Kada ljudi traže informacije o usmjerenom regulacijskom ventilu WE 5 za Rexroth, obično žele razumjeti što ovaj ventil radi, kako radi i odgovara li njihovim potrebama. Oznaka WE 5 odnosi se na određenu kategoriju veličine u Rexrothovoj liniji ventila, ali priča je zanimljivija od samo jednog modela ventila.
Što je smjerni regulacijski ventil WE 5
Izvorni WE 5 iz Rexrotha bio je usmjereni regulacijski ventil izrađen prema standardu veličine NG5. Ovi ventili kontroliraju protok hidrauličke tekućine u sustavima koji trebaju umjereni tlak i protok. Tradicionalni WE 5 mogao je podnijeti tlakove do 250 bara i protok između 14 i 20 litara u minuti. Godinama je ova razina performansi dobro funkcionirala za manje hidrauličke sustave poput kompaktnih strojeva i lake industrijske opreme.
Međutim, moderne industrijske primjene zahtijevaju više snage i veći protok. Ovdje evolucija usmjerenog regulacijskog ventila WE 5 postaje važna. Rexroth je razvio seriju 5X, koja uključuje modele 5-.WE 10. Ovi noviji ventili zadržavaju filozofiju dizajna izvornog WE 5, ali se povećavaju do veličine NG10. Rezultat je ventil koji može podnijeti do 160 litara u minuti pri tlaku koji doseže 420 bara. Kada inženjeri danas traže usmjereni regulacijski ventil WE 5, često na kraju odaberu ove modele NG10 jer zadovoljavaju trenutne zahtjeve performansi.
Obitelj usmjeravajućih regulacijskih ventila WE 5 slijedi međunarodne standarde poput ISO 4401-05 i NFPA D05. Ova standardizacija znači da se ventili mogu montirati na standardne podploče i zamijeniti slične ventile drugih proizvođača bez redizajniranja cijelog sustava.
Kako ventil radi iznutra
Osnovna struktura upravljačkog ventila WE 5 je jednostavna. Unutar tijela ventila nalazi se klizni kalem koji se pomiče naprijed-natrag za spajanje različitih priključaka. Kada kalem promijeni položaj, mijenja se koji se priključci međusobno povezuju. Na primjer, kalem može spojiti priključak P (tlak) s priključkom A dok povezuje priključak B s priključkom T (spremnik). Kada se kalem pomakne u drugom smjeru, on mijenja ove veze.
Što tjera usmjereni regulacijski ventil WE 5 da pomiče ovaj kalem? Odgovor je elektromagnetski solenoid. Rexroth koristi ono što nazivaju "mokrim" dizajnom solenoida. Solenoid se nalazi unutar hidrauličke tekućine umjesto da je zatvoren od nje. Ovo bi moglo zvučati riskantno, ali zapravo pruža bolje hlađenje i dulji vijek trajanja. Hidraulička tekućina odnosi toplinu iz zavojnice, omogućujući solenoidu da radi neprekidno bez pregrijavanja.
Kada isključite napajanje solenoida, opruge unutar ventila guraju kalem natrag u središnji položaj. Različite konfiguracije opruga stvaraju različita ponašanja. Standardna postavka koristi povratne opruge s obje strane. Neke verzije koriste jače opruge kako bi se ventil brže prebacio. Druge verzije u potpunosti eliminiraju opruge za posebne primjene gdje bi kalem trebao ostati u bilo kojem položaju u kojem se pomaknuo do kraja.
Mnogi modeli upravljačkog ventila WE 5 uključuju značajku ručnog upravljanja. Ovo je gumb na vrhu ventila koji omogućuje nekome da ručno pomiče kalem. Tijekom postavljanja ili rješavanja problema, ova se ručna kontrola pokazala vrlo korisnom. Možete testirati sustav bez primjene električne energije.
