Ko delate s hidravličnimi sistemi v tovarnah ali na gradbeni opremi, se vedno znova pojavi ena komponenta: smerni krmilni ventil. Rexroth 4WE 6 E je eden najpogosteje uporabljenih ventilov v industrijski hidravliki in to z dobrim razlogom. Ta ventil nadzoruje, kako se hidravlična tekočina premika skozi sistem, kar pomeni, da nadzoruje, kako se stroji premikajo in delujejo.
4WE 6 E inženirji imenujejo elektromagnetno voden smerni ventil. Sliši se zapleteno, vendar je osnovna ideja preprosta. Ko električna energija teče do elektromagneta ventila (elektromagnetna tuljava), potisne kovinski kolut v ohišje ventila. To gibanje tuljave preusmeri hidravlično tekočino iz ene odprtine v drugo, s čimer se spremeni smer gibanja hidravličnega cilindra ali motorja. Ko se elektrika ustavi, vzmet potisne kolut nazaj v prvotni položaj.
Po čem je 4WE 6 E drugačen
"E" v imenu modela vam pove nekaj pomembnega o zasnovi tega ventila. To pomeni, da ventil uporablja solenoid z mokrim zatičem, kjer je elektromagnetna tuljava v stiku s hidravlično tekočino. Ta izbira oblikovanja ima več prednosti. Olje pomaga pri hlajenju solenoida, zmanjša hrup delovanja in podaljša življenjsko dobo komponente. Pri večini različic lahko elektromagnet celo zavrtite za 360 stopinj, kar olajša namestitev v tesnih prostorih.
Ventil sledi standardu NG6, ki se v različnih delih sveta imenuje tudi CETOP 3 ali D03. Ta standardizacija je pomembnejša, kot si mislite. To pomeni, da se ventil prilega standardnim montažnim ploščam in ga je mogoče zamenjati s podobnimi ventili proizvajalcev Parker, Vickers ali Argo Hytos brez menjave hidravličnega razdelilnika. Za vzdrževalne ekipe ta medsebojna zamenljivost skrajša čas nedelovanja, ko hitro potrebujete nadomestni del.
Rexroth ocenjuje 4WE 6 E za tlake do 350 barov, kar je enako približno 5.076 PSI. Največji pretok doseže 80 litrov na minuto pri različicah z enosmernim tokom ali približno 21 galon na minuto. Te številke uvrščajo ventil v kategorijo visoko zmogljivih glede na njegovo velikost. Ugotovili boste, da nadzoruje vse od strojev za brizganje do hidravličnih sistemov na bagrih in rudarski opremi.
Kako ventil dejansko deluje
Znotraj ohišja ventila se tuljava premika naprej in nazaj za povezavo različnih vrat. Ventil ima štiri glavne priključke, ki jih inženirji označijo s P, T, A in B. Priključek P se poveže z vašo hidravlično črpalko, ki dovaja tekočino pod pritiskom. Priključek T je povezan z rezervoarjem ali rezervoarjem, kamor se vrača tekočina. Priključki A in B se povežeta z vašim hidravličnim aktuatorjem, kot sta obe strani cilindra.
Ko napajate en solenoid, se tuljava premakne, da poveže P z A in B s T. To pošlje tekočino pod tlakom na eno stran vašega cilindra, medtem ko drugo stran izprazni nazaj v rezervoar. Napajajte drugi solenoid in povezave se obrnejo. Zdaj se P poveže z B in A se poveže s T, pri čemer se vaš valj premakne v nasprotno smer. V osrednjem položaju brez vklopljenih solenoidov različice z vzmetnim središčem držijo tuljavo v nevtralnem položaju, ki blokira vsa vrata.
Ventil je na voljo v različnih konfiguracijah tuljave, ki jih inženirji imenujejo "simboli". Simbol E je običajen za tripozicijske ventile s centriranjem vzmeti. Ko je ventil v sredinskem položaju, so vse odprtine blokirane. Simbol HA predstavlja dvopoložajni ventil s povratno vzmetjo, ki se uporablja, ko potrebujete samo enosmerno gibanje. Nekatere aplikacije uporabljajo zaporne različice z oznako "OF", kjer mehanski zatič zaklene tuljavo na mestu, ko se premakne. Ti zaporni ventili potrebujejo le kratek električni impulz za preklop položajev, kar prihrani energijo v sistemih, ki položaj zadržijo dlje časa.
Upoštevanje tlaka in načrtovanje sistema
Ena številka zahteva pozornost, ko načrtujete sisteme z uporabo 4WE 6 E: najvišji tlak v odprtini rezervoarja. Medtem ko odprtine P, A in B prenesejo 350 barov, je odprtina T običajno najvišji tlak 160 barov, čeprav nekatere različice dosežejo 210 barov. Ta razlika ustvarja pomembno oblikovno omejitev. Ko zaženete ventil pri najvišjem delovnem tlaku z določenimi simboli navitja, Rexroth opozarja, da je treba priključek T uporabiti kot odvodni vod, ne kot povratni vod, ki bi lahko videl protitlak iz vašega rezervoarja ali drugih komponent.
