نمودارهای شیر هیدرولیک دو طرفه

هنگامی که به نمودار مدار هیدرولیک نگاه می کنید، نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه به عنوان یکی از ساده ترین نمادها در صفحه ظاهر می شود. دو جعبه متصل، چند خط، شاید یک نماد فنری. اما این عنصر اساسی برخی از حیاتی ترین عملکردها را در سیستم های صنعتی کنترل می کند، از نگه داشتن بوم جرثقیل 50 تنی در موقعیت تا محافظت از پمپ های گران قیمت در برابر افزایش فشار.

شیر هیدرولیک دو طرفه که شیر 2/2 نیز نامیده می شود، دارای دو پورت و دو موقعیت است. نشانه گذاری ممکن است در ابتدا انتزاعی به نظر برسد، اما از یک الگوی منطقی پیروی می کند. عدد اول به شما می گوید که شیر چند پورت دارد (جایی که مایع وارد و خارج می شود) و عدد دوم به شما می گوید که شیر چند موقعیت متمایز می تواند داشته باشد. در مورد نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه، ما با اساسی ترین منطق باینری در قدرت سیال سر و کار داریم: جریان یا بدون جریان.

به شیر آشپزخانه خود فکر کنید. هنگامی که دستگیره را می چرخانید، در حال کار با یک شیر دو طرفه اولیه هستید. آب یا جاری می شود یا نمی رود. شیرهای 2/2 صنعتی بر همین اصل کار می کنند، با این تفاوت که ممکن است 3530 لیتر در دقیقه روغن هیدرولیک را با فشار 630 بار به جای آب لوله کشی با فشار 4 بار کنترل کنند.

خواندن نمادهای نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه استاندارد

صنعت هیدرولیک از ISO 1219-1 به عنوان استاندارد بین المللی برای نمادهای مدار استفاده می کند. این مهم است زیرا یک مهندس در آلمان باید نمودار ترسیم شده در ژاپن را بدون سردرگمی درک کند. این استاندارد مشخص می کند که نمادها نشان دهنده عملکرد هستند، نه ظاهر فیزیکی. شما به تصویری از شیر واقعی نگاه نمی کنید. شما در حال بررسی نقشه عملکردی هستید که دریچه برای جریان سیال چه می کند.

در نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه، هر موقعیت کاری جعبه مربعی مخصوص به خود را دارد. از آنجایی که ما دو موقعیت داریم، همیشه دو کادر را در کنار هم خواهید دید. نزدیکترین جعبه به نماد فنر یا مکانیزم برگشتی دیگر، موقعیت استراحت را نشان می دهد، این حالتی است که دریچه در زمانی که هیچکس آن را فعال نمی کند در آن قرار می گیرد. کادر دیگر نشان می‌دهد که وقتی آن را فعال می‌کنید چه اتفاقی می‌افتد، خواه فشار دادن یک دکمه، برق‌دادن برق شیر برقی یا اعمال فشار پایلوت باشد.

در داخل این جعبه ها، خطوط ساده و نمادها همه چیز را در مورد مسیرهای جریان به شما می گویند. یک خط مستقیم یا فلش به این معنی است که مایع می تواند از آن موقعیت عبور کند. نماد "T" که شبیه یک خط عمود بر مسیر جریان است، به این معنی است که پورت مسدود شده است. اگر یک نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه با یک "T" در جعبه موقعیت استراحت می بینید، به یک شیر معمولی بسته نگاه می کنید. پیکربندی مخالف، با "T" در موقعیت فعال، یک دریچه به طور معمول باز را نشان می دهد.

روش فعال سازی خارج از کادر ظاهر می شود. نماد سیم پیچ برقی به معنای کنترل الکتریکی است. فنر برگشت مکانیکی را نشان می دهد. یک خط چین که به سوپاپ اشاره می کند، کنترل فشار پایلوت را نشان می دهد، جایی که یک سیگنال هیدرولیک جداگانه به جای نیروی مستقیم مکانیکی یا الکتریکی، شیر را حرکت می دهد.

برچسب های بندری نیز از استانداردهای خود پیروی می کنند. معمولاً «P» را برای ورودی فشار (اتصال پمپ) و «A» را برای درگاه کار (اتصال محرک) می‌بینید. گاهی اوقات "T" را برای بازگشت تانک می بینید. این کدهای حروف در بین تولیدکنندگان ثابت می مانند، اگرچه نمودارهای قدیمی اروپایی ممکن است به جای آن از اعداد استفاده کنند. ISO 9461 این شناسه های پورت را برای کاهش سردرگمی در حین نصب و نگهداری استاندارد می کند.

