуе ў рэжыме ўключэння/выключэння з двума дыскрэтнымі станамі. 3-пазіцыйны клапан дадае нейтральнае цэнтральнае становішча, што становіцца крытычным для рэжыму чакання сістэмы і кіравання энергіяй.

Агульныя тыпы гідраўлічных рэгулюючых клапанаў, якія выкарыстоўваюць гэтую класіфікацыю, уключаюць клапаны 2/2 для простага ўключэння і выключэння, клапаны 3/2 для кіравання цыліндрам адзінарнага дзеяння, клапаны 4/2 для асноўных аперацый цыліндра падвойнага дзеяння і клапаны 4/3, якія прадстаўляюць найбольш універсальную канфігурацыю для двухнакіраванага кіравання прывадам з вызначанымі ўмовамі цэнтра.

Асаблівай увагі заслугоўвае 4/3-канальны рэгулюючы клапан, таму што функцыя яго цэнтральнага становішча непасрэдна ўплывае на эфектыўнасць сістэмы і ўтрымлівальную сілу прывада. Існуюць тры асноўныя канфігурацыі цэнтра. Закрыты цэнтр блакуе ўсе порты адзін ад аднаго, падтрымліваючы становішча прывада з высокай статычнай калянасцю, але прадухіляючы разгрузку помпы. Тандэмны цэнтр (таксама званы цэнтр P-to-T) злучае порт P з портам T, адначасова блакуючы порты A і B, што дазваляе помпе разгружацца ў рэзервуар пры нізкім ціску ў рэжыме чакання, значна зніжаючы выпрацоўку цяпла і спажыванне энергіі. Адкрыты цэнтр злучае ўсе парты разам, карысны ў пэўных прыярытэтных ланцугах, але прапануе мінімальную магчымасць утрымання прывада.

Пры ўказанні тыпаў гідраўлічных рэгулюючых клапанаў для мабільнага экскаватара інжынеры звычайна выбіраюць клапаны 4/3 з тандэмным цэнтрам, каб знізіць цеплавую нагрузку гідраўлічнай сістэмы падчас перыядаў прастою, прымаючы крыху меншую жорсткасць утрымання ў якасці кампрамісу для кіравання тэмпературай і эфектыўнасці выкарыстання паліва.

Класіфікацыя па канструкцыі клапана: золотниковые клапаны супраць талеркавых клапанаў

Акрамя нумароў портаў і пазіцый, тыпы гідраўлічных накіравальных клапанаў істотна адрозніваюцца сваімі ўнутранымі элементамі рэгулявання патоку. Дзве асноўныя канструкцыі - гэта золотниковые клапаны і тарельчатыя клапаны, кожная з якіх дае пэўныя перавагі ў залежнасці ад патрабаванняў прымянення.

Залатнікавыя клапаны

У золотниковых клапанах выкарыстоўваецца цыліндрычны золотник, які слізгае ў дакладна апрацаваным адтуліне, каб адкрываць і закрываць шляхі патоку. Залатнік змяшчае ўчасткі (ўшчыльняльныя паверхні) і канаўкі (праточныя каналы). Калі шпулька рухаецца ў восевым кірунку, яна адкрывае або блакуе адтуліны, апрацаваныя ў корпусе клапана. Гэтая канструкцыя дазваляе бясконцае пазіцыянаванне паміж дыскрэтнымі станамі, робячы гідраўлічныя накіраваныя клапаны золотникового тыпу ідэальнымі для прапарцыйных і сервоприложений, якія патрабуюць дакладнай мадуляцыі патоку. Дакладнасць вытворчасці золотниковых клапанаў патрабуе жорсткіх радыяльных зазораў, як правіла, ад 5 да 25 мікраметраў, паміж золотником і адтулінай, каб мінімізаваць унутраную ўцечку і адначасова забяспечваць бесперабойную працу.

Шчыльныя зазоры, якія забяспечваюць добрае ўшчыльненне, таксама робяць золотниковые клапаны адчувальнымі да забруджвання вадкасцю. Часціцы, якія перавышаюць радыяльны зазор, могуць прывесці да заліпання або захопу шпулькі, што прывядзе да збою сістэмы. Такім чынам, сістэмы, якія выкарыстоўваюць золотниковые накіравальныя клапаны, павінны падтрымліваць строгую чысціню вадкасці, звычайна коды чысціні ISO 4406 18/16/13 або лепш для стандартных прамысловых прымянення, з сервакранамі, якія патрабуюць нават больш строгіх узроўняў, такіх як 16/14/11.

