Mõelge proportsionaalsele voolujuhtimisventiilile hüdrosüsteemide "nutika hämara lüliti" kui ". Nii nagu hämardamine võimaldab teil kontrollida, kui hele valgus saab, võimaldavad need ventiilid täpselt kontrollida, kui kiiresti hüdrauliline õli teie süsteemi kaudu voolab.
Miks see tähtis on:
Traditsioonilised hüdraulilised ventiilid on kas täielikult avatud või täielikult suletud - nagu tavaline valgustuslüliti. Proportsionaalsed ventiilid annavad teile sujuva ja täpse juhtimise - nagu see hämardatud lüliti. See sujuv juhtimine tähendab:
- Vähem šokk ja vibratsioon teie masinas
- Hüdrauliliste silindrite ja mootorite täpsem liikumine
- Parem energiatõhusus
- Üldiselt sujuvam operatsioon
Põhikontseptsioon
Siit saate teada, kuidas see lihtsas mõttes töötab:
Elektrisisend
Saadate klapile elektrisignaali (tavaliselt 4-20 Ma või 0-10 V)
Proportsionaalne vastus
Klapp avaneb proportsionaalselt sellele signaalile
Voolukontroll
Rohkem signaali = rohkem voolu, vähem signaali = vähem voolu
Sujuv töö
Muutused toimuvad järk -järgult, mitte äkki
See proportsionaalne suhe muudab need ventiilid tänapäevastes hüdrosüsteemides nii väärtuslikuks.
Miks neil on tähtsust: evolutsioon lihtsast nutikast kontrollist
Vana viis: Bang-Bangi kontroll
Varem kasutas enamik hüdraulilisi süsteeme lihtsaid sisse- ja väljalülitusventiili (nn Bang-Bang Control). Nendel ventiilidel oli kaks seadet:
- Täielikult avatud:Maksimaalne vool
- Täielikult suletud:Voolu pole
Probleemid Bang-Bangi kontrolliga:
- Äkiline rõhu tõuse, kui ventiilid kiiresti avanesid või suleti
- Vibratsioon ja mehaaniline stress seadmetele
- Täpse kiiruse või positsioonide saavutamise raskused
- Energiajäätmed pidevast täisvoolu tööst
Uus viis: proportsionaalne kontroll
Proportsionaalsed ventiilid muutsid kõike, pakkudes:
Sujuv kiirendus
Jerky Start-Stop-liikumise asemel liigub masinad sujuvalt puhata täiskiirusele.
Täpne kiiruse kontroll
Masinatsükli erinevate osade täpseid kiirusi saate seada.
Energiaefektiivsus
Süsteem kasutab ainult vajalikku voogu, kui ta seda vajab.
Parema toote kvaliteet
Sujuvam liikumine tähendab tootmisprotsesside paremaid tulemusi.
Vähendatud hooldus
Vähem šokk ja vibratsioon tähendab seadme pikemat eluiga.
Reaalse maailma mõju
Mõelge süstimisvormimismasinile, mis valmistab plastosa:
- Vana süsteem:Süstimismöögi liikus täiskiirusel või peatus täielikult, põhjustades defekte ja raisatud materjali
- Uus süsteem:RAM-i kiirus varieerub sujuvalt kogu süstetsükli vältel, tekitades järjepidevad, kvaliteetsed osad
See areng lihtsast nutikast kontrollist on muutnud proportsionaalsed ventiilid tänapäevases tootmises oluliseks.
Kuidas nad töötavad: tehnoloogia sees
Proportsionaalse voolujuhtimisventiilide mõistmine aitab teil neid paremini valida ja kasutada. Jagame põhikomponendid:
1. proportsionaalne solenoid: aju
Proportsionaalne solenoid on nagu klapi aju. Erinevalt tavalistest solenoididest, mis on kas sisse või välja, võivad proportsionaalsed solenoidid luua erinevaid jõudu, lähtudes nende elektrilisest signaalist.
Kuidas see töötab:
- Võtab vastu elektrisignaali (vool või pinge)
- Loob selle signaaliga proportsionaalse magnetilise jõu
- Rohkem signaali = rohkem magnetilist jõudu
- See jõud liigutab klapi sisemisi osi
Peamised funktsioonid:
- Kasutab sujuva töö jaoks alalisvoolu
- Kasutab sageli PWM-i (impulsi laiusega modulatsioon) signaale umbes 200 Hz
- Võib sisaldada "dit" - pisikesi vibratsioone, mis vähendavad hõõrdumist
2. pooli ja klapi korpus: voolukontroller
Klapi kere sees asub täppismatööstatud silindr, mida nimetatakse pooliks. See pool libiseb voolu juhtimiseks edasi -tagasi.