انواع سازه: طراحی پاپت در مقابل اسپول در شیرهای دو طرفه

هنگامی که نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه را بر روی کاغذ به قطعه فیزیکی واقعی رد می کنید، با دو مکانیسم داخلی اساساً متفاوت روبرو می شوید. انتخاب بین پاپت (که دریچه صندلی نیز نامیده می شود) و ساخت قرقره تعیین می کند که آیا سوپاپ شما می تواند یک بار استاتیک را برای ساعت ها بدون رانش نگه دارد یا دوچرخه سواری سریع را با فرکانس بالا تحمل کند.

دریچه‌های پاپت از یک عنصر مخروطی یا دیسکی شکل استفاده می‌کنند که روی یک صندلی منطبق فشار می‌آورد. هنگامی که بسته می شود، فلز با نیروی فنر پشت آن به فلز برخورد می کند. این چیزی را ایجاد می کند که صنعت نشت نزدیک به صفر می نامد. سیال هیدرولیک حتی تحت فشار 400 بار نمی تواند از کنار یک دریچه پاپت که به درستی مهر و موم شده است عبور کند. این باعث می‌شود که شیرهای دو طرفه به سبک پاپت تنها انتخاب برای کاربردهای حیاتی ایمنی مانند مدارهای نگهدارنده بار در سکوهای کاری هوایی یا جرثقیل‌های متحرک باشند.

استاندارد نشتی FCI 70-2 این عملکرد را کمیت می کند. کلاس IV اجازه نشتی معادل 0.01% ظرفیت نامی را می دهد که برای مصارف صنعتی عمومی خوب عمل می کند. اما زمانی که به امنیت مطلق نیاز دارید، کلاس V یا کلاس VI را مشخص می کنید. کلاس VI، که گاهی اوقات طبقه بندی صندلی های نرم نامیده می شود، فقط میلی لیتر در دقیقه اجازه نشتی را حتی در فشار دیفرانسیل کامل می دهد. فقط دریچه های پاپت به طور قابل اعتمادی به این رتبه ها دست می یابند زیرا مکانیسم آب بندی به فاصله های مکانیکی محکمی که به ناچار فرسوده می شوند بستگی ندارد.

دریچه های قرقره رویکرد متفاوتی دارند. یک هسته استوانه‌ای دقیقاً ماشین‌کاری شده درون یک سوراخ به همان اندازه دقیق می‌لغزد. بر روی بلوک قرقره جریان می یابد، در حالی که شیارها اجازه می دهند. فاصله بین قرقره و سوراخ باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا امکان حرکت صاف را فراهم کند اما به اندازه کافی کوچک باشد تا نشت را به حداقل برساند. این سازش ذاتی به این معنی است که دریچه های قرقره همیشه تا حدی از داخل نشتی دارند.

اما طرح های قرقره مزایای خاص خود را دارند. زمان‌های پاسخ‌دهی معمولاً سازگارتر و قابل پیش‌بینی‌تر هستند. هزینه های ساخت برای برنامه های ساده روشن و خاموش کمتر است. در سیستم هایی که مقداری نشتی مهم نیست، مانند جداسازی موقت مدار در حین تعمیر و نگهداری، یک شیر دو طرفه نوع قرقره با هزینه کمتر به خوبی کار می کند.

تفاوت عملکرد به وضوح در برنامه های کاربردی واقعی نشان داده می شود. یک سوپاپ قرقره را روی یک سیلندر عمودی که بار معلق را در خود نگه می‌دارد نصب کنید، و در طول چند ساعت حرکت رو به پایین را اندازه‌گیری می‌کنید زیرا نشت داخلی اجازه می‌دهد روغن از آن عبور کند. یک سوپاپ پاپت با درجه بندی کلاس VI نصب کنید و آن سیلندر برای روزها در موقعیت خود قفل می شود. نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه ممکن است برای هر دو یکسان به نظر برسد، اما واقعیت مهندسی کاملاً متفاوت است.

پاسخ دینامیک نیز متفاوت است. دریچه های پاپت به سرعت باز و بسته می شوند زیرا طول ضربه کوتاه است. شما فقط یک مخروط را از روی صندلی آن بلند می کنید، نه اینکه یک قرقره را روی چندین پورت بلغزانید. این باعث می‌شود دریچه‌های دو طرفه پاپت برای کاربردهایی که نیاز به شروع فوری جریان دارند، مانند مدارهای خاموش شدن اضطراری یا حفاظت ضد حفره، ایده‌آل باشند.