Талеркавыя клапаны

У тарельчатых клапанах выкарыстоўваюцца конусападобныя або шарыкавыя элементы, якія прылягаюць да апрацаваных сядлоў клапанаў, каб перакрыць паток. Пры прывядзенні ў дзеянне талерка падымаецца са свайго сядзення, дазваляючы абцякаць элемент. Гэтая канструкцыя з сядзеннем і дыскам забяспечвае найвышэйшую герметычнасць з практычна нулявой унутранай уцечкай у закрытым становішчы, што робіць гідраўлічныя рэгулюючыя клапаны тарельчатага тыпу выдатнымі для прыкладанняў, якія патрабуюць шчыльнага адключэння або ўтрымання нагрузак супраць сілы цяжару без дрэйфу.

Талеркавыя клапаны дэманструюць значна больш высокую ўстойлівасць да забруджванняў, чым золотниковые клапаны, таму што часціцы не затрымліваюцца ў вузкіх зазорах. Дызайн талеркі адпавядае ўзроўню чысціні вадкасці ISO 4406 20/18/15 або нават крыху вышэй без непасрэднай рызыкі адмовы. Такая трываласць робіць талеркавыя клапаны прывабнымі для мабільнага абсталявання, якое працуе ў брудных умовах, такіх як горназдабыўная прамысловасць, сельская гаспадарка або будаўніцтва.

Аднак механізм з сядзеннем і дыскам стварае сілы патоку, якія змяняюцца нелінейна па меры адкрыцця талеркі, што робіць дакладнае прапарцыйнае кіраванне больш складаным, чым у канструкцыях шпулі. Талерчатыя накіравальныя клапаны звычайна працуюць у асобных пазіцыях, а не бесперапынна мадулююць паток.

Класіфікацыя па спосабе спрацоўвання

Тыпы гідраўлічных рэгулюючых клапанаў таксама класіфікуюцца ў залежнасці ад таго, як элемент клапана (залатнік або талерка) перамяшчаецца паміж пазіцыямі. Метад прывядзення ў дзеянне вызначае час водгуку, гнуткасць кіравання і складанасць інтэграцыі.

Для ручнога прывядзення ў дзеянне выкарыстоўваецца фізічны ўвод аператара з дапамогай рычагоў, кнопак або педаляў. Гэтыя клапаны не патрабуюць знешняй крыніцы харчавання і забяспечваюць прамую зваротную сувязь з аператарам праз механічнае злучэнне. Клапаны ручнога накіравання застаюцца распаўсюджанымі ў мабільным абсталяванні для аварыйных функцый або ў якасці рэзервовых сістэм, хоць яны абмяжоўваюць патэнцыял аўтаматызацыі і патрабуюць прысутнасці аператара.

Для механічнага прывядзення ў дзеянне выкарыстоўваюцца канчатковыя выключальнікі, кулачкі або ролікавыя рычагі, якія фізічна датыкаюцца з рухомымі кампанентамі машыны, каб выклікаць пераключэнне клапанаў. Апрацоўваючы цэнтр можа выкарыстоўваць рэгулюючы клапан з кулачкам для аўтаматычнага развароту гідраўлічнага стала, калі ён дасягае канца ходу. Механічны прывад забяспечвае надзейную паслядоўнасць без электразабеспячэння, але не мае гнуткасці для праграмуемай логікі.

Пнеўматычны прывад выкарыстоўвае сціснутае паветра, якое дзейнічае на поршань або дыяфрагму для зрушэння клапана. Гэтыя рэгулюючыя клапаны з паветраным кіраваннем былі папулярныя ў прамысловай аўтаматызацыі да таго, як электроннае кіраванне стала дамінуючым. Яны па-ранейшаму з'яўляюцца ў выбуханебяспечнай атмасферы, дзе пераключэнне электрычнасці стварае рызыку ўзгарання.

Электрамагнітны прывад уяўляе сабой найбольш распаўсюджаны метад у сучасных гідраўлічных сістэмах. Электрамагнітная шпулька стварае сілу пры напрузе, цягнучы арматуру, якая альбо непасрэдна зрушвае элемент клапана, альбо кіруе ціскам пілота ў двухступеністым канструкцыі. Накіраваныя клапаны з электрычным кіраваннем плаўна інтэгруюцца з праграмуемымі лагічнымі кантролерамі (ПЛК) і забяспечваюць складаныя аўтаматызаваныя паслядоўнасці.

Выбар паміж гэтымі метадамі прывядзення ў дзеянне залежыць ад архітэктуры кіравання, патрабаванняў бяспекі і экалагічных абмежаванняў. Аднак у клапанах з электрамагнітным прывадам узнікае крытычнае падраздзяленне, якое прынцыпова ўплывае на прапускную здольнасць і электрычную эфектыўнасць.

