Ko ljudje iščejo informacije o smernem regulacijskem ventilu WE 5 za Rexroth, običajno želijo razumeti, kaj ta ventil počne, kako deluje in ali ustreza njihovim potrebam. Oznaka WE 5 se nanaša na določeno kategorijo velikosti v Rexrothovi ponudbi ventilov, vendar je zgodba bolj zanimiva kot samo en model ventila.
Kaj je smerni krmilni ventil WE 5
Prvotni WE 5 iz Rexrotha je bil smerni regulacijski ventil, izdelan po standardu velikosti NG5. Ti ventili so nadzorovali pretok hidravlične tekočine v sistemih, ki so potrebovali zmeren tlak in pretok. Tradicionalni WE 5 je lahko vzdržal pritiske do 250 barov in pretoke med 14 in 20 litri na minuto. Dolga leta je ta raven zmogljivosti dobro delovala pri manjših hidravličnih sistemih, kot so kompaktni stroji in lahka industrijska oprema.
Vendar sodobne industrijske aplikacije zahtevajo večjo moč in večje pretoke. Tukaj postane pomemben razvoj smernega regulacijskega ventila WE 5. Rexroth je razvil serijo 5X, ki vključuje modele 5-.WE 10. Ti novejši ventili ohranjajo oblikovno filozofijo originalnega WE 5, vendar se povečajo do velikosti NG10. Rezultat je ventil, ki lahko prenese do 160 litrov na minuto pri tlaku do 420 barov. Ko inženirji danes iščejo smerni regulacijski ventil WE 5, pogosto na koncu izberejo te modele NG10, ker izpolnjujejo trenutne zahteve glede zmogljivosti.
Družina usmerjevalnih ventilov WE 5 sledi mednarodnim standardom, kot sta ISO 4401-05 in NFPA D05. Ta standardizacija pomeni, da se ventili lahko namestijo na standardne podplošče in nadomestijo podobne ventile drugih proizvajalcev brez preoblikovanja celotnega sistema.
Kako ventil deluje v notranjosti
Osnovna zgradba smernega regulacijskega ventila WE 5 je enostavna. V ohišju ventila je drsna tuljava, ki se premika naprej in nazaj, da poveže različne priključke. Ko tuljava premakne položaj, spremeni, katera vrata se povezujejo med seboj. Na primer, kolut lahko poveže priključek P (tlak) z priključkom A, medtem ko priključek B poveže z priključkom T (posoda). Ko se tuljava premakne v drugo smer, obrne te povezave.
Zakaj smerni regulacijski ventil WE 5 premika to vreteno? Odgovor je elektromagnetni solenoid. Rexroth uporablja tako imenovano "mokro" zasnovo solenoida. Solenoid sedi znotraj hidravlične tekočine, namesto da bi bil zaprt od nje. To se morda sliši tvegano, vendar dejansko zagotavlja boljše hlajenje in daljšo življenjsko dobo. Hidravlična tekočina odvaja toploto iz tuljave, kar omogoča neprekinjeno delovanje solenoida brez pregrevanja.
Ko izklopite napajanje solenoida, vzmeti v ventilu potisne tuljavo nazaj v središčni položaj. Različne konfiguracije vzmeti ustvarjajo različna vedenja. Standardna nastavitev uporablja povratne vzmeti na obeh straneh. Nekatere različice uporabljajo močnejše vzmeti za hitrejše preklop ventila. Druge različice v celoti odstranijo vzmeti za posebne namene, kjer mora kolut ostati v katerem koli položaju, v katerem se je premaknil.
Veliko modelov smernega regulacijskega ventila WE 5 vključuje funkcijo ročne preglasitve. To je potisni gumb na vrhu ventila, ki omogoča, da nekdo ročno premika tuljavo. Med nastavitvijo ali odpravljanjem težav se ta ročni nadzor izkaže za zelo uporabnega. Sistem lahko preizkusite brez uporabe električne energije.