کاربردهای مدار بحرانی با استفاده از نمودارهای شیر هیدرولیک دو طرفه

ارزش واقعی درک نمودارهای شیر هیدرولیک دو طرفه زمانی مشخص می شود که ببینید این اجزا در کجا مشکلات مهندسی واقعی را حل می کنند. برخی از برنامه ها کاملاً به ویژگی های خاصی نیاز دارند که شیرهای 2/2 ارائه می دهند.

مدارهای نگهدارنده و تعادل بار

یک بوم بیل مکانیکی را تصور کنید که یک سطل کامل را سه متر در هوا نگه داشته است. سیلندر هیدرولیک که آن بار را تحمل می کند، حتی اگر یک شلنگ هیدرولیک نشتی کوچک داشته باشد، حتی در طی چند ساعت نباید حتی یک میلی متر به سمت پایین حرکت کند. این امر به شیرهای چک نیاز دارد که توسط خلبان کار می کنند، که عناصر دو طرفه تخصصی هستند که در نمودارهای مدار با یک خط چین اضافی نشان داده شده است که پورت کنترل خلبان را نشان می دهد.

یک سوپاپ چک (POCV) که توسط پایلوت کار می‌کند اجازه می‌دهد جریان آزاد در یک جهت جریان داشته باشد و با بالا رفتن بوم، سیلندر را پر می‌کند. اما در جهت معکوس، تا زمانی که فشار پایلوت از خط کنترل نرسد، جریان کاملاً مسدود می شود. نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه این را به عنوان یک علامت استاندارد شیر چک به اضافه خط پیلوت نشان می دهد. هنگامی که اپراتور فرمان پایین آمدن بوم را می دهد، فشار خلبان به صورت مکانیکی عنصر آب بندی را بالا می برد و اجازه تخلیه کنترل شده روغن را می دهد.

مشخصه نشتی صفر در ساخت پاپت باعث کارکرد POCV ها می شود. حتی یک نرخ نشت کوچک باعث می شود که بوم به آرامی فرو برود. اما POCV ها یک محدودیت دارند. آنها دستگاه های اندازه گیری نیستند. آنها یا کاملاً بسته هستند یا کاملاً باز. هنگامی که یک بار سنگین را به کمک گرانش پایین می آوریم، یک POCV ساده می تواند باعث حرکت پرش به عنوان شکار دریچه بین حالت های باز و بسته شود.

این همان جایی است که شیرهای تعادل وارد می‌شوند. شیر تعادل یک عنصر دو طرفه پیچیده‌تر است که یک شیر برگشتی را برای جریان آزاد در یک جهت با یک شیر کنترل فشار برای مسیر برگشت ترکیب می‌کند. نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه برای یک شیر تعادلی سه جزء عملکردی را نشان می دهد: شیر برگشتی، عنصر امداد و یک پیستون پایلوت که فشار باز شدن شیر کمکی را کاهش می دهد.

هنگامی که اپراتور یک حرکت پایین آمدن را آغاز می کند، فشار پیلوت از شیر کنترل جهت روی پیستون پیلوت وارد می شود. این سیگنال پیلوت با فشار ناشی از بار ترکیب می شود تا شیر کمکی را تعدیل کند و جریان برگشت را اندازه گیری کند. نتیجه فرود صاف و کنترل شده حتی با بارهای سنگین است. با نصب شیر تعادل مستقیماً در محرک به جای شیر کنترل اصلی، مسئولیت کنترل جریان را دقیقاً در جایی که بیشترین اهمیت را دارد، محلی می کنید.

مدارهای شارژ و تخلیه آکومولاتور

در سیستم‌هایی که از پمپ‌های جابجایی ثابت با باتری‌های هیدرولیک استفاده می‌کنند، برای مدیریت کارآمد جریان پمپ به یک شیر تخلیه دو طرفه ویژه نیاز دارید. هنگامی که آکومولاتور به شارژ کامل رسید، ادامه پمپاژ در برابر آن فشار باعث هدر رفتن انرژی و تولید گرما می شود. شیر تخلیه این مشکل را با هدایت مجدد جریان پمپ به مخزن با فشار نزدیک به صفر پس از شارژ شدن آکومولاتور حل می کند.

