درک نمودار شیر متناسب

هنگامی که با سیستم های هیدرولیک یا پنوماتیک کار می کنید، درک نمودارهای شیر متناسب برای طراحی، عیب یابی و نگهداری تجهیزات اتوماسیون مدرن ضروری می شود. یک نمودار شیر متناسب نشان می دهد که چگونه این اجزای دقیق جریان و فشار سیال را در پاسخ به سیگنال های الکتریکی کنترل می کنند و شکاف بین سیستم های کنترل الکترونیکی و حرکت مکانیکی را پر می کنند.

برخلاف شیرهای روشن و خاموش ساده که فقط می‌توانند کاملاً باز یا کاملاً بسته شوند، شیرهای تناسبی کنترل متغیری را بین 0 تا 100 درصد باز شدن ارائه می‌دهند. این قابلیت تنظیم مداوم آنها را برای کاربردهایی که نیاز به شتاب صاف، موقعیت یابی دقیق و اعمال نیروی کنترل شده دارند، حیاتی می کند. نمودارهایی که ما برای نشان دادن این شیرها استفاده می کنیم از نمادهای استاندارد شده ای پیروی می کنند که عمدتاً توسط ISO 1219-1 تعریف شده اند و زبانی جهانی ایجاد می کنند که مهندسان در سراسر جهان می توانند آن را درک کنند.

چه چیزی یک نمودار شیر متناسب را متفاوت می کند

یک نمودار شیر متناسب حاوی عناصر نمادین خاصی است که بلافاصله آن را از نمادهای شیر استاندارد متمایز می کند. قابل تشخیص ترین ویژگی نماد محرک متناسب است که از یک سیم پیچ الکترومغناطیسی محصور شده در یک جعبه با دو خط موازی موازی تشکیل شده است. این خطوط مورب، شناسه کلیدی هستند که به شما می‌گویند این شیر به جای سوئیچینگ ساده، کنترل متناسب را ارائه می‌دهد.

هنگامی که یک مثلث کوچک چین خورده را در نزدیکی نماد شیر برقی متناسب می بینید، این نشان می دهد که شیر دارای تجهیزات الکترونیکی داخلی (OBE) است. این قطعات الکترونیکی یکپارچه پردازش سیگنال، تقویت، و اغلب عملکردهای کنترل بازخورد را مستقیماً در بدنه شیر انجام می دهند. این ادغام با کاهش نیاز به کابینت های تقویت کننده خارجی و پیچیدگی سیم کشی مرتبط، نصب را ساده می کند.

خود پاکت سوپاپ چندین موقعیت را نشان می دهد که معمولاً به عنوان یک شیر سه حالته و چهار طرفه (پیکربندی 4/3) نشان داده می شود. برخلاف شیرهای کنترل جهت استاندارد، نمودارهای شیر تناسبی اغلب موقعیت مرکزی را با مسیرهای جریان تا حدی هم تراز نشان می دهند که نشان دهنده توانایی شیر در اندازه گیری جریان مداوم به جای مسدود کردن یا باز کردن کامل پورت ها است.

خواندن نمادهای شیر متناسب ISO 1219-1

استاندارد ISO 1219-1 چارچوبی را برای نمودارهای مدار هیدرولیک و پنوماتیک فراهم می کند. برای شیرهای تناسبی، این استاندارد نحوه نمایش انواع مختلف شیر و مکانیسم های کنترل آنها را تعریف می کند. نماد شیر کنترل جهتی متناسب شامل بدنه اصلی شیر با بریدگی های اندازه گیری یا نمادهای مثلثی در مسیرهای جریان است که نشان دهنده ویژگی های ماشینکاری شده ویژه است که کنترل دقیق جریان را امکان پذیر می کند.

این ویژگی‌های ماشین‌کاری شده، اغلب بریدگی‌های مثلثی شکل بریده شده در قرقره شیر، برای دستیابی به حساسیت جریان بالا و خطی بودن نزدیک به موقعیت صفر حیاتی هستند. بدون این تغییرات هندسی، دریچه هنگام انجام تنظیمات کوچک از موقعیت بسته، ویژگی های کنترل ضعیفی را نشان می دهد.