Прамое дзеянне супраць пілотнага: асноўныя прынцыпы працы

Сярод тыпаў гідраўлічных рэгулюючых клапанаў з электрычным прывадам адрозненне паміж канструкцыямі прамога дзеяння і пілотным кіраваннем уяўляе сабой, бадай, найбольш важную мяжу прадукцыйнасці. Гэтыя дзве архітэктуры вырашаюць фундаментальную інжынерную праблему стварэння дастатковай сілы для зруху элемента клапана супраць сіл вадкасці і нагрузак спружыны.

Электрамагнітныя клапаны прамога дзеяння

Электрамагнітныя клапаны прамога дзеяння выкарыстоўваюць электрамагнітную сілу ад шпулькі для непасрэднага перамяшчэння галоўнага золотника клапана або талеркі. Калі на шпульку падаецца напруга, якое ўзнікла магнітнае поле цягне за сабой арматуру, якая механічна злучаецца з элементам клапана. Гэты просты механізм мае некалькі пераваг. Для функцыянавання клапанаў прамога дзеяння не патрабуецца перапад ціску паміж уваходам і выхадам, гэта значыць яны могуць працаваць ад 0 бар да максімальнага ціску ў сістэме. Такая незалежнасць ад ціску робіць рэгулюючыя клапаны прамога дзеяння неабходнымі для прымянення, калі клапан павінен пераключыцца да павышэння ціску ў сістэме, напрыклад, падчас паслядоўнасці запуску машыны або ў пілотных ланцугах нізкага ціску.

Час водгуку клапанаў прамога дзеяння звычайна большы, чым у пілотных канструкцый, таму што існуе толькі адна механічная ступень. Час пераключэння менш за 20 мілісекунд дасягальны з невялікімі клапанамі прамога дзеяння, што робіць іх прыдатнымі для прыкладанняў, якія патрабуюць хуткага пераключэння.

Аднак канструкцыі прамога дзеяння сутыкаюцца з сур'ёзнымі абмежаваннямі прапускной здольнасці. Саленоід павінен ствараць дастатковую сілу, каб пераадолець сілы вадкасці, якія дзейнічаюць на элемент клапана, сілы трэння і сілы вяртання спружыны. Сіла вадкасці павялічваецца як з ціскам, так і з плошчай патоку. Па меры павелічэння памеру клапана для апрацоўкі большай хуткасці патоку дыяметр золотника і памер порта павінны павялічвацца, рэзка павялічваючы сілы вадкасці, якія супрацьстаяць руху клапана. Каб пераадолець гэтыя вялікія сілы, памер саленоіда і спажываная электрычная магутнасць павінны істотна павялічыцца.

Гэтая ўзаемасувязь стварае эканамічны і цеплавой столь. Накіраваныя рэгулюючыя клапаны прамога дзеяння, якія апрацоўваюць больш за прыблізна 60 літраў у хвіліну пры высокім ціску, патрабуюць такіх вялікіх і энергаёмістых саленоідаў, што іх канструкцыя становіцца непрактычнай. Электрычная магутнасць можа дасягаць ад 50 да 100 Вт і больш, выдзяляючы значнае цяпло, якое патрабуе рассейвання праз корпус клапана і мантажную паверхню. У кампактных гідраўлічных сістэмах або шчыльна размешчаных электрычных шафах такая цеплавая нагрузка можа выклікаць праблемы з надзейнасцю.

Электрамагнітныя клапаны з пілотным кіраваннем

Электрамагнітныя клапаны з пілотным кіраваннем дазваляюць абмежаваць паток праз двухступеністую канструкцыю. Саленоід кіруе невялікім пілотным клапанам, які накіроўвае кіруючую вадкасць у камеры на канцах асноўнага золотника. Розніца ціску на галоўным золотнике, створаная гэтым пілотным патокам, стварае дастатковую сілу для зруху галоўнага золотника незалежна ад яго памеру. У гэтай архітэктуры саленоід выконвае толькі генерацыю сігналу, патрабуючы значна менш электраэнергіі, чым канструкцыя прамога дзеяння, якая апрацоўвае той жа паток. Накіраваныя клапаны з пілотным кіраваннем могуць кіраваць сотнямі ці нават тысячамі літраў у хвіліну, падтрымліваючы энергаспажыванне саленоіда ніжэй за 10-20 Вт.

Зніжэнне патрэбы ў электраэнергіі прыводзіць да меншага выпрацоўкі цяпла, меншага памеру корпуса электрамагніта і больш простага кіравання тэмпературай. Для прыкладанняў з высокім патокам пілотныя канструкцыі не проста пераважней, але і неабходныя як з інжынернай, так і з эканамічнай пункту гледжання.