استاندارد نشتی FCI 70-2 این عملکرد را کمیت می کند. کلاس IV اجازه نشتی معادل 0.01% ظرفیت نامی را می دهد که برای مصارف صنعتی عمومی خوب عمل می کند. اما زمانی که به امنیت مطلق نیاز دارید، کلاس V یا کلاس VI را مشخص می کنید. کلاس VI، که گاهی اوقات طبقه بندی صندلی های نرم نامیده می شود، فقط میلی لیتر در دقیقه اجازه نشتی را حتی در فشار دیفرانسیل کامل می دهد. فقط دریچه های پاپت به طور قابل اعتمادی به این رتبه ها دست می یابند زیرا مکانیسم آب بندی به فاصله های مکانیکی محکمی که به ناچار فرسوده می شوند بستگی ندارد.

این امر مستلزم ویژگی های جابجایی نرم و میرایی مناسب در طراحی است. انتقال ناگهانی بین بارگیری و تخلیه باعث ایجاد نوک فشار می شود که به پمپ ها و اتصالات تنش آسیب می رساند. دریچه های تخلیه خوب طراحی شده شامل محفظه های میرایی داخلی است که حرکت سوئیچینگ را کند می کند و به جای یک ضربه ناگهانی، انتقال فشار را در چند میلی ثانیه پخش می کند.

کنترل جریان برای تنظیم سرعت

شیرهای کنترل جریان هیدرولیک دو طرفه در نمودارهای مدار با نماد محدودیت دریچه گاز ظاهر می شوند که به صورت دو خط یا منحنی زاویه دار نشان داده شده است که یک گذرگاه باریک را تشکیل می دهند. یک دریچه گاز قابل تنظیم یک فلش مورب را از طریق نماد محدودیت اضافه می کند، که ناحیه دهانه متغیر را نشان می دهد. این شیرها سرعت محرک را با محدود کردن سرعت جریان به جای مسدود کردن کامل آن کنترل می کنند.

رابطه بین جریان و سرعت از اصول هیدرولیکی پیروی می کند. برای یک سوراخ سیلندر معین، سرعت برابر است با دبی تقسیم بر مساحت پیستون. با محدود کردن جریان از طریق یک روزنه قابل تنظیم، شما مستقیماً کنترل سرعت امتداد یا جمع شدن سیلندر را دارید. دریچه گاز یک افت فشار ایجاد می کند و جریان از طریق آن محدودیت به ریشه دوم اختلاف فشار در سراسر آن بستگی دارد.

شیرهای کنترل جریان دو طرفه پیشرفته شامل جبران فشار می باشد. نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه این را به عنوان یک عنصر کنترل فشار اضافی نشان می دهد که معمولاً با یک فلش نشان دهنده پیستون جبران کننده نشان داده می شود. این جبران کننده به طور خودکار باز شدن دریچه گاز را تنظیم می کند تا جریان خروجی ثابت را بدون توجه به تغییرات فشار بار حفظ کند. بدون جبران، یک سیلندر با افزایش بار سرعت خود را کاهش می دهد زیرا فشار بار بیشتر باعث کاهش دیفرانسیل در دریچه گاز می شود. با جبران، سوپاپ سرعت سیلندر را ثابت نگه می دارد حتی اگر بار به طور چشمگیری تغییر کند.

فناوری سوپاپ کارتریج و کنترل چگالی بالا

هنگامی که نیاز به تغییر دبی بسیار بالا در فضاهای فشرده دارید، نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه ممکن است یک عنصر به سبک کارتریج را به جای یک شیر معمولی روی بدنه نشان دهد. دریچه‌های کارتریج که عناصر منطقی لغزشی نیز نامیده می‌شوند، یک رویکرد پیچیده برای کنترل هیدرولیک هستند که چگالی توان را به حداکثر می‌رساند.

دریچه کارتریج اساساً یک ماژول منطقی هیدرولیک است که در سوراخ منیفولد قرار می گیرد و توسط یک صفحه پوشش جداگانه کنترل می شود. نماد نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه شبیه شیرهای استاندارد به نظر می رسد، اما اجرای فیزیکی کاملاً متفاوت است. به جای یک واحد مستقل با پورت های رزوه ای، یک کارتریج استوانه ای دارید که در یک حفره ماشینکاری دقیق فرو می رود. تمام لوله کشی داخلی بلوک منیفولد است.