Mogućnosti i ograničenja izvedbe
Moderne NG10 verzije sustava Directional Control Valve WE 5 imaju impresivne performanse. Standardni modeli rade na tlaku od 350 bara, s posebnim verzijama na 420 bara. Kapacitet protoka doseže 160 litara u minuti s istosmjernim naponom, odnosno 120 litara u minuti s izmjeničnim naponom nakon ispravljanja.
Temperaturni raspon kreće se od minus 30 stupnjeva Celzija do plus 80 stupnjeva Celzija. Ventil radi s hidrauličkim tekućinama u rasponu od vrlo tankih (2,8 milimetara na kvadrat u sekundi) do prilično debelih (500 milimetara na kvadrat u sekundi). Ova fleksibilnost znači da jedan dizajn ventila služi za mnoge različite primjene.
Međutim, visoka izvedba dolazi s nekim razmatranjima. Kada tekućina teče kroz ventil maksimalnom brzinom, hidrauličke sile koje djeluju na kalem postaju značajne. Te sile mogu uzrokovati nestabilnost ili vibracije. Kako bi to uspio, Rexroth nudi patrone za gas koje se ugrađuju u priključke. Ovi ulošci malo ograničavaju protok, što smanjuje dinamičke sile i olakšava rad. Kompromis je veći pad tlaka na ventilu, ali poboljšana stabilnost obično se isplati.
Unutarnje propuštanje još je jedna karakteristika dizajna usmjerenog regulacijskog ventila WE 5. Svi kalem ventili propuštaju nešto tekućine pored kalem jer kalem treba slobodnog prostora za slobodno kretanje. Ovo propuštanje postupno se povećava kako se ventil troši tijekom tisuća ciklusa. Za primjene koje trebaju dugotrajno držanje tereta na položaju, samo usmjereni regulacijski ventil WE 5 možda neće pružiti dovoljnu silu držanja. Dodavanje vanjskih nepovratnih ventila ili odabir konfiguracije kalema sa zatvorenim središtem pomaže riješiti ovaj problem.
Električna kontrola i vrijeme odziva
Električna strana razvodnog ventila WE 5 radi na standardnim industrijskim naponima. DC verzije prihvaćaju 12, 24, 110 ili 220 volti, a 24 volti su najčešći. AC verzije trebaju konektor ispravljača za pretvaranje izmjenične struje u istosmjernu struju koju zahtijeva solenoid.
Potrošnja energije se kreće od 17 do 38 vata, ovisno o specifičnom modelu. Ventili su ocijenjeni za 100 postotni radni ciklus, što znači da mogu ostati pod naponom neprekidno bez oštećenja. Ova kontinuirana ocjena je važna jer mnogi hidraulički sustavi zadržavaju položaj dulje vrijeme.
Vrijeme odgovora ovisi o nekoliko čimbenika. Standardnim solenoidima treba između 65 i 150 milisekundi da se uključe i između 48 i 104 milisekundi da se isključe. Ta se vremena mogu činiti brzima, ali neke aplikacije trebaju još brži odgovor. Rexroth nudi patrone za modulaciju širine pulsa koje prepolovljuju vrijeme prebacivanja. Ovi PWM patrone brzo pulsiraju napon solenoida u kontroliranom uzorku koji ubrzava kretanje kalema.
Druga opcija PWM smanjuje potrošnju energije umjesto da poboljšava brzinu. Ovaj uložak za smanjenje energije snižava temperaturu zavojnice za najmanje 30 stupnjeva Celzijusa. Niža temperatura produljuje vijek trajanja ventila u vrućim okruženjima ili zahtjevnim aplikacijama. Inženjeri moraju birati između optimizacije za brzinu ili optimizacije za upravljanje toplinom. Sustav usmjerenog upravljačkog ventila WE 5 nudi opcije za oba prioriteta.
Kada se solenoid isključi, kolapsirajuće magnetsko polje stvara skok napona. Ovaj skok može oštetiti osjetljivu elektroniku spojenu na isto napajanje. Standardni K4 solenoidi zahtijevaju vanjske diode za suzbijanje kako bi ovaj napon spustili ispod 500 volti. Verzija solenoida K72L uključuje integriranu zaštitu, koja pojednostavljuje ožičenje i osigurava sukladnost sa standardima električne sigurnosti.