Spooli kujundusfunktsioonid
- Lägude mõõtmine:Spetsiaalsed kujundid (V, U või ristkülikukujuline) lõigatud pooli, mis kontrollib, kuidas vool muutub pooli asendis
- Kattuvad omadused:Kuidas pooli servad sadamad mõjutavad
Vooluomadused
- Lineaarne vool:Vool suureneb proportsionaalselt pooli liikumisega
- Progressiivne vool:Vool suureneb suuremates avades rohkem, andes madala voolu korral peenema kontrolli
3. Rõhu kompenseerimine: järjepideva voolavuse säilitamine
Kvaliteetse proportsionaalse ventiilide üks olulisemaid omadusi on rõhu kompenseerimine. See süsteem tagab, et vool püsib konstantsena ka siis, kui koormusrõhk muutub.
Probleem ilma kompensatsioonideta:Kui tõstate tugevat koormust, suureneb tagapinge, vähendades voolu isegi siis, kui klapi ava jääb samaks.
Lahendus:Rõhukompensaator reguleerib automaatselt rõhulangust üle peapooli, et see püsiks.
Eelised:
- Voog sõltub ainult klapi signaalist, mitte koormusest
- Ennustatav süsteemi käitumine
- Lihtsam programmeerimine ja juhtimine
4. tagasiside süsteemid: täpsuse tagamine
Kõrgema hinnaga proportsionaalsed ventiilid hõlmavad tagasiside süsteeme, mis jälgivad pooli tegelikku asukohta ja võrdlevad seda soovitud asendiga.
| Klapi tüüp | Tagasiside | Täpsus | Maksumus | Rakendused |
|---|---|---|---|---|
| Avatud ahelaga ventiilid | Tagasisidet pole | Mõõdukas | Madalam | Põhirakendused |
| Suletud ahelaga ventiilid | LVDT andurid | Kõrge | Kõrgem | Täppisrakendused |
Proportsionaalse voolu juhtimisventiilide tüübid
Proportsionaalsed ventiilid on mitmes konfiguratsioonis. Nende tüüpide mõistmine aitab teil valida oma rakenduse jaoks sobiva.
Ajami mehhanismi abil
Otsetoimelised ventiilid
Solenoid liigutab otse pooli
- Kiire reageerimine (5-10 millisekundit)
- Kompaktne suurus
- Lihtne kujundus
Piirangud:Piiratud väiksemate voogudega (<50 l/min) ja rõhku (<210 bar)
Parim:Väikesed süsteemid, meditsiiniseadmed, suuremate ventiilide pilootide etapid
Pilootide juhitud ventiilid (kaheastmeline)
Väike pilootklapp kontrollib õlivoolu peamise pooli teisaldamiseks
- Saab hakkama kõrgete voogudega (kuni 1600 l/min)
- Kõrge rõhk (kuni 350 baari)
Piirangud:Aeglasem vastus (~ 100 ms)
Parim:Rasked masinad, suured tööstussüsteemid, suure võimsusega rakendused
Funktsiooni järgi
Voolujuhtimisventiilid
- Esmane töö on voolukiiruse kontrollimine
- Tavaliselt kahe- või kolmesuunalised konfiguratsioonid
- Hõlmab sageli survekompensatsiooni
- Juhtimiskiirus
Suunajuhtiventiilid
- Kontrollige nii voolu kui ka suunda
- Tavaliselt 4-suunaline 3-positsiooni ventiilid
- Asendage mitu lihtsat ventiili
- Juhtimissilinder või mootori suund ja kiirus
Rõhukontrolli ventiilid
- Juhtimissüsteemi rõhk, mitte voolu
- Kaasa reljeefventiilid ja rõhu vähendavad ventiilid
- Säilitada ohutu töörõhk
Proportsionaalne vs muud klapitüübid
Mõistmine, kui proportsionaalsed ventiilid võrrelda teiste tehnoloogiatega, aitavad teil teha paremaid otsuseid.
