به یک شیر کنترل جریان متناسب به عنوان "سوئیچ کم نور" سیستم های هیدرولیکی فکر کنید. درست مانند یک سوئیچ کم رنگ به شما امکان می دهد کنترل کند که چگونه یک نور روشن می شود ، این دریچه ها به شما امکان می دهند دقیقاً چقدر سریع روغن هیدرولیک از طریق سیستم شما جریان می یابد.
چرا این مهم است:
دریچه های هیدرولیک سنتی یا کاملاً باز یا کاملاً بسته هستند - مانند سوئیچ نور معمولی. دریچه های متناسب کنترل دقیق و دقیق را به شما می دهد - مانند آن سوئیچ کم نور. این کنترل صاف به معنی:
- شوک و لرزش کمتر در ماشین آلات شما
- حرکت دقیق تر سیلندرها و موتورهای هیدرولیک
- بهره وری بهتر انرژی
- عملکرد صاف تر به طور کلی
مفهوم اساسی
در اینجا نحوه عملکرد آن به صورت ساده آورده شده است:
ورودی الکتریکی
شما یک سیگنال الکتریکی (معمولاً 4-20 میلی آمپر یا 0-10 ولت) به شیر می فرستید
پاسخ متناسب
دریچه متناسب با آن سیگنال باز می شود
کنترل جریان
سیگنال بیشتر = جریان بیشتر ، سیگنال کمتر = جریان کمتر
عمل صاف
تغییرات به تدریج اتفاق می افتد ، نه ناگهان
این رابطه متناسب همان چیزی است که این دریچه ها را در سیستم های هیدرولیک مدرن بسیار ارزشمند می کند.
چرا آنها اهمیت دارند: تکامل از کنترل ساده تا هوشمند
راه قدیمی: کنترل بنگ-بانگ
در گذشته ، بیشتر سیستم های هیدرولیک از دریچه های روشن/خاموش ساده استفاده می کردند (به نام کنترل "بنگ-بنگ"). این دریچه ها دو تنظیم داشتند:
- کاملاً باز:حداکثر جریان
- کاملاً بسته:بدون جریان
مشکلات کنترل بنگ-بانگ:
- سنبله فشار ناگهانی هنگام باز شدن یا بسته شدن دریچه ها
- لرزش و استرس مکانیکی روی تجهیزات
- مشکل در دستیابی به سرعت یا موقعیت های دقیق
- زباله های انرژی از عملکرد ثابت جریان
راه جدید: کنترل متناسب
دریچه های متناسب با ارائه همه چیز را تغییر دادند:
شتاب صاف
به جای حرکت مهارکننده شروع ، ماشین آلات به آرامی از استراحت به سرعت کامل حرکت می کنند.
کنترل سرعت دقیق
می توانید سرعت دقیقی را برای قسمت های مختلف چرخه ماشین تنظیم کنید.
کارایی انرژی
این سیستم فقط در صورت نیاز به جریان مورد نیاز خود استفاده می کند.
کیفیت محصول بهتر
حرکت نرم تر به معنای نتایج بهتر در فرآیندهای تولید است.
نگهداری کاهش یافته
شوک و لرزش کمتر به معنای عمر طولانی تر تجهیزات است.
تأثیر در دنیای واقعی
یک دستگاه قالب گیری تزریق را در نظر بگیرید که قطعات پلاستیکی را تهیه می کند:
- سیستم قدیمی:قوچ تزریق با سرعت کامل حرکت کرد یا کاملاً متوقف شد و باعث نقص و مواد هدر رفته شد
- سیستم جدید:سرعت قوچ در طول چرخه تزریق یکنواخت متفاوت است و قطعات با کیفیت و با کیفیت بالا تولید می کند
این تکامل از کنترل ساده تا هوشمند باعث شده است که دریچه های متناسب در تولید مدرن ضروری باشد.
نحوه کار آنها: در داخل فناوری
درک چگونگی کار دریچه های کنترل جریان متناسب به شما کمک می کند تا آنها را بهتر انتخاب و استفاده کنید. بیایید اجزای اصلی را تجزیه کنیم:
1. solenoid متناسب: مغز
سولنوئید متناسب مانند مغز دریچه است. بر خلاف سولنوئیدهای معمولی که روشن یا خاموش هستند ، بر اساس سیگنال الکتریکی که دریافت می کنند می توانند مقادیر مختلفی از نیرو را ایجاد کنند.