Odabir prave konfiguracije spoola
Kalem unutar upravljačkog ventila WE 5 određuje što ventil radi u svakom položaju. Najčešće su četverosmjerne špule s tri položaja. Ove špule imaju četiri otvora (P, T, A, B) i tri različita položaja (lijevo, središte, desno).
Osobito je važno ponašanje središnjeg položaja. Kalem "E" zatvara sva četiri otvora u središnjem položaju. Ovo stvara zatvoreno središte koje zaključava teret na mjestu i stvara pritisak na crpku. Konfiguracija E omogućuje maksimalno zadržavanje opterećenja, ali zahtijeva sigurnosni ventil za zaštitu crpke od pretjeranog tlaka.
Kalem "H" zatvara otvore P, A i B dok povezuje T u središnjem položaju. Ovo prazni pumpu u spremnik, smanjujući gubitak energije kada je ventil centriran. Teret ostaje zaključan jer su A i B zatvoreni, ali sila držanja nije tako jaka kao kod E kalema.
Kalem "J" zatvara P dok povezuje A, B i T zajedno u središnjem položaju. To omogućuje teretu da slobodno pluta i omogućuje toplinskom širenju da pobjegne u spremnik. Konfiguracija J korisna je za sustave koji se moraju lako kretati u neutralnom položaju ili za sprječavanje povećanja tlaka uslijed promjena temperature.
Odabir pogrešne vrste kalema stvara probleme. Na primjer, korištenje H kalema na okomitom dizanju može dopustiti da se teret polako spusti prema dolje zbog unutarnjeg curenja. E kalem bi bolje držao. S druge strane, korištenje E kalema na vodoravnoj osi koji se treba slobodno kretati učinilo bi sustav ukočenim i trošilo energiju. Razumijevanje vaše primjene pomaže vam odabrati pravu konfiguraciju usmjerenog regulacijskog ventila WE 5.
Razmatranja ugradnje i održavanja
Ugradnja usmjerenog regulacijskog ventila WE 5 zahtijeva pažnju na nekoliko ključnih točaka. Ventil se montira na podlošku koja mora zadovoljiti standarde ISO 4401-05. Rexroth podploče imaju specifične brojeve dijelova i potrebno ih je posebno naručiti. Prije postavljanja ventila, provjerite je li podploča čista i pravilno postavljena na razvodnik ili blok.
Električni spojevi koriste standardne konektore DIN EN 175301-803. Konektor se može zakrenuti za 90 stupnjeva kako bi se prilagodio različitim potrebama usmjeravanja žice. Neki konektori uključuju ugrađene ispravljače za AC rad, dok drugi dodaju LED indikatore za vizualnu potvrdu stanja solenoida.
Čistoća tekućine važnija je nego što većina ljudi shvaća. Zazori unutar upravljačkog ventila WE 5 iznose samo nekoliko mikrometara. Čestice onečišćenja mogu zaglaviti kalem, uzrokujući da se ventil zalijepi ili da se ne pomakne. Strogo se preporučuje filtracija do 25 mikrometara ili finija. Redovito održavanje filtera sprječava većinu problema s ventilom.
Ventil radi s hidrauličkim uljima na bazi minerala i nekoliko vrsta biorazgradivih tekućina. Materijali brtvi dolaze u NBR (nitril) za standardna ulja ili FKM (Viton) za sintetičke tekućine i visoke temperature. Provjerite odgovara li materijal brtve tekućini u vašem sustavu.
Održavanje je relativno jednostavno. Zavojnice solenoida mogu se zamijeniti bez uklanjanja ventila iz sustava. Povremeno provjeravajte otpor zavojnice kako biste otkrili degradaciju prije nego što dođe do kvara. Ako ventil počne sporo reagirati ili se ne pomakne, kontaminacija je najvjerojatniji uzrok. Ispiranje sustava i zamjena filtera obično rješava problem. Istrošene unutarnje komponente mogu se zamijeniti originalnim Rexroth rezervnim dijelovima, koji su obično dostupni deset godina nakon proizvodnje.
