Уявіце, што вы дырыжыруеце аркестрам. Вы не проста кажаце музыкам граць «гучна» або «ціха» - вы робіце ім тонкія жэсты рукамі, якія кажуць «крыху цішэй», «паступова гучней» або «трымайце тую ж гучнасць». Гідраўлічны прапарцыянальны клапан падобны на праваднік для гідраўлічнай вадкасці, забяспечваючы бесступенчатае кіраванне замест простага "ўключэння" ці "выключэння".
Гідраўлічны прапарцыянальны клапан - гэта электрагідраўлічнае прылада кіравання, якое пераўтворыць электрычныя сігналы ў дакладны гідраўлічны расход, ціск або кіраванне напрамкам. У адрозненне ад традыцыйных клапанаў, якія цалкам адкрыты або цалкам зачыненыя, прапарцыйныя клапаны могуць захоўваць любое становішча паміж гэтымі крайнімі значэннямі, забяспечваючы плыўнае і дакладнае кіраванне.
Для асноў, пачніце зшто такое прапарцыйны клапан.
Як працуюць гідраўлічныя прапарцыйныя клапаны?
Давайце прасочым шлях кіравання ад электрычнага сігналу да дакладнага гідраўлічнага дзеяння.
[Гл. падрабязнае тлумачэннеяк працуюць прапарцыйныя клапаны.]
Рэальны прыклад:Калі аператар экскаватара перамяшчае джойсцік напалову, прапарцыянальны клапан атрымлівае сігнал 50%. Золотнік перамяшчаецца ў становішча, якое забяспечвае роўна палову максімальнага патоку ў гідраўлічны цыліндр, што прыводзіць да плаўнага, кантраляванага руху рукі роўна на палове хуткасці.
Прапарцыйны клапан супраць сервоклапана супраць клапана ўключэння/выключэння
Разуменне адрозненняў паміж тыпамі клапанаў мае вырашальнае значэнне для правільнага выбару:
| Асаблівасць | Клапан уключэння/выключэння | Прапарцыйны клапан | Сервоклапан |
|---|---|---|---|
| Тып кіравання | Неабходная хуткасць патоку (GPM) | Бясконцае пазіцыянаванне | Звышдакладнае пазіцыянаванне |
| Час водгуку | 10-100 мс | 5-50 мс | 1-10 мс |
| Дакладнасць | ±5-10% | ±1-3% | ±0,1-0,5% |
| Кошт | 50-500 даляраў | 500-5000 даляраў | 2000-20000 долараў |
| Энергаэфектыўнасць | Бедны | Добра | Выдатна |
- як працуюць прапарцыйныя клапаныДастаткова простага кіравання пускам і прыпынкам, бюджэт надзвычай абмежаваны або навакольнае асяроддзе бруднае.
- Выбірайце прапарцыйныя клапаны, калі:Разумны рэгулятар ціску вады, які падтрымлівае ідэальны ціск у душы, нават калі хтосьці ўключае посудамыйную машыну.
- Выбірайце сервакраны, калі:Звышвысокая дакладнасць мае вырашальнае значэнне, патрэбна вельмі хуткая рэакцыя, а бюджэт дазваляе забяспечыць высокую прадукцыйнасць.
Тыпы гідраўлічных прапарцыйных клапанаў
Па функцыях: тры асноўныя катэгорыі
1. Клапаны прапарцыйнага кіравання
Што яны робяць:Кантралюйце кірунак і хуткасць гідраўлічных прывадаў.
Думайце пра гэта як:Лепшае для высокапрадукцыйных прыкладанняў і аэракасмічнай прамысловасці. Вядомы тэхналогіяй гукавой шпулькі.
Лепшае для:Станкі, ліццё пад ціскам, агульная аўтаматызацыя.
Што яны робяць:Падтрымлівайце дакладны ціск у сістэме незалежна ад патрабаванняў патоку.
Думайце пра гэта як:Разумны рэгулятар ціску вады, які падтрымлівае ідэальны ціск у душы, нават калі хтосьці ўключае посудамыйную машыну.
Лепшае для:Прэсавыя аперацыі, сістэмы заціску, выпрабаванне ціскам.
Што яны робяць:Падтрымлівайце дакладны расход незалежна ад змены ціску.