Proportsionaalne vs sisse/välja ventiilid
| Funktsioon | Sisse/välja ventiilid | Proportsionaalsed ventiilid |
|---|---|---|
| Juhtimistüüp | Binaarne (avatud/suletud) | Pidev (muutuv) |
| Voolukontroll | Täielik voog või vool | Mis tahes voog vahemikus 0–100% |
| Süsteemišokk | Kõrged (äkilised muutused) | Madal (sujuvad üleminekud) |
| Energiatarbimine | Sageli raiskav | Tõhus (vaste nõudlus) |
| Keerukus | Lihtsad vooluringid | Keerulisem elektroonika |
| Maksumus | Madalad algkulud | Kõrgemad algkulud |
Proportsionaalsed vs servoventiilid
| Funktsioon | Proportsionaalsed ventiilid | Servoventiilid |
|---|---|---|
| Täpsus | Hea (± 2–5%) | Suurepärane (± 0,5%) |
| Reageerimiskiirus | Mõõdukas (2-50 Hz) | Väga kiire (> 100 Hz) |
| Maksumus | Mõõdukas | Kõrge (rohkem 10-20x) |
| Saastetaluvus | Kõrge | Madal (vajab väga puhast õli) |
| Keerukus | Mõõdukas | Kõrge |
| Hooldus | Standard | Spetsialiseeritud |
Millal valida iga tüüp
Valige sisse/välja ventiilid, kui:
- Vajate ainult lihtsat avatud/suletud juhtimist
- Maksumus on peamine mure
- Rakendus talub šokki ja vibratsiooni
- Täpset kontrolli pole vajalik
Valige proportsionaalsed ventiilid, kui:
- Vajate muutuva kiiruse või positsiooni juhtimist
- Sujuv töö on oluline
- Energiatõhusus on oluline
- Mõõdukas täpsus on piisav
- Töötamine tüüpilises tööstuskeskkonnas
Valige servoventiilid, kui:
- Vaja on ülimalt kõrget täpsust
- Vaja on väga kiiret reageerimist
- Maksumus on jõudlusele teisejärguline
- Saate säilitada väga puhast hüdraulilist vedelikku
- Rakendus nõuab seda (lennundus, testimine)
Peamised jõudluse mõõdikud, mida peate teadma
Proportsionaalse klapi valimisel määravad mitmed jõudlusmõõdikud, kui hästi see teie rakenduses töötab.
Voolu- ja rõhuhinnangud
Maksimaalne voolukiirus
- Tavaliselt määratakse standardse rõhulanguse korral (nagu 5 baari või 70 psi)
- Tüüpilised vahemikud: 7-1000 L/min (2-260 gpm)
- Valige oma ajami kiiruse nõuete põhjal
Maksimaalne rõhk
- Ohutu töörõhu piirmäär
- Tüüpilised vahemikud: 280–400 baar (4000-5800 psi)
- Peab ületama teie süsteemi maksimaalse rõhu
Rõhu langus
- Rõhk, mis on kadunud üle klapi nimivoolu korral
- Madalam on tõhususe jaoks parem
- Tüüpiline: 5-35 riba (70-500 psi) nimivoolu juures
Täpsus ja korratavus
Hüsterees
Väljundi erinevus lähenedes samale punktile erinevatest suundadest
- Tüüpiline: 2–5% täisskaalast
- Madalam on parem täppisrakenduste jaoks
Lineaarsus
Kui tihedalt klapi vool järgib sisendsignaali
- Tüüpiline: ± 2% täisskaalast
- Lineaarventiile on lihtsam kontrollida
Korratatavus
Järjepidevus sama sisendsignaali juurde naasmisel
- Tüüpiline: ± 1-3% täisskaalast
- Oluline järjepideva tootmise jaoks
Surnud
Sisendsignaali vahemik, mis ei anna väljundit
- Tüüpiline: 2–5% täissignaali vahemikus
- Põhjustatud pooli kattumisest, vajalik tihendamiseks
Jõudluse võrdluslaud
| Klapi tüüp | Vooluvahemik | Surve | Reageerimise aeg | Hüsterees | Saastetaluvus | Suhteline maksumus |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Põhiproportsionaalne | 7-100 l/min | Kuni 280 baari | 20-100 ms | 3-5% | Kõrge | 2-4x |
| Suletud ahela proportsionaalne | 7-1000 l/min | Kuni 350 baari | 10-50 ms | 1-2% | Kõrge | 4-8x |
| Servo-proportsionaalne | 10-500 l/min | Kuni 350 baari | 5-20 ms | <1% | Mõõdukas | 8-15x |
| Tõeline servo | 5- |