Кампрамісам для гэтага павышэння эфектыўнасці з'яўляецца залежнасць ад ціску. Клапанам з пілотным кіраваннем патрабуецца дастатковая розніца ціску паміж уваходнай і пілотнай камерамі ціску, каб стварыць сілу, неабходную для пераключэння галоўнага золотника. Калі ціск у сістэме недастатковы падчас запуску або пры няспраўнасці, асноўны золотник можа не зрушыцца цалкам або можа зрушвацца павольна. Мінімальны пілотны ціск звычайна вагаецца ад 3 да 5 бар у залежнасці ад памеру клапана. Праекціроўшчыкі павінны пераканацца, што крыніца ціску, якая забяспечвае пілотны контур, застаецца надзейнай, незалежна ад таго, бярэцца яна знутры з магістральнай напорнай лініі або ад вонкавага акумулятара або асобнага помпы.

Час водгуку таксама адрозніваецца. Клапаны з пілотным кіраваннем павінны запаўняць і асушваць пілотныя камеры на кожным канцы золотника, каб стварыць перапад ціску для пераключэння. Гэтая гідраўлічная затрымка дадае ад 10 да 50 мілісекунд да часу пераключэння ў параўнанні з клапанамі прамога дзеяння аналагічнага памеру. Для большасці прамысловых і мабільных прыкладанняў гэтая затрымка застаецца прымальнай, але для высокачашчынных цыклічных прыкладанняў могуць спатрэбіцца клапаны прамога дзеяння, нягледзячы на ​​іх абмежаванні патоку.

Інжынеры, якія выбіраюць тыпы гідраўлічных накіравальных клапанаў для контуру экскаватара з прадукцыйнасцю 200 літраў у хвіліну, будуць вызначаць клапаны з пілотным кіраваннем для функцый галоўнай стрэлы, рычага і каўша, каб мінімізаваць электрычную цеплавую нагрузку і складанасць кіравання. Тым не менш, тая ж машына можа выкарыстоўваць клапаны прамога дзеяння ў дапаможных ланцугах з нізкім расходам, напрыклад, механізмы фіксацыі інструмента, якія павінны працаваць надзейна пры нулявым ціску ў сістэме.

Пашыранае кіраванне: прапарцыйныя і сервакіравальныя клапаны

У той час як стандартныя накіравальныя клапаны працуюць у дыскрэтных станах уключэння-выключэння, удасканаленыя гідраўлічныя накіравальныя клапаны забяспечваюць бесперапынную мадуляцыю патоку і ціску праз прапарцыйнае або сервоуправление. Гэтыя клапаны прадстаўляюць высокую прадукцыйнасць і складанасць.

У прапарцыйных накіраваных рэгулюючых клапанах выкарыстоўваюцца прапарцыйныя электрамагніты, якія ствараюць сілу, прапарцыйную ўваходнаму току, а не простыя электрамагніты ўключэння і выключэння. Змяняючы камандны сігнал ад кантролера, становішча золотника можна бесперапынна рэгуляваць па ўсім яго ходу. Гэта дазваляе дакладна кантраляваць хуткасць прывада, паскарэнне і сілу. Прапарцыянальны клапан можа кантраляваць рух стралы крана, забяспечваючы плыўныя старты, дакладнае пазіцыянаванне і мяккія прыпынкі, а не рэзкі рух, які ствараецца пры ўключэнні або выключэнні стандартнага накіравальнага клапана.

Прапарцыйныя рэгулюючыя клапаны звычайна ўключаюць інтэграваную электроніку і датчык зваротнай сувязі па становішчы, часта лінейны пераменны дыферэнцыяльны трансфарматар (LVDT), каб унутрана замкнуць контур кіравання. Бартавая электроніка параўноўвае зададзенае становішча з фактычным становішчам золотника, вымераным датчыкам, рэгулюючы ток саленоіда для ліквідацыі памылак пазіцыянавання. Гэтая замкнёная архітэктура кампенсуе варыяцыі трэння, сіл вадкасці і ціску падачы, якія ў адваротным выпадку прывялі б да недакладнасці пазіцыянавання.

Сервонаправленные клапаны кіравання пашыраюць канцэпцыі прапарцыйных клапанаў для дасягнення яшчэ больш высокай прадукцыйнасці. Гэтыя клапаны выкарыстоўваюць крутоўныя рухавікі, механізмы сопла-засланкі або канфігурацыі рэактыўнай трубы для дасягнення часу водгуку менш за 10 мілісекунд і частотнай характарыстыкі больш за 100 Гц. Сервоклапы дазваляюць выкарыстоўваць прымянення, якія патрабуюць хуткага і дакладнага кіравання, такія як сімулятары руху, машыны для выпрабавання матэрыялаў і сістэмы актыўнага гашэння вібрацыі.