چگونه کار می کند:
- سیگنال الکتریکی (جریان یا ولتاژ) دریافت می کند
- نیروی مغناطیسی متناسب با آن سیگنال ایجاد می کند
- سیگنال بیشتر = نیروی مغناطیسی بیشتر
- این نیرو قطعات داخلی دریچه را حرکت می دهد
ویژگی های کلیدی:
- از DC Power برای عملکرد صاف استفاده می کند
- اغلب از سیگنال های PWM (مدولاسیون عرض پالس) در حدود 200 هرتز استفاده می کند
- ممکن است شامل "dither" باشد - ارتعاشات ریز که باعث کاهش اصطکاک می شود
2. بدنه قرقره و دریچه: کنترل کننده جریان
در داخل بدنه دریچه یک سیلندر با ماشین دقیق به نام قرقره قرار دارد. این قرقره برای کنترل جریان به جلو و عقب می رود.
ویژگی های طراحی قرقره
- شکافهای اندازه گیری:اشکال ویژه (V ، U یا مستطیل شکل) به قرقره برش داده می شود که چگونه جریان با موقعیت قرقره تغییر می کند
- ویژگی های همپوشانی:چگونه لبه های قرقره با پورت ها تراز می شوند و بر پاسخ دریچه تأثیر می گذارد
مشخصات جریان
- جریان خطی:جریان به طور متناسب با حرکت قرقره افزایش می یابد
- جریان مترقی:جریان در دهانه های بزرگتر بیشتر افزایش می یابد و کنترل دقیق تری در جریان های کم می دهد
3. جبران فشار: حفظ جریان مداوم
یکی از مهمترین ویژگی ها در دریچه های متناسب با کیفیت ، جبران فشار است. این سیستم تضمین می کند که جریان حتی در صورت تغییر فشار بار ثابت می ماند.
مشکل بدون جبران:اگر بار سنگین را بالا می برید ، فشار پشتی افزایش می یابد و حتی اگر باز شدن دریچه یکسان باشد ، جریان را کاهش می دهد.
راه حل:یک جبران کننده فشار به طور خودکار افت فشار را در قرقره اصلی تنظیم می کند تا ثابت نگه دارد.
مزایا:
- جریان فقط به سیگنال دریچه بستگی دارد ، نه به بار
- رفتار سیستم قابل پیش بینی
- برنامه نویسی و کنترل آسان تر
4. سیستم های بازخورد: اطمینان از صحت
دریچه های متناسب با سطح بالاتر شامل سیستم های بازخورد است که بر موقعیت واقعی قرقره نظارت می کنند و آن را با موقعیت مورد نظر مقایسه می کنند.
| نوع دریچه | بازخورد | دقت | هزینه | برنامه |
|---|---|---|---|---|
| دریچه های حلقه باز | بدون بازخورد | معتاد | پایین | برنامه های اصلی |
| دریچه های حلقه بسته | سنسورهای LVDT | عالی | بالاتر | برنامه های دقیق |
انواع دریچه های کنترل جریان متناسب
دریچه های متناسب در چندین پیکربندی ارائه می شود. درک این نوع به شما کمک می کند تا مناسب را برای برنامه خود انتخاب کنید.
با مکانیسم درایو
دریچه های عملیاتی مستقیم
solenoid مستقیماً قرقره را حرکت می دهد
- پاسخ سریع (5-10 میلی ثانیه)
- اندازه فشرده
- طرح ساده
محدودیت ها:محدود به جریانهای کوچکتر (<50 لیتر در دقیقه) و فشارها (<210 بار)
بهترین برای:سیستم های کوچک ، دستگاه های پزشکی ، مراحل آزمایشی برای دریچه های بزرگتر
دریچه های خلبانی (دو مرحله)
یک شیر خلبان کوچک جریان روغن را کنترل می کند تا قرقره اصلی را جابجا کند
- می تواند جریان های بالا را کنترل کند (حداکثر 1600 لیتر در دقیقه)
- فشارهای زیاد (حداکثر 350 بار)
محدودیت ها:پاسخ آهسته تر (100 پوند)
بهترین برای:ماشین آلات سنگین ، سیستم های بزرگ صنعتی ، کاربردهای پرقدرت
تابع
دریچه های کنترل جریان
- کار اصلی کنترل سرعت جریان است
- معمولاً تنظیمات 2 طرفه یا 3 طرفه
- اغلب شامل جبران فشار است
- سرعت محرک را کنترل کنید
دریچه های کنترل جهت
- هم جریان و هم جهت را کنترل کنید
- به طور معمول دریچه های 4 طرفه ، 3 موقعیت
- چندین دریچه ساده را جایگزین کنید
- سیلندر یا جهت و سرعت موتور را کنترل کنید
دریچه های کنترل فشار
- فشار سیستم کنترل به جای جریان
- شامل دریچه های امداد و شیرهای کاهش فشار
- فشارهای عملیاتی ایمن را حفظ کنید
متناسب با سایر انواع دریچه
درک چگونگی مقایسه دریچه های متناسب با سایر فناوری ها به شما در تصمیم گیری بهتر کمک می کند.