دریچه‌های کنترل فشار متناسب، مانند دریچه‌های تسکین تناسبی یا شیرهای کاهنده، از قراردادهای نمادین مشابهی استفاده می‌کنند. تفاوت اصلی در افزودن محرک برقی متناسب و نماد فنر کنترل فشار است. وقتی این عناصر را با مثلث چین‌دار که OBE را نشان می‌دهد ترکیب می‌کنید، می‌دانید که به یک دستگاه کنترل فشار پیچیده و حلقه بسته نگاه می‌کنید.

Hodi Korrugatu Malguak egiteko Makinaren hutsean osatzeko gailuak leundutako artezteko tresnak erabiltzen ditu hainbat forma korrugatu zehaztasunez ekoizteko. Moldeak aldatzea errazagoa eta erosoagoa da funtzionatzeko, hozte efektu hobeak eta ekoizpen eraginkortasun handiagoarekin. Trakzio eta harilkatzeko makinarekin koordinatuta, makina modu sinkronikoan kontrolatzen da bere aplikagarritasuna ziurtatzeko. Hodi Corrugated Making Machine Moldearen diseinua barrunbe bakarrean, barrunbe bikoitzean eta barrunbe hirukoitzean eskuragarri dago, makina moldearen ordezko denbora aurreztuz eta ekoizpen-lerro berdea nabarmen hobetuz.

نحوه عملکرد شیرهای متناسب: تبدیل الکتروهیدرولیک

اصل اساسی در پشت عملکرد شیر متناسب شامل تبدیل سیگنال الکتریکی به حرکت مکانیکی دقیق است. هنگامی که سیگنال کنترلی (معمولاً 0-10 ولت یا 4-20 میلی آمپر) را به شیر می فرستید، از طریق الکترونیک آنبورد به یک شیر برقی متناسب می رسد. شیر برقی یک میدان مغناطیسی متناسب با جریان ورودی ایجاد می کند که یک آرمیچر یا پیستون متصل به قرقره شیر یا پاپت را حرکت می دهد.

بسیاری از شیرهای متناسب مدرن از کنترل مدولاسیون عرض پالس (PWM) استفاده می کنند. در سیستم های PWM، الکترونیک کنترل به سرعت ولتاژ سیم پیچ برقی را روشن و خاموش می کند. با تنظیم چرخه کار (نسبت زمان روشن به کل زمان چرخه)، شیر به کنترل موقعیت دقیق دست می یابد در حالی که سوئیچینگ فرکانس بالا (اغلب در حدود 200 هرتز) به غلبه بر اصطکاک استاتیک در قطعات متحرک کمک می کند.

این سیگنال دایتر PWM هدف مهمی فراتر از کنترل اولیه است. اصطکاک استاتیک بین قرقره شیر و سوراخ می تواند باعث چسبندگی و پاسخ ضعیف در سطوح سیگنال پایین شود. ارتعاش مداوم با فرکانس بالا از dither به طور موثر اصطکاک استاتیک را به اصطکاک دینامیکی کمتر تبدیل می کند و به طور قابل توجهی نوار مرده را کاهش می دهد و پاسخگویی را بهبود می بخشد. با این حال، این حرکت سریع نیروهای میرایی چسبناکی را ایجاد می کند که نیاز به جبران طراحی دقیق از طریق لوله های سنجش فشار و هندسه داخلی متعادل دارد.

شکاف عملکرد بین شیرهای تناسبی و سوپاپ سروو به میزان قابل توجهی کاهش یافته است. شیرهای متناسب مدرن با بازخورد LVDT (ترانسفورماتور دیفرانسیل متغیر خطی) یکپارچه به هیسترزیس معمولاً زیر 8٪ و تکرارپذیری در 2٪ می رسند. این سطح از عملکرد به شیرهای تناسبی اجازه می دهد تا با تقریباً نیمی از هزینه، بسیاری از کاربردهایی را که زمانی به شیرهای سروو گران قیمت نیاز داشتند، انجام دهند.

نقش مستقیم در مقابل طراحی های خلبانی

هنگامی که نمودارهای شیر تناسبی را با دقت بیشتری بررسی می کنید، متوجه تفاوت های ساختاری خواهید شد که نشان می دهد این شیر از طراحی مستقیم یا پایلوت استفاده می کند. این تمایز به طور قابل توجهی بر ظرفیت جریان و درجه فشار شیر تأثیر می گذارد.