Патрабаванні да прадукцыйнасці тыпаў прапарцыйных і гідраўлічных клапанаў кіравання выклікаюць патрэбу ў лічбавых інтэрфейсах сувязі. Традыцыйныя аналагавыя сігналы кіравання з выкарыстаннем контураў току 4-20 мА або 0-10 В пастаяннага току пакутуюць ад электрычных шумоў, дрэйфу сігналу і абмежаваных дыягнастычных магчымасцей. Па меры скарачэння часу водгуку клапана і ўзмацнення патрабаванняў да пазіцыянавання цэласнасць аналагавага сігналу становіцца фактарам, які абмяжоўвае прадукцыйнасць сістэмы.

Крытэрыі выбару для розных тыпаў гідраўлічных клапанаў

Прамысловы пераход да падключэння Industry 4.0 прывёў да істотных змен у тым, як удасканаленыя тыпы гідраўлічных рэгулюючых клапанаў ўзаемадзейнічаюць з сістэмамі кіравання. Лічбавыя камунікацыйныя пратаколы, у прыватнасці IO-Link, ліквідуюць абмежаванні аналагавай перадачы сігналаў, забяспечваючы пры гэтым дыягнастычныя магчымасці, немагчымыя пры звычайнай праводцы.

IO-Link усталёўвае кропкавую лічбавую сувязь паміж клапанам і галоўным кантролерам праз стандартны неэкранаваны кабель. Гэты адзіны кабель перадае сілкаванне, лічбавыя камандныя сігналы і двухнакіраваную перадачу дадзеных. У адрозненне ад сетак fieldbus, якія патрабуюць дарагіх экранаваных кабеляў і складанай канфігурацыі сеткі, IO-Link выкарыстоўвае простыя трохправадныя злучэнні, захоўваючы пры гэтым надзейную перашкодаўстойлівасць з дапамогай лічбавага кадавання.

Перавагі прапарцыйных і сервораспределителей з'яўляюцца істотнымі. Лічбавыя каманды ліквідуюць дрэйф сігналу і ўлоўліванне шуму, якія пагаршаюць аналагавую дакладнасць. Змены параметраў могуць быць зроблены з дапамогай праграмнага забеспячэння, а не фізічнай карэкціроўкі, значна скарачаючы час уводу ў эксплуатацыю. Самае галоўнае, што IO-Link забяспечвае бесперапынны доступ да ўнутраных даных клапана, уключаючы тэмпературу змеявіка, агульную колькасць гадзін працы, колькасць цыклаў, зваротную сувязь па становішчы золотника і падрабязныя коды памылак.

Гэты паток дыягнастычных даных дазваляе стратэгіі маніторынгу стану, якія раней былі немагчымыя. Адсочваючы тэндэнцыі тэмпературы змеявіка з цягам часу, сістэма можа выявіць паступовую дэградацыю шляхоў астуджэння або паломку ізаляцыі да таго, як адбудзецца катастрафічны збой. Маніторынг дрэйфу часу водгуку выяўляе знос пілотнай ступені або павелічэнне трэння, выкліканае забруджваннем. Гэтыя звесткі дазваляюць планаваць прагнознае тэхнічнае абслугоўванне, што зводзіць да мінімуму незапланаваныя прастоі.

Серыйная вытворчасць тыпаў гідраўлічных рэгулюючых клапанаў, абсталяваных IO-Link, пачалася ў ліпені 2022 года і цяпер даступная ў канфігурацыях прамога дзеяння і з пілотным кіраваннем. Тэхналогія падтрымлівае як прапарцыйныя, так і стандартныя клапаны закрыцця і выключэння, хаця найбольшая перавага з'яўляецца ў высокапрадукцыйных прыкладаннях, дзе якасць сігналу і глыбіня дыягностыкі апраўдваюць сціплую прэмію за кошт.

Крытэрыі выбару для розных тыпаў гідраўлічных клапанаў

Выбар адпаведных тыпаў гідраўлічных рэгулюючых клапанаў патрабуе сістэматычнай ацэнкі розных параметраў прадукцыйнасці. Структура прыняцця рашэнняў павінна збалансаваць патрабаванні да плыўнай энергіі, электрычныя абмежаванні, патрабаванні да кантролю і эканамічныя фактары.

Хуткасць патоку выступае ў якасці асноўнага вызначальніка. Прыкладанні, якія патрабуюць менш за 60 літраў у хвіліну, могуць выкарыстоўваць клапаны прамога дзеяння або з пілотным кіраваннем, прычым выбар абумоўлены патрабаваннямі даступнасці ціску і часу водгуку. Сістэмы, якія працуюць з большымі хуткасцямі патоку, павінны выкарыстоўваць клапаны з пілотным кіраваннем, каб пазбегнуць празмернага памеру саленоіда і вылучэння цяпла. Спроба пазначыць клапаны прамога дзеяння для прымянення з высокім патокам прыводзіць да неэканамічных канструкцый з сур'ёзнымі праблемамі кіравання тэмпературай.