Donošenje odluke o kupnji
Kada se odlučite za kupnju razvodnog ventila WE 5 ili njegovog modernog NG10 ekvivalenta, nekoliko čimbenika utječe na izbor. Najprije provjerite svoje zahtjeve za protok i tlak. Ako trebate manje od 20 litara u minuti pri umjerenom tlaku, tradicionalna veličina NG5 mogla bi biti dovoljna. Za veće performanse, modeli serije 5X NG10 trenutni su standard.
Drugo, uzmite u obzir električni napon dostupan u vašem objektu. Verzija od 24 volta DC najčešća je u industrijskoj automatizaciji, dok opcije od 110 ili 220 volti odgovaraju različitim regijama i primjenama.
Treće, procijenite trebate li posebne značajke poput brzog prebacivanja, smanjenja energije ili praćenja položaja. Ove opcije povećavaju troškove, ali daju stvarne prednosti u zahtjevnim aplikacijama.
Cijena znatno varira ovisno o specifikacijama i dobavljaču. Ovlašteni distributeri i industrijski dobavljači imaju ove ventile, često uz tehničku podršku koja pomaže pri odabiru. Skupne kupnje obično ispunjavaju uvjete za količinske popuste. Službeni Rexroth katalog nudi detaljne specifikacije i kodove za narudžbu kako biste bili sigurni da ćete dobiti točno onaj ventil.
Alternativni dobavljači nude kompatibilne ventile po nižim cijenama, ali kompatibilnost i pouzdanost mogu varirati. Za kritične primjene, originalni Rexroth ventili pružaju bolju dugoročnu vrijednost kroz dosljedne performanse i dostupnost dijelova.
Praktične primjene i čimbenici uspjeha
Usmjereni regulacijski ventil WE 5 i njegovi potomci nalaze svoje domove u bezbrojnim primjenama. Strojevi za injekcijsko prešanje koriste ih za kontrolu stezaljki kalupa i izbacivača. Robotski sustavi oslanjaju se na njih za preciznu kontrolu pokreta. Viličari ovise o njima za funkcije upravljanja i podizanja. Preše za oblikovanje metala, alatni strojevi i oprema za rukovanje materijalima sadrže ove ventile.
Uspjeh s bilo kojom instalacijom usmjerenog regulacijskog ventila WE 5 ovisi o usklađivanju ventila sa zahtjevima primjene. Primjene s velikim protokom trebaju prigušne patrone za održavanje stabilnosti. Visokotemperaturna okruženja imaju koristi od solenoida za smanjenje energije. Primjene za držanje tereta zahtijevaju kaleme sa zatvorenim središtem i eventualno vanjske povratne ventile.
Električni sustav mora osigurati odgovarajući napon i uključivati zaštitu od skokova napona. Dizajn hidrauličkog sustava trebao bi uzeti u obzir pad tlaka kroz ventil i osigurati odgovarajuću filtraciju.
Redovito održavanje produljuje vijek trajanja ventila i sprječava neočekivane zastoje. Jednostavni postupci kao što su praćenje stanja filtra, provjera vanjskog curenja i ispitivanje odziva solenoida održavaju sustav pouzdanim radom.
Evolucija od originalne WE 5 do moderne serije 5X pokazuje kako industrijske hidrauličke komponente napreduju kako bi zadovoljile promjenjive potrebe. Razumijevanje i nasljeđa i trenutnih mogućnosti pomaže inženjerima da donesu informirane odluke o tome koja varijanta usmjerenog regulacijskog ventila WE 5 najbolje služi njihovoj primjeni. Uz pravilan odabir, ugradnju i održavanje, ovi ventili pružaju godine pouzdanog rada u zahtjevnim industrijskim okruženjima.
