Mõelge proportsionaalse voolu reguleerimisventiilile kui hüdrosüsteemide "nutikale dimmeri lülitile". Nii nagu dimmeri lüliti võimaldab teil juhtida valguse eredust, võimaldavad need klapid teil täpselt juhtida, kui kiiresti hüdraulikaõli teie süsteemist läbi voolab. [Saage kõigepealt arumis on proportsionaalsed ventiilid.]
Miks see oluline on:
Traditsioonilised hüdroklapid on kas täielikult avatud või täielikult suletud – nagu tavaline tulede lüliti. Proportsionaalsed ventiilid tagavad sujuva ja täpse juhtimise – nagu see dimmeri lüliti. See sujuv juhtimine tähendab:
- Vähem põrutust ja vibratsiooni teie masinates
- Hüdrosilindrite ja mootorite täpsem liikumine
- Parem energiatõhusus
- Üldiselt sujuvam töö
Põhikontseptsioon
Lihtsamalt öeldes toimib see järgmiselt.
Elektriline sisend
Saadate ventiilile elektrilise signaali (tavaliselt 4-20 mA või 0-10 V).
Proportsionaalne vastus
Klapp avaneb proportsionaalselt selle signaaliga
Voolu juhtimine
Rohkem signaali = rohkem voolu, vähem signaali = vähem voolu
Sujuv toimimine
Muutused toimuvad järk-järgult, mitte ootamatult
See proportsionaalne suhe muudab need ventiilid tänapäevastes hüdrosüsteemides nii väärtuslikuks.
Miks need on olulised: areng lihtsast nutikaks juhtimiseks
Vana viis: Bang-Bang Control
Varem kasutas enamik hüdraulikasüsteeme lihtsaid sisse-/väljalülitusventiile (nn "pauk-pauk" juhtimine). Nendel klappidel oli kaks seadistust:
- Täielikult avatud:Maksimaalne vooluhulk
- Täielikult suletud:Ei mingit voolu
Probleemid paugu juhtimisega:
- Äkilised rõhu tõusud, kui ventiilid avanevad või sulguvad kiiresti
- Seadmete vibratsioon ja mehaaniline pinge
- Raskused täpsete kiiruste või positsioonide saavutamisel
- Energia raiskamine pidevast täisvoolu tööst
Uus viis: proportsionaalne kontroll
Proportsionaalsed ventiilid muutsid kõike, pakkudes:
Sujuv kiirendus
Tõmbleva start-stopp liikumise asemel liigub masinad rahulikult puhkeolekust täiskiirusele.
Täpne kiiruse reguleerimine
Saate määrata täpsed kiirused masina tsükli erinevatele osadele.
Energiatõhusus
Süsteem kasutab vajalikku voogu ainult siis, kui ta seda vajab.
Parem tootekvaliteet
Sujuvam liikumine tähendab paremaid tulemusi tootmisprotsessides.
Vähendatud hooldus
Väiksem löök ja vibratsioon tähendab pikemat seadme kasutusiga.
Mõju tegelikule maailmale
Kaaluge survevalu masinat, mis valmistab plastosi:
- Vana süsteem:Sissepritsesilind liikus täiskiirusel või peatus täielikult, põhjustades defekte ja materjali raiskamist
- Uus süsteem:Silindri kiirus varieerub sujuvalt kogu sissepritsetsükli jooksul, andes ühtlased ja kvaliteetsed osad
See areng lihtsast nutika juhtimiseni on muutnud proportsionaalsed ventiilid kaasaegses tootmises hädavajalikuks.
Kuidas nad töötavad: tehnoloogia sees
Proportsionaalse voolu reguleerimisventiilide tööpõhimõte aitab teil neid paremini valida ja kasutada. Jagame põhikomponendid lahti.
[Õppige täielikku teavetproportsionaalsete ventiilide tööpõhimõte]
1. Proportsionaalne solenoid: aju
Proportsionaalne solenoid on nagu klapi aju. Erinevalt tavalistest solenoididest, mis on kas sisse või välja lülitatud, võivad proportsionaalsed solenoidid tekitada erineval määral jõudu, mis põhinevad vastuvõetavale elektrisignaalile.