این معماری ظرفیت جریان شدید را امکان پذیر می کند. دریچه های کارتریج دو طرفه صنعتی تا 3530 لیتر در دقیقه را تحمل می کنند در حالی که افت فشار بسیار پایین را حفظ می کنند، اغلب زیر 1 بار حتی در حداکثر دبی. جریان بالا با افت فشار کم به طور مستقیم به بهره وری انرژی ترجمه می شود. کاهش فشار کمتر به معنای تولید گرمای کمتر و هزینه های عملیاتی کمتر است.

اصل کنترل از تقویت پایلوت استفاده می کند. یک سوپاپ پایلوت کوچک، که ممکن است فقط چند لیتر در دقیقه سوئیچ کند، روغن پرفشاری را کنترل می‌کند که سوراخ اصلی کارتریج را حرکت می‌دهد. این قدرت کنترل را از جریان اصلی جدا می کند. شما می توانید صدها کیلووات برق هیدرولیک را با استفاده از یک شیر برقی کوچک که شاید 20 وات برق مصرف می کند تغییر دهید.

طراحی کارتریج همچنین دارای ویژگی های تشخیصی است. پوشش‌های کنترل معمولاً شامل پورت‌های تشخیص نشت و پنجره‌های بازرسی هستند. هنگامی که آب بندی های داخلی شروع به خراب شدن می کنند، قبل از اینکه عملکرد سیستم به طور قابل توجهی کاهش یابد، روغن نشتی در این پورت های تشخیصی ظاهر می شود. این هشدار اولیه از خرابی غیرمنتظره جلوگیری می کند.

یکی از ملاحظات کلیدی الزامات عرضه آزمایشی است. نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه باید منبع فشار پایلوت را نشان دهد. برخی از شیرهای کارتریج بسته به پیکربندی پیلوت می توانند به طور معمول باز یا بسته عمل کنند. طراحی صفحه پوشش منطق را تعیین می کند، در حالی که خود کارتریج ثابت می ماند. این مدولار بودن نیازهای موجودی را کاهش می دهد زیرا یک شماره قطعه کارتریج چندین عملکرد را انجام می دهد.

شیر برقی فعال: مستقیم در مقابل خلبان

نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه روش های فعال سازی را با نمادهای خارج از جعبه های موقعیت نشان می دهد. شیرهای برقی کنترل شده با نماد سیم پیچ ظاهر می شوند، اما این گرافیک ساده یک انتخاب طراحی مهم را پنهان می کند که بر عملکرد سیستم تأثیر می گذارد.

شیرهای برقی مستقیم از نیروی الکترومغناطیسی برای حرکت مستقیم عنصر شیر استفاده می کنند. هنگامی که سیم پیچ را انرژی می دهید، میدان مغناطیسی آرمیچری را می کشد که به طور فیزیکی پاپت یا قرقره را فشار می دهد. این دریچه‌ها خیلی سریع و اغلب در چند میلی ثانیه پاسخ می‌دهند، زیرا هیچ مرحله میانی وجود ندارد. اما نیروی الکترومغناطیسی موجود اندازه شیر را محدود می کند. شیرهای بزرگتر به شیر برقی بزرگتری نیاز دارند که انرژی الکتریکی بیشتری مصرف می کنند و گرمای بیشتری تولید می کنند.

شیرهای برقی پایلوت رویکردی دو مرحله ای دارند. شیر برقی یک شیر پایلوت کوچک را به حرکت در می آورد که سپس فشار هیدرولیک را برای حرکت عنصر اصلی شیر هدایت می کند. این اهرم ضرب نیروی هیدرولیک است. یک شیر برقی کوچک و کم مصرف، خلبانی را کنترل می کند که روغن پرفشار را تغییر می دهد و یک قرقره اصلی یا پاپت بزرگ را به حرکت در می آورد. نتیجه این است که شیرهای دو طرفه که توسط پایلوت کار می کنند می توانند نرخ جریان بسیار بالاتری را نسبت به طرح های مستقیم کنترل کنند.

مبادله زمان پاسخ است. دریچه‌هایی که با پایلوت کار می‌کنند کندتر پاسخ می‌دهند زیرا مرحله آزمایشی باید ابتدا حرکت کند، سپس یک محفظه کنترل را تحت فشار قرار دهد، سپس منتظر شود تا عنصر اصلی جابجا شود. این تاخیر اضافه ممکن است فقط 20 تا 50 میلی ثانیه باشد، اما در اتوماسیون با سرعت بالا یا کنترل دقیق حرکت، این میلی ثانیه ها مهم است.