در یک شیر متناسب با اثر مستقیم، آرمیچر الکترومغناطیسی مستقیماً به قرقره یا پاپت شیر ​​متصل می شود. نیروی برقی، عنصر اندازه گیری را بدون کمک هیدرولیک به حرکت در می آورد. این اتصال مستقیم، دقت کنترل عالی و زمان‌های پاسخ سریع را فراهم می‌کند، که معمولاً برای اندازه‌های رابط نصب NG6 (CETOP 3) زمان پاسخ گامی را در حدود 100 میلی‌ثانیه به دست می‌آورد. با این حال، نیروی محدود خروجی از شیر برقی متناسب، طراحی های مستقیم را به نرخ جریان و فشار متوسط ​​محدود می کند.

شیرهای تناسبی که توسط پایلوت کار می کنند با استفاده از خود مایع کار برای کمک به حرکت قرقره شیر اصلی بر این محدودیت ها غلبه می کنند. شیر برقی تناسبی یک استیج پیلوت کوچک را کنترل می کند که سیال تحت فشار را هدایت می کند تا روی قرقره اصلی بزرگتر عمل کند. این تقویت هیدرولیکی به شیرهایی که توسط پایلوت کار می کنند اجازه می دهد تا دبی و فشار بسیار بالاتری را تحمل کنند که اغلب به 315 تا 345 بار (4500 تا 5000 PSI) می رسد. به همین دلیل، کاربردهایی مانند سیستم های رانش دستگاه حفاری تونل و تجهیزات سنگین متحرک معمولاً از شیرهای تناسبی که توسط خلبان کار می کنند استفاده می کنند.

مبادله در زمان پاسخ می آید. دریچه‌هایی که با پایلوت کار می‌کنند معمولاً کندتر از طرح‌های مستقیم واکنش نشان می‌دهند، زیرا سیگنال پایلوت باید قبل از حرکت قرقره اصلی فشار ایجاد کند. برای شیرهای NG10 (CETOP 5) که به صورت پایلوت کار می کنند، زمان پاسخ گام اغلب به 165 میلی ثانیه در مقایسه با 100 میلی ثانیه برای شیرهای NG6 با عملکرد مستقیم افزایش می یابد.

درک طراحی قرقره شیر و لبه های اندازه گیری

قلب کنترل متناسب در طراحی قرقره سوپاپ نهفته است. وقتی به نمودار نمای مقطعی یک شیر تناسبی نگاه می کنید، متوجه می شوید که قرقره دارای ویژگی های هندسی خاصی است که آن را از قرقره های شیر سوئیچینگ استاندارد متمایز می کند.

Vyměňte všechen olej

همپوشانی قرقره یکی دیگر از پارامترهای حیاتی طراحی است که اغلب در نمودارهای فنی مشخص می شود و معمولاً به صورت درصدی مانند 10% یا 20% نشان داده می شود. همپوشانی به این موضوع اشاره دارد که وقتی سوپاپ در موقعیت مرکزی (خنثی) خود قرار می‌گیرد، زمین‌های قرقره تا چه اندازه دهانه‌های پورت را می‌پوشاند. همپوشانی کنترل شده به مدیریت نشت داخلی کمک می کند و نوار مرده شیر را مشخص می کند. به عنوان مثال، سری D*FW پارکر از انواع مختلف قرقره استفاده می کند که B31 دارای 10% همپوشانی است در حالی که انواع E01/E02 20% همپوشانی دارند.

نوار مرده نشان دهنده مقدار سیگنال کنترلی مورد نیاز برای تولید اولین حرکت قرقره است. یک شیر با باند مرده 20% به 20% سیگنال کنترل کامل قبل از شروع حرکت قرقره نیاز دارد. این نوار مرده باید بر نیروهای اصطکاک ایستا (استاتیک) غلبه کند و مستقیماً به طراحی همپوشانی قرقره مربوط می شود. شیرهای مدرن با OBE شامل جبران باند مرده تنظیم شده در کارخانه هستند که تضمین می کند قرقره دقیقاً با حداقل ورودی الکتریکی شروع به حرکت می کند و خطی بودن نزدیک به صفر را بهبود می بخشد.