Zmogljivosti in omejitve zmogljivosti
Sodobne različice NG10 sistema smernega regulacijskega ventila WE 5 dosegajo impresivne številke zmogljivosti. Standardni modeli delujejo pri tlaku 350 barov, posebne različice pa so ocenjene na 420 barov. Pretok doseže 160 litrov na minuto pri delovanju z enosmerno napetostjo oziroma 120 litrov na minuto pri izmenični napetosti po rektifikaciji.
Temperaturno območje sega od minus 30 stopinj Celzija do plus 80 stopinj Celzija. Ventil deluje s hidravličnimi tekočinami, ki segajo od zelo tankih (2,8 milimetrov na kvadrat na sekundo) do precej debelih (500 milimetrov na kvadrat na sekundo). Ta prilagodljivost pomeni, da ena zasnova ventila služi številnim različnim aplikacijam.
Vendar je visoka zmogljivost povezana z nekaterimi premisleki. Ko tekočina teče skozi ventil z največjo hitrostjo, postanejo hidravlične sile, ki delujejo na tuljavo, znatne. Te sile lahko povzročijo nestabilnost ali vibracije. Za obvladovanje tega Rexroth ponuja kartuše za plin, ki se namestijo v vrata. Te kartuše nekoliko omejujejo pretok, kar zmanjša dinamične sile in gladko delovanje. Kompromis je večji padec tlaka na ventilu, vendar se izboljšana stabilnost običajno splača.
Notranje puščanje je še ena značilnost zasnove smernega krmilnega ventila WE 5. Vsi vretenski ventili puščajo nekaj tekočine mimo vretena, ker vreteno potrebuje prostor za prosto premikanje. To puščanje se postopoma povečuje, ko se ventil obrabi v tisočih ciklih. Pri aplikacijah, ki morajo dolgo časa držati obremenitve v položaju, samo smerni regulacijski ventil WE 5 morda ne bo zagotovil dovolj zadrževalne sile. To težavo lahko rešite z dodajanjem zunanjih protipovratnih ventilov ali izbiro konfiguracije z zaprto sredino.
Električni nadzor in odzivni čas
Električna stran smernega regulacijskega ventila WE 5 deluje na standardne industrijske napetosti. Različice z enosmernim tokom sprejemajo 12, 24, 110 ali 220 voltov, pri čemer je 24 voltov najpogostejši. Različice AC potrebujejo usmerniški konektor za pretvorbo izmeničnega toka v enosmerni tok, ki ga potrebuje solenoid.
Poraba energije se giblje od 17 do 38 vatov, odvisno od določenega modela. Ventili so ocenjeni za 100-odstotni delovni cikel, kar pomeni, da lahko ostanejo pod napetostjo neprekinjeno brez poškodb. Ta stalna ocena je pomembna, ker mnogi hidravlični sistemi zadržijo položaj dalj časa.
Odzivni čas se razlikuje glede na več dejavnikov. Standardni solenoidi potrebujejo od 65 do 150 milisekund, da se vklopijo in med 48 in 104 milisekundami, da se izklopijo. Ti časi se morda zdijo hitri, vendar nekatere aplikacije potrebujejo še hitrejši odziv. Rexroth ponuja kartuše s širinsko impulzno modulacijo, ki prepolovijo čas preklopa. Te kartuše PWM hitro pulzirajo napetost solenoida v nadzorovanem vzorcu, ki pospeši gibanje tuljave.
Druga možnost PWM zmanjša porabo energije namesto izboljšanja hitrosti. Ta kartuša za zmanjšanje energije zniža temperaturo tuljave za najmanj 30 stopinj Celzija. Nižja temperatura podaljša življenjsko dobo ventila v vročih okoljih ali aplikacijah z visoko obremenitvijo. Inženirji se morajo odločiti med optimizacijo za hitrost ali optimizacijo za upravljanje toplote. Sistem Directional Control Valve WE 5 ponuja možnosti za obe prednostni nalogi.
Ko se solenoid izklopi, magnetno polje, ki se seseda, ustvari napetostni skok. Ta skok lahko poškoduje občutljivo elektroniko, priključeno na isto napajanje. Standardni solenoidi K4 zahtevajo zunanje dušilne diode, da to napetost omejijo pod 500 voltov. Različica elektromagneta K72L vključuje integrirano zaščito, ki poenostavlja ožičenje in zagotavlja skladnost z električnimi varnostnimi standardi.