در عمل، شیرهای برقی مستقیم تا حدود 80 لیتر در دقیقه در فشارهای صنعتی استاندارد به خوبی کار می کنند. فراتر از آن، شما معمولاً به عملیات خلبانی نیاز دارید. نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه همیشه نوع نوع را مشخص نمی کند، بنابراین زمانی که زمان پاسخ بسیار مهم است باید برگه های اطلاعات سازنده را بررسی کنید.

نکته دیگر مصرف برق در حین نگهداری است. شیر برقی مستقیم به جریان پیوسته نیاز دارد تا دریچه را در برابر نیروی فنر و فشار سیال باز نگه دارد. دریچه‌هایی که با پایلوت کار می‌کنند از فشار برای نگه داشتن عنصر اصلی استفاده می‌کنند، بنابراین شیر برقی فقط باید شیر پایلوت کوچک را جابجا نگه دارد. این باعث کاهش بار الکتریکی و تولید گرما در سیم پیچ برقی می شود.

معیارهای انتخاب و مشخصات فنی

هنگامی که در حال طراحی مدار هستید و تصمیم می گیرید کدام شیر هیدرولیک دو طرفه را مشخص کنید، نمودار تابع منطقی را به شما می گوید اما الزامات عملکرد را نه. چندین پارامتر کلیدی تعیین می کنند که آیا یک شیر به طور قابل اعتماد در برنامه شما کار می کند یا خیر.

حداکثر فشار کاری حد سازه را مشخص می کند. دریچه ای که برای 350 بار نامگذاری شده است، اگر به میزان قابل توجهی از این فشار تجاوز کنید، به طرز فاجعه باری از کار می افتد. اما رتبه بندی فشار به تنهایی کل ماجرا را بیان نمی کند. برخی از شیرها جریان نامی خود را فقط تا یک فشار معین حفظ می کنند، سپس با افزایش فشار به دلیل تغییر شکل فضای داخلی یا فشرده سازی آب بندی، کاهش می یابند.

ظرفیت جریان نیاز به تطبیق دقیق با نیازهای سیستم دارد. دریچه های کم اندازه افت فشار بیش از حد ایجاد می کنند که باعث هدر رفتن انرژی و تولید گرما می شود. دریچه های بزرگ قیمت بیشتری دارند و ممکن است باعث ناپایداری کنترل شوند. ضریب شیر (Cv) مقدار جریان عبوری را برای یک افت فشار معین کمی نشان می دهد. شما Cv مورد نیاز را از روی دبی و افت فشار قابل قبول محاسبه می‌کنید، سپس شیری را انتخاب می‌کنید که این نیاز را با مقداری حاشیه ایمنی برآورده کند.

طبقه بندی نشت در کاربردهای نگهداری بار بیشترین اهمیت را دارد. اگر نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه شما دریچه ای را نشان می دهد که باید از جابجایی بار جلوگیری کند، کلاس V یا کلاس VI را مشخص کنید. برای جداسازی ساده در طول تعمیر و نگهداری، کلاس IV کافی است. تفاوت هزینه بین کلاس های نشتی می تواند قابل توجه باشد، بنابراین بیهوده بیش از حد مشخص نکنید.

زمان پاسخ در خطوط تولید خودکار یا تجهیزات سیار که زمان چرخه تعیین کننده بهره وری است، حیاتی می شود. اگر زمانی که اپراتور جوی استیک را آزاد می کند، بوم بیل مکانیکی شما باید در عرض 100 میلی ثانیه از حرکت باز بماند، انتخاب سوپاپ شما باید از این زمان بندی پشتیبانی کند. هم زمان تعویض سوپاپ و هم زمان لازم برای ایجاد فشار یا فروپاشی در مدار را در نظر بگیرید.

سازگاری سیالات غیرقابل مذاکره است. مهر و موم استاندارد نیتریل (NBR) با روغن هیدرولیک مبتنی بر نفت به خوبی کار می کند، اما در مایعات مصنوعی خاصی متورم می شود و خراب می شود. اگر از مایع هیدرولیک مبتنی بر استرهای زیست تخریب پذیر یا گلیکول آب مقاوم در برابر آتش استفاده می کنید، سازگاری مهر و موم را صریحاً تأیید کنید. مواد مهر و موم اشتباه منجر به شکست زودرس می شود حتی اگر تمام مشخصات دیگر درست باشد.