متناسب در مقابل دریچه های روشن/خاموش
| نشان | دریچه های روشن/خاموش | دریچه های متناسب |
|---|---|---|
| نوع کنترل | باینری (باز/بسته) | مداوم (متغیر) |
| کنترل جریان | جریان کامل یا بدون جریان | هر جریان از 0-100 ٪ |
| شوک سیستم | بالا (تغییرات ناگهانی) | کم (انتقال صاف) |
| مصرف انرژی | اغلب هدر رفته است | کارآمد (تقاضای مطابقت) |
| پیچیدگی | مدارهای ساده | الکترونیک پیچیده تر |
| هزینه | هزینه اولیه کم | هزینه اولیه بالاتر |
متناسب در مقابل دریچه های سروو
| نشان | دریچه های متناسب | دریچه های سروو |
|---|---|---|
| دقت | خوب (2-5 ±)) | عالی (0.5 ±)) |
| سرعت پاسخ | متوسط (2-50 هرتز) | خیلی سریع (> 100 هرتز) |
| هزینه | معتاد | بالا (10-20 برابر بیشتر) |
| تحمل آلودگی | عالی | کم (به روغن بسیار تمیز نیاز دارد) |
| پیچیدگی | معتاد | عالی |
| نگهدار | استاندارد | تخصصی |
چه زمانی هر نوع را انتخاب کنید
شیرهای روشن/خاموش را انتخاب کنید:
- شما فقط به کنترل ساده باز و بسته نیاز دارید
- هزینه نگرانی اصلی است
- برنامه می تواند شوک و لرزش را تحمل کند
- کنترل دقیق لازم نیست
شیرهای متناسب را انتخاب کنید:
- شما به سرعت متغیر یا کنترل موقعیت نیاز دارید
- عملکرد صاف مهم است
- بهره وری انرژی اهمیت دارد
- دقت متوسط کافی است
- کار در محیط های صنعتی معمولی
دریچه های سروو را انتخاب کنید:
- دقت فوق العاده بالا لازم است
- پاسخ خیلی سریع مورد نیاز است
- هزینه برای عملکرد ثانویه است
- شما می توانید مایع هیدرولیک بسیار تمیز را حفظ کنید
- درخواست آن را می طلبد (هوافضا ، آزمایش)
معیارهای کلیدی عملکردی که باید بدانید
هنگام انتخاب شیر متناسب ، چندین معیار عملکرد تعیین می کنند که در برنامه شما چقدر خوب کار خواهد کرد.
رتبه بندی جریان و فشار
حداکثر سرعت جریان
- معمولاً با افت فشار استاندارد (مانند 5 بار یا 70 psi) مشخص می شود
- دامنه های معمولی: 7-1000 لیتر در دقیقه (2-260 gpm)
- بر اساس نیازهای سرعت محرک خود انتخاب کنید
حداکثر فشار
- محدودیت فشار عملیاتی ایمن
- دامنه های معمولی: 280-400 بار (4000-5800 PSI)
- باید از حداکثر فشار سیستم شما فراتر رود
افت فشار
- فشار از دست رفته در شیر در جریان دارای رتبه بندی
- پایین تر برای کارآیی بهتر است
- معمولی: 5-35 بار (70-500 psi) در جریان دارای امتیاز
دقت و تکرارپذیری
دلهره
تفاوت خروجی هنگام نزدیک شدن به همان نقطه از جهات مختلف
- معمولی: 2-5 ٪ از مقیاس کامل
- پایین تر برای برنامه های دقیق بهتر است
خطی بودن
جریان شیر از سیگنال ورودی چقدر نزدیک است
- معمولی: 2 ٪ از مقیاس کامل
- کنترل دریچه های خطی آسان تر است
تکرارپذیری
قوام هنگام بازگشت به همان سیگنال ورودی
- معمولی: 1-3 ± از مقیاس کامل
- برای تولید مداوم مهم است
بند
دامنه سیگنال ورودی که هیچ خروجی تولید نمی کند
- معمولی: 2-5 ٪ از محدوده سیگنال کامل
- ناشی از همپوشانی قرقره ، برای آب بندی لازم است
جدول مقایسه عملکرد
| نوع دریچه | دامنه جریان | فشار | زمان پاسخ | دلهره | تحمل آلودگی | هزینه نسبی |
|---|---|---|---|---|---|---|
| متناسب | 7-100 لیتر در دقیقه | حداکثر 280 بار | 20-100 ms | 3-5 ٪ | عالی | 2-4x |
| متناسب حلقه بسته | 7-1000 لیتر در دقیقه | حداکثر 350 بار | 10-50 میلی ثانیه | 1-2 ٪ | عالی | 4-8x |
| متناسب | 10-500 لیتر در دقیقه | حداکثر 350 بار | 5-20 ms | <1 ٪ | معتاد | 8-15x |
| سروو | 5- |