بازخورد موقعیت با حسگرهای LVDT

دریچه های تناسبی با کارایی بالا از سنسورهای ترانسفورماتور دیفرانسیل متغیر خطی (LVDT) برای بازخورد موقعیت استفاده می کنند. هنگامی که نماد بازخورد LVDT (اغلب به عنوان ماژول های حسگر S/U نشان داده می شود) را در نمودار شیر متناسب می بینید، به یک شیر حلقه بسته نگاه می کنید که قادر به دقت قابل توجهی بهتر از طرح های حلقه باز است.

LVDT به طور مکانیکی به قرقره شیر یا مجموعه آرمیچر متصل می شود و به طور مداوم موقعیت فیزیکی واقعی را اندازه گیری می کند. این سیگنال موقعیت به کنترل کننده یا تقویت کننده یکپارچه باز می گردد، که آن را با موقعیت فرمان مقایسه می کند. سپس کنترل کننده جریان شیر برقی را تنظیم می کند تا موقعیت قرقره مورد نظر را حفظ کند و به طور فعال نیروهای خارجی، اصطکاک مکانیکی و اثرات هیسترزیس را جبران کند.

هیسترزیس در شیرهای تناسبی نشان دهنده یک غیر خطی ذاتی است که عمدتاً توسط مغناطیس باقیمانده و اصطکاک ایجاد می شود. هنگامی که سیگنال کنترل را افزایش می دهید، شیر در نقاط کمی متفاوت از زمانی که سیگنال را کاهش می دهید باز می شود و یک حلقه مشخصه در منحنی جریان در مقابل جریان ایجاد می کند. عرض این حلقه هیسترزیس مستقیماً بر دقت کنترل تأثیر می گذارد.

بازخورد LVDT این مشکل را با اندازه گیری موقعیت قرقره واقعی به جای استنباط از جریان ورودی به تنهایی برطرف می کند. الکترونیک یکپارچه به طور مداوم جریان شیر برقی را بر اساس خطای بین موقعیت های اندازه گیری شده و فرمان تنظیم می کند و به طور موثر خطاهای موقعیت یابی ناشی از هیسترزیس مغناطیسی و اصطکاک را لغو می کند. این کنترل حلقه بسته معمولاً هیسترزیس را به کمتر از 8٪ از محدوده کامل کاهش می دهد، در مقایسه با 15-20٪ یا بیشتر برای دریچه های متناسب حلقه باز.

معماری های کنترل حلقه باز در مقابل حلقه بسته

نمودارهای دریچه های متناسب اغلب در شماتیک های سیستم بزرگتر ظاهر می شوند که معماری کنترل کامل را نشان می دهد. درک اینکه آیا سیستم از کنترل حلقه باز یا حلقه بسته استفاده می کند هم بر انتظارات عملکرد و هم روی رویکردهای عیب یابی تأثیر می گذارد.

در یک سیستم کنترل حرکت حلقه باز، کنترل کننده الکترونیکی یک سیگنال مرجع به درایور سوپاپ (تقویت کننده) ارسال می کند و شیر پارامترهای هیدرولیک را تنها بر اساس آن سیگنال تعدیل می کند. هیچ اندازه گیری خروجی واقعی (جریان، موقعیت یا فشار) به کنترل کننده باز نمی گردد. این معماری ساده برای بسیاری از کاربردها به اندازه کافی کار می کند، اما در برابر رانش سوپاپ، تغییرات بار، اثرات دما و پسماند آسیب پذیر باقی می ماند.

سیستم های کنترل حرکت حلقه بسته شامل یک سنسور بازخورد اضافی است که پارامتر خروجی واقعی را اندازه گیری می کند. برای یک کاربرد موقعیت یابی، این ممکن است یک سنسور موقعیت سیلندر (LVDT یا سنسور مغناطیسی تنگ کننده) باشد. برای کنترل فشار، یک مبدل فشار بازخورد ارائه می کند. کنترل‌کننده الکترونیکی که معمولاً مقررات PID (Proportional-Integral-Derivative) را پیاده‌سازی می‌کند، نقطه تنظیم مورد نظر را با بازخورد واقعی مقایسه می‌کند و به طور مداوم سیگنال فرمان شیر را برای به حداقل رساندن خطا تنظیم می‌کند.