دمای عملیاتی هم بر عمر آب بندی و هم بر ویسکوزیته سیال تأثیر می گذارد. ویسکوزیته روغن هیدرولیک به طور چشمگیری با دما تغییر می کند. در دمای 20- درجه سانتی گراد، روغن ISO VG 46 شما ممکن است به ضخامت عسل باشد. در دمای 80 درجه سانتیگراد مانند آب جریان دارد. این تغییر ویسکوزیته بر افت فشار در شیرها تأثیر می گذارد و می تواند بر زمان پاسخ تأثیر بگذارد. برخی از شیرهای کنترل جریان دو طرفه به طور خاص از دهانه های لبه تیز استفاده می کنند زیرا جریان از طریق یک لبه تیز نسبت به جریان از طریق یک گذرگاه طولانی و با قطر کوچک به ویسکوزیته کمتر وابسته است.

عیب یابی مشکلات رایج در مدارهای شیر دو طرفه

حتی زمانی که نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه شما به درستی ترسیم شده باشد و اجزای مناسب را انتخاب کرده باشید، ممکن است مشکلاتی در حین کار ظاهر شوند. درک حالت های رایج خرابی به تشخیص سریع کمک می کند و از تبدیل شدن مشکلات جزئی به خرابی های گران جلوگیری می کند.

آلودگی و تخریب پاسخ

آلودگی مایعات عامل اصلی مشکلات عملکرد دریچه است. هنگامی که روغن هیدرولیک به ذرات آلوده می شود یا ویسکوزیته آن در اثر تجزیه حرارتی کاهش می یابد، چندین علامت ظاهر می شود. پاسخ کند اغلب اولین علامت است. ذرات کثیفی در فاصله‌های کوچک بین قطعات متحرک قرار می‌گیرند و اصطکاک ایجاد می‌کنند که حرکت سوپاپ را کند می‌کند. دریچه ای که باید در 15 میلی ثانیه جابجا شود ممکن است در صورت آلودگی 50 میلی ثانیه طول بکشد.

این تأخیر به ظاهر جزئی در سیستم موج می زند. در تولید خودکار، میلی‌ثانیه‌های اضافی هر چرخه باعث از دست رفتن تولید می‌شود. در تجهیزات تلفن همراه، پاسخ اپراتور کند به نظر می رسد و دقت موقعیت یابی را کاهش می دهد. بدتر از آن، تاخیر در بسته شدن شیر باعث افزایش فشار می شود زیرا محرک های متحرک به طور ناگهانی با مقاومت مواجه می شوند و امواج ضربه ای ایجاد می کنند که اتصالات و شیلنگ ها را خسته می کند.

استاندارد پاکیزگی ISO 4406 میزان آلودگی ذرات را تعیین می کند. یک سیستم هیدرولیک صنعتی معمولی ممکن است 19/17/14 را هدف قرار دهد که حداکثر تعداد ذرات را در اندازه های 4، 6 و 14 میکرون مشخص می کند. اما شیرهای سروو و شیرهای تناسبی با کارایی بالا به مایع تمیزتری نیاز دارند، شاید 16/14/11. هنگامی که روغن از این محدودیت ها فراتر رود، عملکرد سوپاپ به طور قابل اندازه گیری بدتر می شود.

تجزیه و تحلیل منظم روغن و تعویض فیلتر زمان پاسخ سوپاپ را حفظ می کند. سیستم های فیلتراسیون با کیفیت بالا با جلوگیری از مشکلات مربوط به آلودگی، هزینه خود را به سرعت پرداخت می کنند. برخی از سیستم‌های پیشرفته شامل شمارنده‌های ذرات آنلاین هستند که در صورت رسیدن آلودگی به سطوح هشدار، به اپراتورها هشدار می‌دهند و امکان اقدام پیشگیرانه را قبل از کاهش عملکرد شیر فراهم می‌کنند.

صدای سوپاپ و ناپایداری دینامیک

چتر سوپاپ باز و بسته شدن سریع و مکرر در اطراف نقطه کار را توصیف می کند. شما آن را به عنوان صدای وزوز یا چکش می شنوید و می تواند اجزای شیر را از طریق چرخش مکانیکی سریع از بین ببرد. چتر معمولاً نشان دهنده اندازه نادرست سوپاپ یا اختلاف فشار ناکافی سیستم است، نه خرابی قطعات.

