هنگامی که افراد اطلاعاتی در مورد شیر کنترل جهت WE 5 برای Rexroth جستجو می کنند، معمولاً می خواهند بدانند که این شیر چه کار می کند، چگونه کار می کند و آیا مطابق با نیازهای آنها است یا خیر. نام WE 5 به یک دسته اندازه خاص در ترکیب سوپاپ های Rexroth اشاره دارد، اما داستان جالب تر از یک مدل دریچه است.
شیر کنترل جهت WE 5 چیست
WE 5 اصلی از Rexroth یک شیر کنترل جهتی بود که با استاندارد اندازه NG5 ساخته شده بود. این شیرها جریان سیال هیدرولیک را در سیستم هایی که نیاز به فشار و نرخ جریان متوسطی داشتند، کنترل می کردند. WE 5 سنتی می تواند فشار تا 250 بار و نرخ جریان بین 14 تا 20 لیتر در دقیقه را تحمل کند. برای سال‌ها، این سطح عملکرد برای سیستم‌های هیدرولیک کوچک‌تر مانند ماشین‌آلات فشرده و تجهیزات صنعتی سبک به خوبی کار می‌کرد.
با این حال، کاربردهای صنعتی مدرن به قدرت بیشتر و نرخ جریان بالاتر نیاز دارند. اینجاست که تکامل شیر کنترل جهت WE 5 اهمیت می یابد. Rexroth سری 5X را توسعه داد که شامل مدل های 5-.WE 10 می شود. این شیرهای جدیدتر فلسفه طراحی WE 5 اصلی را حفظ می کنند، اما تا اندازه NG10 مقیاس دارند. نتیجه شیری است که می تواند تا 160 لیتر در دقیقه را در فشارهای 420 بار تحمل کند. هنگامی که مهندسان امروزه به دنبال شیر کنترل جهت دار WE 5 می گردند، اغلب این مدل های NG10 را انتخاب می کنند زیرا الزامات عملکرد فعلی را برآورده می کنند.
شیر کنترل جهت خانواده WE 5 از استانداردهای بین المللی مانند ISO 4401-05 و NFPA D05 پیروی می کند. این استانداردسازی به این معنی است که شیرها می توانند روی صفحات فرعی استاندارد سوار شوند و بدون طراحی مجدد کل سیستم، شیرهای مشابه سایر سازندگان را جایگزین کنند.
نحوه عملکرد شیر در داخل
ساختار اصلی یک شیر کنترل جهت WE 5 ساده است. در داخل بدنه سوپاپ یک قرقره کشویی قرار دارد که برای اتصال پورت های مختلف به جلو و عقب حرکت می کند. هنگامی که قرقره موقعیت خود را تغییر می دهد، پورت های متصل به یکدیگر را تغییر می دهد. به عنوان مثال، قرقره ممکن است پورت P (فشار) را به پورت A وصل کند در حالی که پورت B را به پورت T (مخزن) متصل می کند. هنگامی که قرقره در جهت دیگر حرکت می کند، این اتصالات را معکوس می کند.
چه چیزی باعث می شود شیر کنترل جهت WE 5 این قرقره را حرکت دهد؟ پاسخ یک سلونوئید الکترومغناطیسی است. Rexroth از چیزی استفاده می‌کند که آنها آن را طرح شیر برقی «مرطوب» می‌نامند. شیر برقی در داخل سیال هیدرولیک قرار می گیرد به جای اینکه دور از آن آب بندی شود. این ممکن است خطرناک به نظر برسد، اما در واقع خنک کننده بهتر و عمر طولانی تری را فراهم می کند. سیال هیدرولیک گرما را از سیم پیچ می برد و به شیر برقی اجازه می دهد به طور مداوم بدون گرم شدن بیش از حد کار کند.