تمایز بین بازخورد سطح سوپاپ (LVDT روی قرقره) و بازخورد سطح سیستم (سنسور موقعیت سیلندر) شایسته توجه است. یک سوپاپ متناسب با بازخورد داخلی LVDT موقعیت قرقره را به دقت کنترل می کند اما موقعیت یا فشار سیلندر را مستقیماً اندازه گیری نمی کند. برای بالاترین دقت، سیستم ها از هر دو استفاده می کنند: LVDT موقعیت دقیق قرقره سوپاپ را تضمین می کند، در حالی که حسگرهای خارجی حلقه را در اطراف متغیر فرآیند واقعی (موقعیت، فشار یا سرعت) می بندند.

الکترونیک یکپارچه مدرن (OBE) به طور قابل توجهی نصب سیستم را ساده می کند. این شیرها فقط به برق استاندارد 24 VDC و سیگنال فرمان کم مصرف نیاز دارند. تجهیزات الکترونیکی آنبرد، تهویه سیگنال، تبدیل توان (اغلب ایجاد ولتاژ کاری ± 9VDC از منبع تغذیه 24VDC)، پردازش سیگنال LVDT و تنظیم PID را کنترل می کند. کالیبراسیون کارخانه عملکرد ثابت را در چندین شیر بدون تنظیم میدان، کاهش زمان نصب و حذف تغییرپذیری از تنظیمات تقویت کننده خارجی تضمین می کند.

منحنی های عملکرد و ویژگی های دینامیکی

برگه های اطلاعات فنی برای شیرهای تناسبی شامل چندین منحنی عملکرد است که رفتار پویا و حالت پایدار را کمیت می کند. درک نحوه خواندن این نمودارها هم در انتخاب سوپاپ و هم در عیب یابی کمک می کند.

منحنی هیسترزیس سرعت جریان را در مقابل جریان کنترل ترسیم می کند و حلقه مشخصه ای را نشان می دهد که هنگام افزایش جریان (باز کردن شیر) در مقابل کاهش جریان (بستن شیر) ایجاد می شود. عرض این حلقه که به صورت درصدی از کل محدوده ورودی بیان می شود، تکرارپذیری شیر را نشان می دهد. دریچه های تناسبی با کیفیت به هیسترزیس زیر 8 درصد می رسند، به این معنی که تفاوت بین مسیرهای باز و بسته کمتر از 8 درصد از محدوده سیگنال کنترل کامل است.

نمودارهای پاسخ مرحله نشان می دهد که شیر با چه سرعتی به تغییر ناگهانی سیگنال فرمان واکنش نشان می دهد. اینها معمولاً خروجی سوپاپ (جریان یا موقعیت قرقره) را نشان می دهند که به درصد خاصی (اغلب 90٪) از یک فرمان تمام مرحله می رسد. برای دریچه های جهتی متناسب با عملکرد مستقیم NG6، زمان پاسخ گام معمولی حدود 100 میلی ثانیه است، در حالی که اندازه های بزرگتر NG10 تقریباً به 165 میلی ثانیه نیاز دارند. زمان پاسخ سریعتر (8 تا 15 میلی ثانیه برای برخی از طرح ها) عملکرد دینامیکی بهتری را نشان می دهد اما معمولاً هزینه بیشتری دارد.

مشخصه‌های باند مرده روی نمودارهایی ظاهر می‌شوند که حداقل سیگنال کنترلی لازم برای ایجاد حرکت اولیه قرقره را نشان می‌دهند. یک شیر با باند مرده 20% قبل از شروع جریان به یک پنجم سیگنال کامل نیاز دارد. این نوار مرده برای غلبه بر اصطکاک استاتیک وجود دارد و به طراحی همپوشانی قرقره مربوط می شود. بدون جبران باند مرده مناسب، سوپاپ وضوح کنترل ضعیفی در نزدیکی مرکز نشان می‌دهد که موقعیت دقیق را دشوار می‌کند.

آلودگی و سایش مستقیماً بر این منحنی‌های عملکرد به روش‌های قابل پیش‌بینی تأثیر می‌گذارد. با تجمع ذرات بین قرقره و سوراخ، اصطکاک ساکن افزایش می یابد. این به عنوان حلقه های پسماند گسترده و افزایش نوار مرده نشان داده می شود. با ترسیم دوره‌ای مشخصه‌های جریان در مقابل جریان و مقایسه آنها با مشخصات کارخانه، تیم‌های تعمیر و نگهداری می‌توانند تخریب را قبل از اینکه باعث خرابی سیستم شود، تشخیص دهند. هنگامی که هیسترزیس بیش از 50٪ یا بیشتر از حد تعیین شده باشد، شیر معمولاً نیاز به تمیز کردن یا تعویض دارد.