هنگامی که ضریب جریان یک شیر با نیاز جریان واقعی سیستم مطابقت ندارد، شیر در ناحیه ناپایدار منحنی جریان خود عمل می کند. نوسانات فشار کوچک باعث تغییر موقعیت بزرگ و ایجاد نوسان می شود. دریچه بین حالت های باز و بسته شکار می کند و هرگز در یک موقعیت ثابت قرار نمی گیرد.

اختلاف فشار نیز بر این موضوع تأثیر می گذارد. اگر فشار بالادست و پایین دست خیلی نزدیک باشد، شیر نیروی کافی برای حفظ موقعیت پایدار ندارد. عمل صنعت توصیه می کند که حداقل 1 psi (0.07 بار) دیفرانسیل در شیرهای کنترل جریان برای اطمینان از عملکرد پایدار حفظ شود. وقتی دیفرانسیل از این پایین می‌آید، پچ پچ محتمل می‌شود.

راه حل شامل اندازه مناسب دریچه بر اساس نیازهای حداقل افت فشار به جای حداکثر ظرفیت جریان است. دریچه ای با اندازه حداکثر مطلق جریان ممکن است برای عملکرد عادی بیش از حد بزرگ باشد و دیفرانسیل کافی برای حفظ ثبات باقی بماند. اندازه شیرها برای شرایط عملیاتی معمولی با حاشیه فشار کافی بهتر است، سپس افت فشار تا حدودی بالاتر را در حداکثر جریان بپذیرید.

نشت داخلی و رانش بار

در مدارهایی که از شیرهای دو طرفه برای نگهداری بار استفاده می کنند، هرگونه نشتی داخلی به صورت رانش آهسته و پیوسته ظاهر می شود. یک بار معلق به تدریج کاهش می یابد. یک محرک افقی به آرامی جمع می شود. این انحراف ممکن است به سختی در عرض چند دقیقه قابل توجه باشد، اما در طی چند ساعت یا یک شیفت کامل آشکار می شود.

ابتدا بررسی کنید که آیا مشکل در واقع شیر دو طرفه است یا در جای دیگری از مدار. یک گیج فشار را در خروجی شیر وصل کنید و مراقب پوسیدگی فشار باشید. اگر با قفل شدن محرک فشار به طور پیوسته کاهش یابد، چیزی نشت می کند. اگر فشار ثابت بماند اما محرک همچنان جابجا شود، نشتی در پایین دست، احتمالاً در سراسر مهر و موم پیستون محرک رخ می دهد.

هنگامی که خود شیر دو طرفه نشتی دارد، تعیین کنید که آیا از مشخصات طراحی خود فراتر رفته یا به دلیل سایش کاهش یافته است. یک دریچه کلاس IV با نشتی 0.01 درصد از جریان نامی مطابق با مشخصات عمل می کند، حتی اگر برای برنامه شما به اندازه کافی سفت نباشد. در این مورد، شما به یک طبقه بندی دقیق تر مانند کلاس VI نیاز دارید، نه تعمیر شیر.

اگر دریچه ای که قبلاً سفت بود شروع به نشتی کرد، سه دلیل رایج را بررسی کنید. آلودگی می تواند به سطوح آب بندی آسیب برساند. چرخه حرارتی ممکن است مواد مهر و موم تخریب شده باشد. افزایش فشار بیش از حد مجاز ممکن است به صندلی پاپت آسیب رسانده باشد. گاهی اوقات شیر ​​فقط نیاز به تمیز کردن و آب بندی تازه دارد. مواقع دیگر، برنامه از محدودیت‌های طراحی شیر فراتر رفته است و شما به یک جزء قوی‌تر نیاز دارید.

درک تفاوت بین محدودیت های طراحی و خرابی قطعات مهم است زیرا راه حل ها کاملاً متفاوت هستند. درخواست یک کلاس نشتی فشرده تر در مرحله طراحی کمی بیشتر هزینه دارد اما مشکل را برای همیشه حل می کند. تعویض مکرر دریچه های فرسوده ای که هرگز برای کاربرد مناسب نبودند باعث اتلاف وقت و هزینه می شود در حالی که هرگز به طور واقعی مشکل را برطرف نمی کنید.

نمودار شیر هیدرولیک دو طرفه در شماتیک شما ممکن است ساده به نظر برسد، اما این عناصر برخی از حیاتی ترین عملکردها را در سیستم های قدرت سیال فعال می کنند. درست کردن نمودار، انتخاب اجزای مناسب و نگهداری صحیح از آنها تضمین می کند که مدارهای هیدرولیک شما عملکرد قابل اعتمادی را برای سال ها کارکرد ارائه می دهند.