Дыяпазон працоўнага ціску мае рознае значэнне для двух асноўных тыпаў клапанаў. Накіраваныя рэгулюючыя клапаны прамога дзеяння апрацоўваюць поўны дыяпазон ціску ад нуля да максімальнага ў сістэме, што робіць іх абавязковымі для контураў, якія павінны функцыянаваць да павышэння ціску або падчас сцэнарыяў страты ціску. Клапаны з пілотным кіраваннем патрабуюць мінімальнага перападу ціску для надзейнай працы, звычайна ад 3 да 5 бар. Прыкладанні, дзе гэты мінімум не можа быць гарантаваны, патрабуюць клапанаў прамога дзеяння або знешняга пілотнага харчавання.

Патрэбнасці ў дакладнасці кіравання вызначаюць, ці дастаткова стандартных запорна-запорных клапанаў, ці патрэбныя прапарцыйныя або сервораспределители. Простыя паслядоўныя аперацыі, такія як заціск, выцягванне або ўцягванне, патрабуюць толькі асобнага пераключэння становішча. Праграмы, якія патрабуюць плыўных профіляў руху, дакладнага пазіцыянавання або рэгулявання сілы, патрабуюць прапарцыйнага кіравання. Надзвычай дынамічныя дадаткі, такія як актыўная стабілізацыя або адсочванне з шырокай прапускной здольнасцю, патрабуюць серваклапанаў, нягледзячы на ​​іх больш высокі кошт і патрабаванні да абслугоўвання.

Магчымасці чысціні вадкасці павінны адпавядаць канструктыўнай адчувальнасці клапана. Накіраваныя рэгулюючыя клапаны золотникового тыпу патрабуюць строгага падтрымання чысціні, як правіла, ISO 4406 18/16/13 або вышэй, з сервакранамі, які патрабуе яшчэ больш жорсткага кантролю. Прымяненне ў забруджаных асяроддзях або там, дзе абслугоўванне фільтрацыі можа быць супярэчлівым, павінна аддаваць перавагу тарельчатым клапанам, якія вытрымліваюць узровень забруджвання ISO 4406 20/18/15 або трохі большы.

Фактары навакольнага асяроддзя ўплываюць як на тып клапана, так і на падыход інтэграцыі. У мабільным абсталяванні, якое падвяргаецца ўздзеянню вібрацыі, экстрэмальных тэмператур і бруду, звычайна выкарыстоўваюцца талеркавыя клапаны з пілотным кіраваннем і надзейнымі механічнымі інтэрфейсамі. Прамысловая аўтаматызацыя ў кантраляваных умовах можа выкарыстоўваць золотниковые клапаны з прапарцыйным кіраваннем і лічбавай сеткай. Выбуханебяспечная атмасфера можа патрабаваць пнеўматычнага прывада або ўнутрабяспечных электрычных канструкцый незалежна ад іншых пераваг.

Даступнасць электраэнергіі і абмежаванні па кіраванні тэмпературай часам пераважаюць над гідраўлічнымі меркаваннямі. Кампактны электрагідраўлічны блок з абмежаванай магутнасцю астуджэння можа выкарыстоўваць клапаны з пілотным кіраваннем выключна для памяншэння выпрацоўкі цяпла, прымаючы залежнасць ад ціску як неабходны кампраміс. І наадварот, мабільная машына з дастатковай электрычнай магутнасцю і астуджэннем, але якая працуе ў сістэмах, якія адчуваюць нагрузку, можа выкарыстоўваць клапаны прамога дзеяння для падтрымання незалежнасці ад ціску.

Інтэграцыйная архітэктура ўсё больш уплывае на рашэнні аб выбары. Сістэмы, прызначаныя для падлучэння Industry 4.0, павінны вызначаць прапарцыйныя або сервакіравальныя клапаны з інтэрфейсам IO-Link або палявой шыны, каб уключыць збор дыягнастычных даных і стратэгіі прагназавання тэхнічнага абслугоўвання. Традыцыйныя сістэмы без інфраструктуры перадачы дадзеных могуць працягваць выкарыстоўваць аналагавыя або запорна-выключальныя клапаны, пакуль больш шырокае абнаўленне сістэмы кіравання не апраўдае лічбавае пераўтварэнне.

Агульныя прымянення тыпу гідраўлічнага накіравальнага клапана

Розныя тыпы гідраўлічных рэгулюючых клапанаў дамінуюць у пэўных катэгорыях прымянення ў залежнасці ад іх эксплуатацыйных характарыстык, якія адпавядаюць патрабаванням галіны.