هنگامی که برق شیر برقی را قطع می کنید، فنرهای داخل شیر، قرقره را به موقعیت مرکزی خود باز می گرداند. پیکربندی های مختلف فنر رفتارهای متفاوتی ایجاد می کنند. راه اندازی استاندارد از فنرهای برگشتی در هر دو طرف استفاده می کند. برخی از نسخه ها از فنرهای قوی تری برای سرعت بخشیدن به سوئیچ سوپاپ استفاده می کنند. نسخه‌های دیگر فنرها را به طور کامل برای کاربردهای ویژه حذف می‌کنند، جایی که قرقره باید در هر موقعیتی که حرکت می‌کند باقی بماند.
بسیاری از مدل‌های شیر کنترل جهت WE 5 دارای یک ویژگی لغو دستی هستند. این یک دکمه فشاری در بالای شیر است که به کسی اجازه می دهد قرقره را با دست حرکت دهد. در طول راه اندازی یا عیب یابی، این کنترل دستی بسیار مفید است. شما می توانید سیستم را بدون اعمال نیروی الکتریکی تست کنید.
قابلیت ها و محدودیت های عملکردی
نسخه‌های مدرن NG10 سیستم شیر کنترل جهت WE 5 دارای اعداد عملکردی چشمگیر هستند. مدل های استاندارد با فشار 350 بار کار می کنند و نسخه های ویژه آن 420 بار هستند. ظرفیت جریان با ولتاژ DC به 160 لیتر در دقیقه و پس از یکسوسازی با ولتاژ AC به 120 لیتر در دقیقه می رسد.
محدوده دما از منفی 30 درجه سانتیگراد تا مثبت 80 درجه سانتیگراد است. این شیر با سیالات هیدرولیک از بسیار نازک (2.8 میلی متر مربع در ثانیه) تا کاملا ضخیم (500 میلی متر مربع در ثانیه) کار می کند. این انعطاف‌پذیری به این معنی است که طراحی یک سوپاپ کاربردهای مختلفی را ارائه می‌کند.
با این حال، عملکرد بالا با برخی ملاحظات همراه است. هنگامی که سیال با حداکثر سرعت از شیر عبور می کند، نیروهای هیدرولیکی که بر روی قرقره وارد می شوند بسیار زیاد می شوند. این نیروها می توانند باعث بی ثباتی یا لرزش شوند. برای مدیریت این امر، Rexroth کارتریج های دریچه گاز را ارائه می دهد که در پورت ها نصب می شوند. این کارتریج‌ها جریان را کمی محدود می‌کنند که نیروهای دینامیکی را کاهش می‌دهد و عملکرد را صاف می‌کند. مبادله افت فشار بالاتر در سراسر شیر است، اما پایداری بهبود یافته معمولا ارزش آن را دارد.
نشتی داخلی یکی دیگر از ویژگی های طراحی شیر کنترل جهت WE 5 است. تمام شیرهای قرقره مقداری مایع از قرقره نشت می کنند زیرا قرقره برای حرکت آزادانه نیاز به فاصله دارد. این نشتی با فرسودگی شیر طی هزاران دوره به تدریج افزایش می یابد. برای کاربردهایی که نیاز به نگه داشتن بارها در موقعیت طولانی مدت دارند، شیر کنترل جهت WE 5 به تنهایی ممکن است نیروی نگهدارنده کافی را ایجاد نکند. افزودن شیرهای چک خارجی یا انتخاب یک پیکربندی قرقره در مرکز بسته به حل این مشکل کمک می کند.
کنترل الکتریکی و زمان پاسخگویی
سمت الکتریکی شیر کنترل جهت WE 5 بر روی ولتاژهای صنعتی استاندارد کار می کند. نسخه های DC ولتاژهای 12، 24، 110 یا 220 ولت را می پذیرند که 24 ولت رایج ترین ولت است. نسخه های AC به یک کانکتور یکسو کننده برای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم مورد نیاز شیر برقی نیاز دارند.