Kuidas see toimib:
- Võtab vastu elektrisignaali (vool või pinge)
- Loob selle signaaliga võrdelise magnetjõu
- Rohkem signaali = rohkem magnetjõudu
- See jõud liigutab klapi sisemisi osi
Põhifunktsioonid:
- Kasutab sujuvaks tööks alalisvoolu
- Kasutab sageli PWM-i (impulsi laiusmodulatsiooni) signaale umbes 200 Hz
- Võib sisaldada "dither" - pisikesi vibratsioone, mis vähendavad hõõrdumist
2. Pool ja klapi korpus: vooluregulaator
Klapi korpuse sees asub täppistöödeldud silinder, mida nimetatakse pooliks. See pool libiseb voolu juhtimiseks edasi-tagasi.
Pooli disainifunktsioonid
- Mõõtesälgud:Pooli on lõigatud spetsiaalsed kujundid (V, U või ristkülikukujulised), mis juhivad voolu muutumist pooli asendiga
- Kattumisomadused:Pooli servade joondamine portidega mõjutab klapi reaktsiooni
Vooluomadused
- Lineaarne vool:Vooluhulk suureneb proportsionaalselt pooli liikumisega
- Progressiivne vool:Vooluhulk suureneb suuremate avade korral, andes väiksemate vooluhulkade korral täpsema kontrolli
3. Surve kompenseerimine: ühtlase voolu säilitamine
Kvaliteetsete proportsionaalsete ventiilide üks olulisemaid omadusi on rõhu kompenseerimine. See süsteem tagab, et vool püsib konstantsena isegi koormuse rõhu muutumisel.
Probleem ilma hüvitiseta:Kui tõstate rasket koormat, suureneb vasturõhk, mis vähendab voolu isegi siis, kui klapi ava jääb samaks.
Lahendus:Rõhukompensaator reguleerib automaatselt rõhulangust põhipoolil, et hoida seda konstantsena.
Eelised:
- Vooluhulk sõltub ainult klapi signaalist, mitte koormusest
- Süsteemi ennustatav käitumine
- Lihtsam programmeerimine ja juhtimine
4. Tagasisidesüsteemid: täpsuse tagamine
Kõrgema kvaliteediga proportsionaalsed ventiilid sisaldavad tagasisidesüsteeme, mis jälgivad pooli tegelikku asendit ja võrdlevad seda soovitud asendiga.
| Klapi tüüp | Tagasiside | Täpsus | Maksumus | Rakendused |
|---|---|---|---|---|
| Avatud ahelaga ventiilid | Tagasiside puudub | Mõõdukas | Madalam | Põhirakendused |
| Suletud ahelaga ventiilid | LVDT andurid | Kõrge | Kõrgem | Täppisrakendused |
Proportsionaalse voolu reguleerimisventiilide tüübid
Proportsionaalsed ventiilid on mitmes konfiguratsioonis. Nende tüüpide mõistmine aitab teil valida oma rakenduse jaoks õige.
Ajamimehhanismi järgi
Otsese toimega ventiilid
Solenoid liigutab pooli otse
- Kiire reageerimine (5-10 millisekundit)
- Kompaktne suurus
- Lihtne disain
Piirangud:Piiratud väiksemate vooluhulkade (<50 l/min) ja rõhkudega (<210 baari)
Parim:Väikesed süsteemid, meditsiiniseadmed, suuremate klappide pilootetapid
Pilootjuhitavad ventiilid (kaheastmelised)
Väike juhtventiil juhib õlivoolu põhipooli liigutamiseks
- Saab hakkama suurte vooludega (kuni 1600 l/min)
- Kõrge rõhk (kuni 350 baari)
Piirangud:Aeglasem reaktsioon (~100 ms)
Parim:Rasked masinad, suured tööstussüsteemid, suure võimsusega rakendused
Funktsiooni järgi
Voolu reguleerimisventiilid
- Peamine ülesanne on voolukiiruse reguleerimine
- Tavaliselt 2- või 3-suunalised konfiguratsioonid
- Sisaldab sageli rõhu kompenseerimist
- Täiturmehhanismi kiiruse reguleerimine
Suunavad juhtventiilid
- Kontrollige nii voolu kui ka suunda
- Tavaliselt 4-suunalised, 3-positsioonilised ventiilid
- Vahetage mitu lihtsat ventiili
- Kontrollige silindri või mootori suunda ja kiirust
Rõhu reguleerimisventiilid
- Kontrollige süsteemi rõhku, mitte voolu
- Kaasake kaitseklapid ja rõhualandusventiilid
- Säilitage ohutu töörõhk
Proportsionaalne vs. muud ventiilitüübid
Proportsionaalsete ventiilide võrdlus teiste tehnoloogiatega aitab teil teha paremaid otsuseid.