Izbira prave konfiguracije spoola
Tuljava znotraj smernega krmilnega ventila WE 5 določa, kaj ventil počne v vsakem položaju. Najpogostejši so štirismerni koluti s tremi položaji. Te tuljave imajo štiri odprtine (P, T, A, B) in tri različne položaje (levo, sredina, desno).
Posebej pomembno je obnašanje sredinskega položaja. Tuljava "E" zapira vse štiri odprtine v osrednjem položaju. To ustvari zaprto središče, ki zaklene breme na mestu in ustvari pritisk na črpalko. Konfiguracija E zagotavlja maksimalno zadrževanje obremenitve, vendar zahteva razbremenilni ventil za zaščito črpalke pred nadtlakom.
Tuljava "H" zapira vrata P, A in B, medtem ko povezuje T v sredinskem položaju. To razbremeni črpalko v rezervoar, kar zmanjša izgubo energije, ko je ventil na sredini. Breme ostane zaklenjeno, ker sta A in B zaprta, vendar držalna sila ni tako močna kot pri kolutu E.
Tuljava "J" zapira P, medtem ko povezuje A, B in T skupaj v sredinskem položaju. To omogoča, da tovor prosto lebdi in omogoča, da toplotna ekspanzija uide v rezervoar. Konfiguracija J je uporabna za sisteme, ki se morajo zlahka premikati v nevtralnem položaju ali za preprečevanje kopičenja tlaka zaradi temperaturnih sprememb.
Izbira napačne vrste tuljave povzroča težave. Na primer, uporaba H tuljave pri navpičnem dvigu lahko povzroči, da se tovor počasi spusti navzdol zaradi notranjega puščanja. Bolje bi držal E kolut. Po drugi strani pa bi uporaba tuljave E na vodoravni osi, ki se mora prosto premikati, povzročila občutek togosti sistema in porabo energije. Razumevanje vaše aplikacije vam pomaga izbrati pravo konfiguracijo smernega regulacijskega ventila WE 5.
Premisleki glede namestitve in vzdrževanja
Namestitev smernega regulacijskega ventila WE 5 zahteva pozornost na nekaj ključnih točk. Ventil se namesti na podplošče, ki mora ustrezati standardom ISO 4401-05. Podplošče Rexroth imajo posebne številke delov in jih je treba naročiti posebej. Pred namestitvijo ventila se prepričajte, da je podplošče čista in pravilno nameščena na razdelilnik ali blok.
Za električne povezave so uporabljeni standardni konektorji DIN EN 175301-803. Priključek je mogoče obrniti za 90 stopinj, da se prilagodi različnim potrebam po napeljavi žice. Nekateri konektorji vključujejo vgrajene usmernike za AC delovanje, medtem ko drugi dodajo LED indikatorje za vizualno potrditev stanja solenoida.
Čistost tekočine je pomembnejša, kot se večina ljudi zaveda. Reži znotraj smernega regulacijskega ventila WE 5 merijo le nekaj mikrometrov. Delci kontaminacije lahko zagozdijo tuljavo, zaradi česar se ventil zatakne ali se ne premakne. Zelo priporočljivo je filtriranje na 25 mikrometrov ali finejše. Redno vzdrževanje filtra prepreči večino težav z ventili.
Ventil deluje s hidravličnimi olji na mineralni osnovi in več vrstami biorazgradljivih tekočin. Tesnilni materiali so iz NBR (nitril) za standardna olja ali FKM (Viton) za sintetične tekočine in visoke temperature. Prepričajte se, da se material tesnila ujema s tekočino v vašem sistemu.
Vzdrževanje je relativno preprosto. Elektromagnetne tuljave je mogoče zamenjati brez odstranitve ventila iz sistema. Redno preverjajte upor tuljave, da zaznate poslabšanje, preden pride do okvare. Če se ventil začne počasi odzivati ali se ne premika, je najverjetnejši vzrok onesnaženje. Izpiranje sistema in zamenjava filtrov običajno odpravita težavo. Obrabljene notranje komponente je mogoče zamenjati z originalnimi nadomestnimi deli Rexroth, ki so običajno na voljo še deset let po proizvodnji.