مصرف برق بسته به مدل خاص بین 17 تا 38 وات است. سوپاپ ها برای چرخه کاری 100 درصد درجه بندی شده اند، به این معنی که می توانند بدون آسیب به طور مداوم انرژی داشته باشند. این رتبه بندی پیوسته مهم است زیرا بسیاری از سیستم های هیدرولیک موقعیت خود را برای دوره های طولانی نگه می دارند.
زمان پاسخگویی بر اساس عوامل مختلفی متفاوت است. شیر برقی استاندارد بین 65 تا 150 میلی ثانیه برای روشن شدن و بین 48 تا 104 میلی ثانیه برای خاموش شدن زمان نیاز دارد. این زمان‌ها ممکن است سریع به نظر برسند، اما برخی از برنامه‌ها نیاز به پاسخ سریع‌تری دارند. Rexroth کارتریج های مدولاسیون عرض پالس را ارائه می دهد که زمان سوئیچینگ را به نصف کاهش می دهد. این کارتریج های PWM به سرعت ولتاژ شیر برقی را در یک الگوی کنترل شده پالس می کنند که حرکت قرقره را سرعت می بخشد.
یکی دیگر از گزینه های PWM مصرف انرژی را به جای بهبود سرعت کاهش می دهد. این کارتریج کاهش انرژی دمای سیم پیچ را حداقل 30 درجه سانتیگراد کاهش می دهد. دمای پایین‌تر عمر شیر را در محیط‌های گرم یا کاربردهای پرکار افزایش می‌دهد. مهندسان باید بین بهینه سازی برای سرعت یا بهینه سازی برای مدیریت حرارتی یکی را انتخاب کنند. سیستم شیر کنترل جهت WE 5 گزینه هایی را برای هر دو اولویت ارائه می دهد.
هنگامی که شیر برقی خاموش می شود، میدان مغناطیسی در حال فروپاشی یک افزایش ولتاژ ایجاد می کند. این سنبله می تواند به الکترونیک حساس متصل به همان منبع تغذیه آسیب برساند. شیر برقی استاندارد K4 برای بستن این ولتاژ به زیر 500 ولت نیاز به دیودهای سرکوب خارجی دارند. نسخه شیر برقی K72L دارای حفاظت یکپارچه است که سیم کشی را ساده می کند و انطباق با استانداردهای ایمنی الکتریکی را تضمین می کند.
انتخاب پیکربندی مناسب قرقره
قرقره داخل شیر کنترل جهت دار WE 5 تعیین می کند که شیر در هر موقعیت چه کاری انجام می دهد. رایج ترین قرقره های چهار طرفه و سه حالته هستند. این قرقره ها دارای چهار پورت (P، T، A، B) و سه موقعیت متمایز (چپ، مرکز، راست) هستند.
رفتار موقعیت مرکزی اهمیت ویژه ای دارد. قرقره "E" هر چهار پورت را در موقعیت مرکزی می بندد. این یک مرکز بسته ایجاد می کند که بار را در جای خود قفل می کند و باعث ایجاد فشار در پمپ می شود. پیکربندی E حداکثر تحمل بار را فراهم می کند، اما برای محافظت از پمپ در برابر فشار بیش از حد، به یک شیر تخلیه نیاز دارد.
یک قرقره "H" پورت های P، A و B را می بندد در حالی که T را در موقعیت مرکزی متصل می کند. این کار پمپ را به مخزن تخلیه می کند و وقتی شیر در مرکز قرار می گیرد، اتلاف انرژی را کاهش می دهد. بار قفل می ماند زیرا A و B بسته هستند، اما نیروی نگهدارنده به اندازه قرقره E قوی نیست.
یک قرقره "J" P را می بندد در حالی که A، B و T را در موقعیت مرکزی به یکدیگر متصل می کند. این به بار اجازه می دهد تا آزادانه شناور شود و انبساط حرارتی به مخزن فرار کند. پیکربندی J برای سیستم هایی که باید به راحتی در موقعیت خنثی حرکت کنند یا برای جلوگیری از افزایش فشار ناشی از تغییرات دما مفید است.