У мабільнай будаўнічай тэхніцы, такой як экскаватары, колавыя пагрузчыкі і бульдозеры, пераважна выкарыстоўваюцца рэгулюючыя клапаны з пілотным кіраваннем, якія адчуваюць нагрузку, у канфігурацыі 4/3. Гэтыя машыны патрабуюць высокай прапускной здольнасці (часта ад 200 да 600 літраў у хвіліну) для харчавання вялікіх цыліндраў стрэлы і рухавікоў ходу пры захаванні разумнай складанасці электрычнай сістэмы. Канструкцыя з пілотным кіраваннем забяспечвае нізкую спажываную магутнасць саленоіда, нягледзячы на ​​​​вялікую хуткасць патоку. Схемы вымярэння нагрузкі з тандэмнымі цэнтральнымі клапанамі зніжаюць расход паліва рухавіком падчас перыядаў прастою, што з'яўляецца найважнейшай перавагай у працоўных цыклах са значным часам чакання паміж працоўнымі цыкламі.

Сельскагаспадарчыя трактары выкарыстоўваюць падобныя тыпы клапанаў для кіравання прыладамі, але часта ўключаюць электрагідраўлічныя прапарцыйныя клапаны кіравання для счэпак і сістэм рулявога кіравання, дзе плыўны рух павышае камфорт і дакладнасць аператара. Суровае, бруднае асяроддзе, характэрнае для сельскагаспадарчых аперацый, спрыяе тарельчатым клапанам у асноўных ланцугах прылад, дзе цярпімасць да забруджванняў перавышае перавагі прапарцыйнага кіравання золотником.

Прамысловыя машыны для ліцця пад ціскам выкарыстоўваюць прапарцыйныя накіраваныя клапаны золотникового тыпу для кіравання паслядоўнасцю адкрыцця, закрыцця і выкіду формы. Дакладны кантроль хуткасці дазваляе аптымізаваць час цыклу, прадухіляючы пры гэтым пашкоджанне прэс-формаў або дэталяў. Кантраляванае завадское асяроддзе дазваляе падтрымліваць строгую чысціню вадкасці, якой патрабуюць гэтыя клапаны сервопривода. Канфігурацыі клапана з закрытым цэнтрам падтрымліваюць жорсткі кантроль становішча прэс-формы пры нагрузках пад ціскам упырску.

Гідраўліка станкоў для фрэзерных станкоў, шліфавальных станкоў і такарных станкоў звычайна выкарыстоўвае прапарцыйныя або сервакіравальныя клапаны, якія кантралююць хуткасць падачы па восі і заціск інструмента. Дакладнасць пазіцыянавання і плаўны рух, важныя для якасці аздаблення паверхні, патрабуюць бесперапыннай мадуляцыі, якую забяспечваюць гэтыя тыпы клапанаў. У станках высокага класа серварвентылі з частотнай характарыстыкай больш за 100 Гц забяспечваюць гашэнне вібрацыі, што паляпшае якасць рэзкі.

Абсталяванне для тэсціравання матэрыялаў і сістэмы аэракасмічнага мадэлявання ўяўляюць сабой крайнія патрабаванні да прадукцыйнасці. У гэтых прыкладаннях выкарыстоўваюцца сервораспределители з часам водгуку менш за 10 мілісекунд і дазволам пазіцыянавання, вымераным у мікронах. Клапаны працуюць з надзвычай чыстай вадкасцю, часта ISO 4406 15/13/10 або лепш, і патрабуюць спецыялізаванага абсталявання для фільтрацыі і кандыцыянавання для падтрымання неабходнага ўзроўню чысціні.

У марскіх палубных машынах, такіх як краны, лябёдкі і вечкі люкаў, выкарыстоўваюцца ўстойлівыя клапаны кіравання з пілотным кіраваннем, здольныя працаваць у агрэсіўных асяроддзях салёнай вады. Гэтыя клапаны часта выкарыстоўваюць тарельчатыя канструкцыі для герметычнага адключэння пры ўтрыманні падвешаных грузаў і выкарыстоўваюць выбухаабароненыя саленоіды, каб адпавядаць стандартам бяспекі на моры.

Простыя пнеўматычныя схемы, якія кіруюць гідраўлічнымі прэсамі, пад'ёмнымі сталамі або абсталяваннем для апрацоўкі матэрыялаў, часта выкарыстоўваюць асноўныя 4/2 або 4/3 накіравальныя клапаны прамога дзеяння. Гэтыя прыкладанні цэняць прастату і нізкі кошт перад пашыранымі функцыямі, і іх сціплыя патрабаванні да патоку (звычайна менш за 40 літраў у хвіліну) застаюцца ў межах магчымасцей клапана прамога дзеяння.

Новыя тэндэнцыі ў тэхналогіі гідраўлічных рэгулюючых клапанаў

Эвалюцыя тыпаў гідраўлічных рэгулюючых клапанаў працягваецца па некалькіх паралельных шляхах, абумоўленых інтэграцыяй Industry 4.0, патрабаваннямі энергаэфектыўнасці і мініяцюрызацыі.