یکپارچه سازی سیستم و مدارهای کاربردی

نمودارهای شیر متناسب با مشاهده در مدارهای هیدرولیک کامل به معنای کامل خود می رسند. نمودار سیستم موقعیت یابی هیدرولیک حلقه بسته معمولی شامل واحد قدرت (پمپ و مخزن)، شیر کنترل جهتی متناسب، یک سیلندر هیدرولیک به عنوان محرک، و یک سنسور موقعیت ارائه دهنده بازخورد است.

نمودارهای مدار افت فشار را در پورت‌های شیر نشان می‌دهند (اغلب به عنوان ΔP1 و ΔP2 برچسب‌گذاری می‌شوند)، که نشان می‌دهد چگونه اندازه‌گیری جریان تعادل نیرو را بر روی محرک کنترل می‌کند. برای سیلندرهایی با نسبت مساحت 2:1 (مناطق مختلف پیستون و انتهای میله)، سوپاپ باید نیازهای جریان تفاضلی را در طول امتداد در مقابل عقب نشینی در نظر بگیرد. نمودار شیر تناسبی نشان می دهد که کدام پیکربندی پورت به حرکت صاف در هر دو جهت می رسد.

در کاربردهای قالب گیری تزریقی، شیرهای تناسبی هیدرولیک به طور دقیق نیروی گیره، سرعت تزریق و پروفیل های فشار را در طول چرخه قالب گیری کنترل می کنند. این کاربردها به چندین شیر متناسب نیاز دارند که در توالی های هماهنگ کار می کنند، که در نمودارهای مدار پیچیده نشان می دهد که دریچه های کنترل فشار را برای بستن، دریچه های کنترل جریان برای سرعت تزریق و کنترل جهت حرکت قالب را نشان می دهد.

تجهیزات متحرک مانند جرثقیل ها و پل های متحرک از سیستم های هیدرولیک حلقه بسته استفاده می کنند که دریچه های متناسب خروجی پمپ جابجایی متغیر را کنترل می کنند. این سیستم ها با تنظیم جابجایی پمپ به جای اتلاف انرژی از طریق دریچه های گاز، راندمان بالاتری را به دست می آورند. نمودارهای مدار معمولاً یک پمپ شارژ را نشان می دهد که 100 تا 300 PSI را در پایه فشار پایین مدار اصلی نگه می دارد، با شیرهای متناسبی که جهت، شتاب، کاهش سرعت، سرعت و گشتاور را بدون عناصر کنترل فشار یا جریان جداگانه مدیریت می کنند.

ملاحظات بهره وری انرژی به شدت بر فلسفه طراحی مدار تأثیر می گذارد. دریچه‌های کنترل جهت متناسب سنتی، کنترل را از طریق دریچه گاز به دست می‌آورند، که انرژی هیدرولیک را به گرما در سراسر روزنه‌های اندازه‌گیری تبدیل می‌کند. این کنترل اتلاف کننده وفاداری کنترل عالی را فراهم می کند اما به ظرفیت خنک کننده مایع کافی نیاز دارد. در مقابل، کنترل جابجایی متغیر اتلاف انرژی را با تنظیم منبع به جای اتلاف جریان اضافی از طریق شیرهای کمکی به حداقل می رساند. طراحان باید سادگی کنترل دریچه گاز را در مقابل افزایش بهره وری از رویکردهای جابجایی متغیر متعادل کنند.

عیب یابی سیستم های شیر متناسب

Ο λόγος ειδικής θερμότητας $\\gamma$ ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία. Για τον ατμό, το $\\gamma$ αλλάζει σημαντικά από υπερθέρμανση σε κορεσμό, επηρεάζοντας τα όρια πνιγμού.

آلودگی نشان دهنده شایع ترین علت مشکلات دریچه تناسبی است. ذراتی به کوچکی 10 میکرومتر می توانند در حرکت قرقره اختلال ایجاد کنند و باعث ایجاد چسبندگی (اصطکاک استاتیکی بالا) شوند که برای غلبه بر آن نیاز به افزایش جریان اولیه دارد. این به صورت افزایش باند مرده و افزایش حلقه‌های پسماند ظاهر می‌شود. حفظ تمیزی سیال هیدرولیک طبق استانداردهای پاکیزگی ISO 4406 (معمولاً 19/17/14 یا بهتر برای شیرهای متناسب) از اکثر خرابی های مرتبط با آلودگی جلوگیری می کند.