انتخاب نادرست نوع قرقره مشکلاتی ایجاد می کند. به عنوان مثال، استفاده از یک قرقره H در یک برنامه آسانسور عمودی ممکن است باعث شود بار به دلیل نشت داخلی به آرامی پایین بیاید. یک قرقره E بهتر نگه می دارد. از سوی دیگر، استفاده از قرقره E در یک محور افقی که نیاز به حرکت آزادانه دارد، باعث می‌شود سیستم احساس سفت شدن و اتلاف انرژی کند. درک برنامه خود به شما کمک می کند تا پیکربندی صحیح شیر کنترل جهت WE 5 را انتخاب کنید.
ملاحظات نصب و نگهداری
نصب شیر کنترل جهت WE 5 نیازمند توجه به چند نکته کلیدی است. سوپاپ روی یک صفحه فرعی نصب می شود که باید استانداردهای ISO 4401-05 را داشته باشد. صفحات فرعی Rexroth دارای شماره قطعه خاصی هستند و باید جداگانه سفارش داده شوند. قبل از نصب شیر، مطمئن شوید که صفحه فرعی تمیز است و به درستی روی منیفولد یا بلوک نصب شده است.
اتصالات الکتریکی از کانکتورهای استاندارد DIN EN 175301-803 استفاده می کنند. کانکتور را می توان 90 درجه چرخاند تا نیازهای مختلف مسیریابی سیم را برآورده کند. برخی از کانکتورها دارای یکسو کننده های داخلی برای عملکرد AC هستند، در حالی که برخی دیگر نشانگرهای LED را برای تأیید بصری وضعیت شیر برقی اضافه می کنند.
تمیزی مایعات بیش از آن چیزی است که بیشتر مردم تصور می کنند. فاصله های داخل شیر کنترل جهت WE 5 تنها چند میکرومتر است. ذرات آلودگی می توانند قرقره را مسدود کنند و باعث چسبیدن یا عدم جابجایی شیر شوند. فیلتراسیون تا 25 میکرومتر یا ریزتر به شدت توصیه می شود. نگهداری منظم فیلتر از اکثر مشکلات شیر جلوگیری می کند.
این شیر با روغن های هیدرولیک بر پایه معدنی و چندین نوع سیال زیست تخریب پذیر کار می کند. مواد مهر و موم در NBR (نیتریل) برای روغن های استاندارد یا FKM (Viton) برای سیالات مصنوعی و دماهای بالا هستند. مطمئن شوید که مواد آب بندی با سیال موجود در سیستم شما مطابقت دارد.
تعمیر و نگهداری نسبتاً ساده است. سیم پیچ های برقی بدون برداشتن شیر از سیستم قابل تعویض هستند. مقاومت سیم پیچ را به صورت دوره ای بررسی کنید تا قبل از وقوع خرابی، تخریب را تشخیص دهید. اگر دریچه به آرامی شروع به پاسخ دادن کند یا تغییر نکند، آلودگی محتمل ترین علت است. شستشوی سیستم و تعویض فیلترها معمولاً مشکل را حل می کند. قطعات داخلی فرسوده را می توان با قطعات یدکی واقعی Rexroth جایگزین کرد که معمولاً ده سال پس از تولید در دسترس هستند.
تصمیم گیری برای خرید
هنگامی که تصمیم به خرید یک شیر کنترل جهت دار WE 5 یا معادل مدرن آن NG10 می گیرید، عوامل متعددی بر انتخاب تأثیر می گذارند. ابتدا، جریان و فشار مورد نیاز خود را بررسی کنید. اگر به کمتر از 20 لیتر در دقیقه با فشار متوسط نیاز دارید، اندازه سنتی NG5 ممکن است کافی باشد. برای عملکرد بالاتر، مدل های سری 5X NG10 استاندارد فعلی هستند.