Proportsionaalsed vs. sisse/välja klapid
| Funktsioon | Sisse/välja klapid | Proportsionaalsed ventiilid |
|---|---|---|
| Juhtimistüüp | Binaarne (avatud/suletud) | Pidev (muutuv) |
| Voolu juhtimine | Täisvool või voolu puudumine | Igasugune voog vahemikus 0–100% |
| Süsteemi šokk | Kõrge (äkilised muutused) | Madal (sujuvad üleminekud) |
| Energiakasutus | Sageli raiskav | Tõhus (vastab nõudlusele) |
| Keerukus | Lihtsad vooluringid | Keerulisem elektroonika |
| Maksumus | Madal esialgne maksumus | Kõrgem esialgne maksumus |
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 (10–20 korda rohkem) |
| Saastumise taluvus | Kõrge | Madal (vajab väga puhast õli) |
| Keerukus | Mõõdukas | Kõrge |
| Hooldus | Standardne | Spetsialiseerunud |
Millal iga tüüpi valida
Valige On/Off klapid, kui:
- Teil on vaja ainult lihtsat avatud/suletud juhtimist
- Kulud on peamine murekoht
- Rakendus talub lööki ja vibratsiooni
- Täpne kontroll pole vajalik
Valige proportsionaalsed ventiilid, kui:
- Teil on vaja muutuvat kiirust või asendi juhtimist
- Oluline on sujuv töö
- Energiatõhusus on oluline
- Piisab mõõdukast täpsusest
- Töötamine tüüpilistes tööstuskeskkondades
Hüdrauliliste omaduste kohta vthüdraulilised proportsionaalsed ventiilid
Valige servoventiilid, kui:
- Vaja on ülikõrget täpsust
- Vaja on väga kiiret reageerimist
- Kulud on tulemuslikkuse suhtes teisejärgulised
- Saate säilitada väga puhta hüdraulikavedeliku
- Rakendus nõuab seda (lennundus, testimine)
Peamised toimivusmõõdikud, mida peate teadma
Proportsionaalse ventiili valimisel määravad mitmed jõudlusnäitajad, kui hästi see teie rakenduses töötab.
Voolu ja rõhu reitingud
Maksimaalne voolukiirus
- Tavaliselt määratakse standardse rõhulanguse korral (nt 5 baari või 70 psi)
- Tüüpilised vahemikud: 7–1000 l/min (2–260 GPM)
- Valige vastavalt oma täiturmehhanismi kiirusnõuetele
Maksimaalne rõhk
- Ohutu töörõhu piirang
- Tüüpilised vahemikud: 280–400 baari (4000–5800 psi)
- Peab ületama teie süsteemi maksimaalse rõhu
Surve langus
- Rõhk kadus üle ventiili nimivoolul
- Madalam on tõhususe jaoks parem
- Tüüpiline: 5–35 baari (70–500 psi) nimivoolul
Täpsus ja korratavus
Hüsterees
Väljundi erinevus lähenedes samale punktile erinevatest suundadest
- Tüüpiline: 2-5% täisskaalast
- Madalam on parem täppisrakenduste jaoks
Lineaarsus
Kui täpselt klapi vooluhulk sisendsignaali järgib
- Tüüpiline: ±2% täisskaalast
- Lineaarventiile on lihtsam juhtida
Korratavus
Järjepidevus samale sisendsignaalile naasmisel
- Tüüpiline: ±1-3% täisskaalast
- Oluline järjepideva tootmise jaoks
Surnud riba
Sisendsignaali vahemik, mis ei tekita väljundit
- Tüüpiline: 2-5% kogu signaalivahemikust
- Põhjuseks pooli kattumine, vajalik tihendamiseks
Toimivuse võrdlustabel
| Klapi tüüp | Voolu vahemik | Surve | Reageerimisaeg | Hüsterees | Saastumise taluvus | Suhteline kulu |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Põhiline proportsionaalne | 7-100 L/min | Kuni 280 baari | 20-100 ms | 3-5% | Kõrge | 2-4x |
| Suletud ahelaga 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 |