مشکلات رانش و نشتی ناشی از سایش آب بند یا سایش داخلی دریچه است. با تخریب آب‌بندها، نشت داخلی به محرک‌ها اجازه می‌دهد حتی زمانی که شیر در مرکز قرار می‌گیرد، حرکت کنند. دما به طور چشمگیری بر عملکرد مهر و موم تأثیر می گذارد. دماهای بالا سیال را نازک می کند و مواد آب بند را تخریب می کند، در حالی که دمای پایین باعث افزایش ویسکوزیته و کاهش انعطاف پذیری مهر و موم می شود که هر دو باعث مشکلات کنترلی می شوند.

خستگی بهاری ناشی از دوچرخه سواری مداوم و قرار گرفتن در معرض حرارتی به صورت بازگشت آهسته یا ناقص به موقعیت مرکزی ظاهر می شود. فنرهای مرکزی که قرقره را به حالت خنثی برمی‌گردانند به تدریج در طی میلیون‌ها چرخه نیروی خود را از دست می‌دهند و در نهایت نیاز به تعویض یا نوسازی سوپاپ دارند.

فلوچارت عیب یابی سیستماتیک معمولاً با تأیید الکتریکی شروع می شود. ولتاژ منبع تغذیه (معمولاً 10 ± 24 VDC)، سطوح سیگنال فرمان و یکپارچگی سیم کشی را بررسی کنید. مقاومت شیر ​​برقی را برای تشخیص خرابی سیم پیچ اندازه گیری کنید. برای شیرهای دارای OBE، بسیاری از مدل‌ها خروجی‌های تشخیصی را ارائه می‌کنند که نشان‌دهنده خطاهای داخلی است.

تشخیص مکانیکی شامل تست فشار در پورت‌های شیر است. افت فشار زیاد در سراسر شیر (فراتر از مشخصات) نشان دهنده انسداد یا سایش داخلی است. اندازه‌گیری جریان کمک می‌کند تا بررسی شود که جریان واقعی با الزامات سیستم در سیگنال‌های کنترلی مطابقت دارد. پایش دما گرمای بیش از حد ناشی از دریچه گاز بیش از حد یا سرمایش ناکافی را شناسایی می کند.

برنامه های نگهداری پیش بینی شده باید شامل تأیید عملکرد دوره ای باشد. با ترسیم مشخصه های واقعی جریان در مقابل جریان سالانه و مقایسه آنها با اندازه گیری های پایه، تیم های تعمیر و نگهداری می توانند تخریب تدریجی را دنبال کنند. هنگامی که هیسترزیس اندازه گیری شده تا 50% بالاتر از مشخصات اصلی افزایش می یابد، به جای اینکه منتظر خرابی کامل باشید، تمیز کردن یا تعویض شیر را در طول پنجره نگهداری بعدی برنامه ریزی کنید.

انتخاب شیر متناسب مناسب

هنگامی که در حال طراحی یک سیستم یا جایگزینی اجزا هستید، انتخاب شیر متناسب نیاز به متعادل کردن چندین پارامتر فنی در برابر محدودیت‌های هزینه و فضا دارد.