Sprejemanje odločitve o nakupu
Ko se odločite za nakup smernega regulacijskega ventila WE 5 ali njegovega sodobnega ekvivalenta NG10, na izbiro vpliva več dejavnikov. Najprej preverite svoje zahteve glede pretoka in tlaka. Če potrebujete manj kot 20 litrov na minuto pri zmernem tlaku, bo morda zadostovala tradicionalna velikost NG5. Za večjo zmogljivost so modeli serije 5X NG10 trenutni standard.
Drugič, upoštevajte električno napetost, ki je na voljo v vašem objektu. 24-voltna različica DC je najpogostejša v industrijski avtomatizaciji, medtem ko 110- ali 220-voltne možnosti ustrezajo različnim regijam in aplikacijam.
Tretjič, ocenite, ali potrebujete posebne funkcije, kot je hitro preklapljanje, zmanjšanje energije ali spremljanje položaja. Te možnosti povečajo stroške, vendar zagotavljajo resnične prednosti pri zahtevnih aplikacijah.
Cena se precej razlikuje glede na specifikacije in dobavitelja. Pooblaščeni distributerji in industrijski dobavitelji imajo te ventile, pogosto s tehnično podporo za pomoč pri izbiri. Nakupi v velikem obsegu običajno izpolnjujejo pogoje za količinske popuste. Uradni katalog Rexroth ponuja podrobne specifikacije in kode za naročanje, da zagotovite, da boste dobili točno pravi ventil.
Alternativni dobavitelji ponujajo združljive ventile po nižjih cenah, vendar se lahko združljivost in zanesljivost razlikujeta. Za kritične aplikacije originalni ventili Rexroth zagotavljajo boljšo dolgoročno vrednost z dosledno zmogljivostjo in razpoložljivostjo delov.
Praktične aplikacije in dejavniki uspeha
Usmerjevalni regulacijski ventil WE 5 in njegovi potomci najdejo domove v neštetih aplikacijah. Stroji za brizganje jih uporabljajo za krmiljenje sponk in izmetalnikov kalupov. Robotski sistemi se zanašajo na njih za natančen nadzor gibanja. Viličarji so odvisni od njih za funkcije krmiljenja in dviganja. Stiskalnice za preoblikovanje kovin, strojna orodja in oprema za ravnanje z materiali vključujejo te ventile.
Uspeh namestitve katerega koli smernega regulacijskega ventila WE 5 je odvisen od ujemanja ventila z zahtevami uporabe. Aplikacije z visokim pretokom potrebujejo dušilne kartuše za ohranjanje stabilnosti. Visokotemperaturna okolja koristijo solenoidom za zmanjšanje energije. Aplikacije za zadrževanje obremenitve zahtevajo tuljave z zaprtim središčem in po možnosti zunanje povratne ventile.
Električni sistem mora zagotavljati ustrezno napetost in vključevati zaščito pred napetostnimi skoki. Zasnova hidravličnega sistema mora upoštevati padce tlaka skozi ventil in zagotoviti ustrezno filtracijo.
Redno vzdrževanje podaljša življenjsko dobo ventila in prepreči nepričakovane izpade. Preprosti postopki, kot je spremljanje stanja filtra, preverjanje zunanjega puščanja in testiranje odziva solenoida, zagotavljajo zanesljivo delovanje sistema.
Evolucija od prvotne serije WE 5 do sodobne serije 5X prikazuje, kako industrijske hidravlične komponente napredujejo, da izpolnjujejo spreminjajoče se potrebe. Razumevanje dediščine in trenutnih zmogljivosti pomaga inženirjem pri sprejemanju informiranih odločitev o tem, katera različica smernega regulacijskega ventila WE 5 najbolje služi njihovi uporabi. S pravilno izbiro, namestitvijo in vzdrževanjem ti ventili zagotavljajo leta zanesljive uporabe v zahtevnih industrijskih okoljih.