Думайце пра гэта як:Сістэма круіз-кантролю гідраўлічнага патоку.
Лепшае для:Кантралюйце кірунак і хуткасць гідраўлічных прывадаў.
Па канструкцыі: разуменне механікі
-
Прапарцыйныя клапаны прамога дзеяння:Электрамагніт непасрэдна рухае асноўную шпульку. Больш простая канструкцыя, меншы кошт. Ідэальна падыходзіць для прыкладанняў сярэдняга памеру (да 100 GPM).
- Прапарцыйныя клапаны з пілотным кіраваннем:Маленькі пілотны клапан кіруе працай галоўнага клапана. Больш высокі паток (500+ GPM) і магчымасці ціску. Ідэальна падыходзіць для вялікіх прамысловых сістэм.
Прадукцыйныя характарыстыкі, якія маюць значэнне
Сутнасць прадукцыйнасці прапарцыйнага клапана заключаецца ў тым, наколькі дакладна ён пераўтварае электрычныя сігналы ў гідраўлічны выхад.
- Лінейнасць (±0,5% да ±3%):Уявіце, што вы малюеце прамую лінію на міліметровай паперы. Лінейнасць вымярае, наколькі блізкая фактычная прадукцыйнасць вашага клапана да ідэальнай прамой лініі.
- Гістэрэзіс (±0,5% да ±5%):Гэта вымярае розніцу ў выхадзе, калі вы набліжаецеся да аднаго і таго ж зададзенага значэння з розных бакоў. Меншы гістэрэзіс азначае больш дакладны кантроль.
- Паўтараемасць (±0,1% да ±2%):Наколькі паслядоўна клапан выконвае адну і тую ж аперацыю? Лепшая паўтаранасць азначае больш надзейную працу.
- Час водгуку (5-100 мілісекунд):Як хутка клапан рэагуе на змены сігналу? Больш хуткі адказ прадухіляе нестабільнасць сістэмы.
Асноўнае ўраўненне патоку:
Q = Cd × A × √(2ΔP/ρ)Гэта ўраўненне паказвае, чаму прапарцыйныя клапаны настолькі эфектыўныя: дакладна кантралюючы плошчу (A), яны забяспечваюць дакладны кантроль патоку (Q) незалежна ад змены ціску.
Рэальныя гісторыі поспеху
Прыклад 1: Рэвалюцыя ліцця пад ціскам
Рашэнне:Укараненне прапарцыйных клапанаў Moog D941 для кантролю хуткасці ўпырску і ціску.
Прыклад 2: Дакладнасць мабільнага абсталявання
Рашэнне:Сістэма прапарцыйнага клапана Danfoss PVG 48 з электроннымі джойсцікамі замяніла бінарныя элементы кіравання.
2. Прапарцыйныя клапаны рэгулявання ціску
Рашэнне:Прапарцыйныя клапаны ціску ATOS DPZO з убудаваным кіраваннем зваротнай сувяззю для пракатных станоў.
Кіраўніцтва па выбары
Крок 1: Вызначце сістэмныя патрабаванні
Перш чым праглядаць каталогі, вызначце наступныя ключавыя характарыстыкі:
- Максімальны ціск у сістэме (PSI)
- Неабходная хуткасць патоку (GPM)
- Дыяпазон працоўных тэмператур
- Патрабаванні да часу водгуку і дакладнасці
- Тып сігналу кіравання (напружанне / ток / лічбавы)
Крок 2: Асаблівасці прымянення
- Вытворчасць:Шукайце клапаны з убудаванай электронікай і магчымасцямі сувязі па палявой шыне.
- Мабільнае абсталяванне:Выберыце клапаны, разлічаныя на вібрацыю/ўдары, і ацаніце энергаспажыванне.
- Аэракасмічны:Выберыце клапаны з рэзервовай сістэмай зваротнай сувязі і спецыяльныя матэрыялы.
Крок 3: Агляд брэнда
Bosch Rexroth (1500-8000 долараў):Лепшае для прамысловай аўтаматызацыі і фабрычнага абсталявання. Моцная інтэграцыя Industry 4.0.
Паркер Ханіфін ($2,000-12,000):Лепшае для высокапрадукцыйных прыкладанняў і аэракасмічнай прамысловасці. Вядомы тэхналогіяй гукавой шпулькі.