• ظرفیت جریان اول است.سرعت محرک مورد نیاز را محاسبه کرده و در مساحت پیستون ضرب کنید تا سرعت جریان را تعیین کنید. یک حاشیه ایمنی (معمولاً 30-20٪) اضافه کنید و شیری با جریان نامی در حد یا بالاتر از این نیاز انتخاب کنید. به یاد داشته باشید که ظرفیت جریان شیر با افت فشار در سراسر شیر تغییر می کند. همیشه منحنی های جریان را در اختلاف فشار کاری خود بررسی کنید.
• درجه فشار باید از حداکثر فشار سیستم بیشتر باشدبا حاشیه ایمنی کافی بیشتر دریچه‌های تناسبی صنعتی 315 بار (4500 PSI) روی پورت‌های اصلی کنترل می‌کنند که برای هیدرولیک‌های معمولی سیار و صنعتی کافی است. کاربردهای فشار بالاتر ممکن است به شیرهای سروو یا طراحی های متناسب تخصصی نیاز داشته باشد.
• سازگاری سیگنال کنترل اهمیت داردبرای یکپارچه سازی سیستم اکثر شیرهای مدرن سیگنال های ولتاژ (± 10 ولت) یا جریان (4-20 میلی آمپر) را می پذیرند. سیگنال های ولتاژ برای کابل های کوتاه به خوبی کار می کنند در حالی که سیگنال های فعلی در برابر نویز الکتریکی در فواصل طولانی تر مقاومت می کنند. بررسی کنید که خروجی کنترلر شما با الزامات ورودی شیر مطابقت دارد یا برای تبدیل سیگنال مناسب برنامه ریزی کنید.
• الزامات زمان پاسخگوییبه پویایی برنامه شما بستگی دارد. برای تجهیزات با حرکت آهسته مانند پرس ها یا مراحل تعیین موقعیت، پاسخ 100-150 میلی ثانیه کافی است. کاربردهای پرسرعت مانند قالب‌گیری تزریقی یا سیستم‌های تعلیق فعال ممکن است به جای آن به دریچه‌های سروو با پاسخ کمتر از 20 میلی‌ثانیه نیاز داشته باشند.
• ملاحظات زیست محیطیشامل محدوده دمای عملیاتی، مقاومت در برابر ارتعاش و جهت نصب است. سوپاپ‌های دارای OBE مقاومت بالاتری در برابر لرزش دارند زیرا قطعات الکترونیکی مستقیماً روی بدنه شیر نصب می‌شوند و اتصالات کابل آسیب‌پذیر بین شیر و تقویت‌کننده را حذف می‌کنند. دمای عملیاتی معمولاً از -20 درجه سانتیگراد تا +70 درجه سانتیگراد برای طراحی‌های استاندارد متغیر است و نسخه‌های تخصصی آن برای شرایط شدید موجود است.

آینده فناوری شیرهای متناسب

فناوری شیرهای متناسب به سمت عملکرد بالاتر و ادغام هوشمندتر در حال تکامل است. طراحی‌های مدرن به طور فزاینده‌ای از تشخیص‌های پیشرفته استفاده می‌کنند، و قابلیت‌های نظارت بر سلامت و نگهداری پیش‌بینی‌کننده را در زمان واقعی ارائه می‌دهند. پروتکل‌های ارتباطی مانند IO-Link به شیرهای تناسبی اجازه می‌دهند تا داده‌های عملیاتی دقیق از جمله تعداد چرخه، دما، فشار داخلی و خطاهای شناسایی شده را گزارش کنند.

همگرایی بین عملکرد شیر تناسبی و سروو ادامه دارد. از آنجایی که سازندگان شیرهای تناسبی دقت ماشینکاری قرقره را بهبود می بخشند و الگوریتم های کنترل پیشرفته را در سیستم های OBE پیاده سازی می کنند، شکاف عملکرد کاهش می یابد. برای بسیاری از کاربردهایی که زمانی شیرهای سروو گران قیمت را اجباری می کردند، شیرهای متناسب مدرن با بازخورد LVDT اکنون دقت و تکرارپذیری کافی را با هزینه بسیار کمتر ارائه می دهند.

بهره وری انرژی باعث نوآوری در طراحی اجزا و سیستم می شود. هندسه های جدید دریچه ها افت فشار را به حداقل می رساند و در عین حال دقت کنترل را حفظ می کند، تولید گرما و مصرف برق را کاهش می دهد. پیشرفت‌های سطح سیستم شامل استراتژی‌های کنترل هوشمندی است که چندین شیر متناسب را برای بهینه‌سازی مصرف کلی انرژی به جای کنترل مستقل هر شیر هماهنگ می‌کند.

درک نمودارهای شیر تناسبی پایه و اساس کار موثر با تجهیزات مدرن خودکار را فراهم می کند. چه در حال طراحی سیستم‌های جدید، عیب‌یابی نصب‌های موجود یا انتخاب اجزای ارتقاء باشید، توانایی تفسیر این نمادهای استاندارد شده و پیامدهای آنها به شما بینش مهمی در مورد رفتار سیستم و ویژگی‌های عملکرد می‌دهد. نمودارها نه تنها نمادهای اجزای ثابت را نشان می دهند، بلکه دهه ها اصلاح مهندسی در فناوری کنترل الکترو هیدرولیک را در بر می گیرند.