Лічбавыя пратаколы сувязі пашыраюцца за рамкі высокаэфектыўных прапарцыйных і сервакранаў і становяцца стандартнымі двухпакаёвымі клапанамі кіравання. Па меры памяншэння дадатковых выдаткаў на электроніку інтэрфейсу IO-Link нават асноўныя 4/3-вентылі цяпер прапануюць магчымасці лічбавага падключэння. Такая дэмакратызацыя дыягнастычных дадзеных дазваляе кантраляваць стан усіх гідраўлічных сістэм, а не толькі прэміум-кампанентаў, паляпшаючы агульную эфектыўнасць абсталявання (OEE) за кошт лепшага планавання тэхнічнага абслугоўвання.

Энергаэфектыўнасць пад ціскам абумоўлівае прыняцце ўдасканаленых канструкцый цэнтральнага становішча і гідраўлікі з адчуваннем нагрузкі. У сучасным мабільным абсталяванні ўсё часцей выкарыстоўваюцца прапарцыйныя клапаны з электроннымі блокамі кіравання, якія рэалізуюць складаныя алгарытмы кампенсацыі ціску, зніжаючы страты магутнасці, уласцівыя традыцыйным дзельнікам патоку і прыярытэтным клапанам. У некаторых сістэмах цяпер выкарыстоўваюцца асобныя электрарухавікі, якія прыводзяць у рух невялікія помпы ў кожным прывадзе, цалкам адмяняючы накіравальны рэгулюючы клапан і пераходзячы да электрагідраўлічных прывадаў (EHA).

Інтэграцыя Valve працягвае сціскаць некалькі функцый у адзіныя целы. Накіраваныя рэгулюючыя клапаны, усталяваныя ў калектары, усё часцей уключаюць кампенсацыю ціску, зваротныя клапаны ўтрымлівання нагрузкі і электроннае кіраванне непасрэдна ў вузле клапана, а не патрабуюць асобных кампанентаў. Гэтая інтэграцыя зніжае кропкі ўцечкі, спрашчае зборку і памяншае фізічны след гідраўлічных сістэм.

Паляпшэнні ўстойлівасці да забруджванняў сканцэнтраваны на павелічэнні інтэрвалаў абслугоўвання і зніжэнні агульнага кошту валодання. Некаторыя вытворцы цяпер прапануюць гібрыдныя канструкцыі, якія спалучаюць устойлівасць да забруджвання тарельчатых клапанаў з бесперапыннай мадуляцыяй патоку, якая набліжаецца да прадукцыйнасці золотникового клапана за кошт складанай геаметрыі сядзення і алгарытмаў кіравання.

Патрабаванні да функцыянальнай бяспекі такіх стандартаў, як ISO 13849 і IEC 61508, усё больш уплываюць на канструкцыю накіраванага рэгулюючага клапана. Клапаны з рэйтынгам бяспекі ўключаюць у сябе рэзервовыя датчыкі, дыягнастычны ахоп патэнцыйных рэжымаў адмовы і ўбудаваны маніторынг, які выяўляе небяспечныя няспраўнасці. Гэтыя характарыстыкі дазваляюць гідраўлічным сістэмам дасягнуць неабходных узроўняў цэласнасці бяспекі (SIL 2 або SIL 3), якіх раней было цяжка дасягнуць з дапамогай вадкіх сілавых кампанентаў.

Разуменне поўнага спектру тыпаў гідраўлічных рэгулюючых клапанаў дазваляе інжынерам прымаць абгрунтаваныя рашэнні, якія аптымізуюць прадукцыйнасць сістэмы, надзейнасць і кошт. Класіфікацыя па нумарах шляхоў і пазіцый, канструкцыі элементаў клапана, спосабу прывядзення ў дзеянне і прынцыпе працы забяспечвае структураваную аснову для выбару клапана. У рамках гэтага фундаментальнае адрозненне паміж прамой і пілотнай канструкцыямі ўсталёўвае межы прапускной здольнасці, якія не можа пераадолець ніякая аптымізацыя канструкцыі. Прапарцыйныя і серватэхналогіі пашыраюць дакладнасць кіравання для патрабавальных прыкладанняў, адначасова стымулюючы прыняцце лічбавых інтэрфейсаў, якія ператвараюць клапаны з пасіўных кампанентаў у інтэлектуальныя вузлы ў сеткавых архітэктурах кіравання. Па меры развіцця гідраўлічных сістэм у напрамку большай інтэграцыі з прамысловымі сеткамі і больш высокіх стандартаў эфектыўнасці, адпаведнасць магчымасцей клапана патрабаванням прымянення становіцца ўсё больш складанай, патрабуючы глыбокіх ведаў як у механіцы вадкасці, так і ў галіне распрацоўкі сістэм кіравання.