دوم، ولتاژ الکتریکی موجود در تاسیسات خود را در نظر بگیرید. نسخه 24 ولت DC بیشتر در اتوماسیون صنعتی رایج است، در حالی که گزینه های 110 یا 220 ولت مناسب مناطق و برنامه های مختلف است.
سوم، ارزیابی کنید که آیا به ویژگی‌های خاصی مانند تعویض سریع، کاهش انرژی یا نظارت بر موقعیت نیاز دارید یا خیر. این گزینه‌ها هزینه را اضافه می‌کنند، اما مزایای واقعی را در برنامه‌های درخواستی ارائه می‌کنند.
قیمت بر اساس مشخصات و تامین کننده به طور قابل توجهی متفاوت است. توزیع کنندگان مجاز و تامین کنندگان صنعتی این شیرها را اغلب با پشتیبانی فنی برای کمک به انتخاب حمل می کنند. خریدهای انبوه معمولاً واجد شرایط تخفیف حجمی هستند. کاتالوگ رسمی Rexroth مشخصات دقیق و کدهای سفارش را ارائه می دهد تا اطمینان حاصل شود که دقیقاً شیر مناسب را دریافت می کنید.
تامین کنندگان جایگزین شیرهای سازگار را با قیمت های پایین تر ارائه می دهند، اما سازگاری و قابلیت اطمینان می تواند متفاوت باشد. برای کاربردهای حیاتی، شیرهای واقعی Rexroth از طریق عملکرد ثابت و در دسترس بودن قطعات، ارزش طولانی مدت بهتری را ارائه می دهند.
کاربردهای عملی و عوامل موفقیت
شیر کنترل جهت WE 5 و فرزندان آن در کاربردهای بی شماری خانه پیدا می کنند. ماشین های قالب گیری تزریقی از آنها برای کنترل گیره ها و اجکتورهای قالب استفاده می کنند. سیستم های رباتیک برای کنترل دقیق حرکت به آنها متکی هستند. لیفتراک ها برای عملکرد فرمان و بالابر به آنها وابسته هستند. پرس های شکل دهی فلز، ماشین های ابزار و تجهیزات جابجایی مواد همگی از این شیرها استفاده می کنند.
موفقیت در نصب هر شیر کنترل جهت دار WE 5 به تطبیق شیر با الزامات برنامه بستگی دارد. کاربردهای با جریان بالا برای حفظ پایداری نیاز به کارتریج دریچه گاز دارند. محیط های با دمای بالا از شیر برقی کاهش دهنده انرژی بهره می برند. برنامه های نگهدارنده بار به قرقره های مرکز بسته و احتمالاً شیرهای بازرسی خارجی نیاز دارند.
سیستم الکتریکی باید ولتاژ مناسبی را تامین کند و در برابر نوسانات ولتاژ محافظت کند. طراحی سیستم هیدرولیک باید افت فشار از طریق شیر را در نظر گرفته و فیلتراسیون کافی را فراهم کند.
تعمیر و نگهداری منظم عمر شیر را افزایش می دهد و از خرابی غیرمنتظره جلوگیری می کند. اقدامات ساده مانند نظارت بر وضعیت فیلتر، بررسی نشتی خارجی، و آزمایش پاسخ شیر برقی باعث می شود سیستم به طور قابل اعتماد کار کند.
تکامل از WE 5 اصلی به سری مدرن 5X نشان می دهد که چگونه اجزای هیدرولیک صنعتی برای برآوردن نیازهای در حال تغییر پیشرفت می کنند. درک هر دو ویژگی میراث و فعلی به مهندسان کمک می کند تا تصمیمات آگاهانه ای در مورد اینکه کدام نوع شیر کنترل جهت WE 5 به بهترین وجه کاربردشان را دارد، اتخاذ کنند. با انتخاب، نصب و نگهداری مناسب، این شیرها سال ها خدمات قابل اعتماد را در محیط های صنعتی پر تقاضا ارائه می دهند.