Ta omejitev tlaka je povezana z notranjim delovanjem ventilov. Tesni razmiki med tuljavo in ohišjem ventila, ki omogočajo delovanje ventila, povzročajo tudi notranje puščanje. To ni napaka; to je neločljiva značilnost zasnove vijačnega ventila. Ko se ventil sčasoma obrabi, se to notranje puščanje postopoma povečuje. Tekočina, ki pušča, mora nekam oditi, zato je omejitev tlaka v odprtini rezervoarja pomembna za dolgoročno zanesljivost.
Druga skrb, povezana s tlakom, je diferencialni valj, kjer je območje na strani droga manjše od območja na strani bata. Če vaš simbol ventila med določenimi preklopnimi pogoji blokira povratek na strani palice, lahko razmerje površin poveča tlak v komori palice nad 350 barov nazivne vrednosti ventila. Ta pojav imenujemo povečanje tlaka in lahko poškoduje jeklenke ali celo povzroči nevarne okvare. Rešitev vključuje dodajanje zunanjih razbremenilnih ventilov na strani droga diferencialnih valjev ali izbiro simbolov tuljave, ki ne ustvarjajo tega stanja blokade.
Električne specifikacije in možnosti krmiljenja
4WE 6 E deluje z enosmernim in izmeničnim električnim napajanjem. Običajne enosmerne napetosti so 12, 24, 96 in 205 voltov. AC različice običajno delujejo na 110/120 ali 230 voltov pri 50 ali 60 Hz. Električni priključek sledi standardu EN 175301-803 s tripolno zasnovo, ki vključuje dva napajalna priključka in ozemljitev. Večina različic vključuje vgrajene dušilne diode za zaščito pred napetostnimi konicami, ko se solenoid izklopi.
Za uporabo v nevarnih območjih Rexroth ponuja protieksplozijsko varne različice z oznako XE ali VE1. Te različice ustrezajo standardom ATEX za evropske instalacije ali zahtevam NEC 505/razreda I cone 1 za mesta v Severni Ameriki. Protieksplozijsko varna ohišja in intrinzično varni solenoidi omogočajo varno delovanje ventila v okoljih z vnetljivimi plini ali hlapi, kot so kemične tovarne ali naftne ploščadi na morju.
Možnost zaklepa z oznako "OF" zagotavlja pomembne prednosti pri energetski učinkovitosti. Namesto da bi solenoid vzdrževal stalno pod napetostjo, da zadrži položaj, pošlješ 100-milisekundni impulz, da premakneš kolut, nato pa ga mehanski zaklep zaklene na mestu. To zmanjša proizvodnjo toplote, podaljša življenjsko dobo solenoida in zmanjša porabo električne energije. Proizvajalci obdelovalnih strojev uporabljajo to funkcijo za hidravlične vpenjalne sisteme, ki morajo trdno držati obdelovance med dolgimi postopki obdelave.
Združljivost tekočin in tesnilni materiali
Standardni 4WE 6 E ima tesnila iz NBR (nitrilne gume), ki delujejo z večino mineralnih hidravličnih olj, ki izpolnjujejo specifikacije HLP ali HVLP. NBR tesnila delujejo tudi z vodo-glikolnimi ognjevarnimi tekočinami v kategoriji HFC. Če pa vaš sistem uporablja biološko razgradljive hidravlične tekočine, kot so HETG, HEES ali HEPG, ali sintetične ognjeodporne tekočine, kot sta HFDU ali HFDR, morate ob naročilu navesti tesnila FKM (fluoroogljik).
Napačen material tesnila povzroči hitro poslabšanje in odpoved sistema. Če zamenjate tesnila med vzdrževanjem, preverite, kakšno tekočino vaš sistem dejansko uporablja, preden naročite dele. Komplet tesnil NBR ima številko dela 3492432, komplet FKM pa številko 3120269. Uporaba napačnega kompleta pomeni, da boste čez nekaj mesecev znova raztrgali ventil, potem ko bodo nezdružljiva tesnila nabreknila, počila ali razpadla.
Rexroth določa, da mora hidravlična tekočina ustrezati standardom čistoče ISO 4406 razreda 20/18/15. Ta trištevilčna koda označuje največje število delcev pri različnih velikostih. Čistilna tekočina zmanjša obrabo na natančno obdelani tuljavi in površinah izvrtine. Onesnažena tekočina pospeši obrabo, poveča notranje puščanje in lahko povzroči, da se tuljava zatakne ali se neenakomerno premika. Namestitev pravilne filtracije z elementi, ocenjenimi na 10 mikrometrov ali več, ščiti vašo naložbo v ventil in podaljša življenjsko dobo.
Namestitev in prvi zagon
Ventil se s štirimi vijaki pritrdi neposredno na standardno ploščo NG6 ali CETOP 3. Montažni vzorec in lokacije vrat sledijo ISO 4401-03-02-0-05, kar zagotavlja združljivost med proizvajalci. O-obročki tesnijo vsako povezavo vrat in med namestitvijo na te O-obroče nanesite tanek film hidravlične tekočine, da preprečite stiskanje ali kotaljenje.
Ker solenoidi uporabljajo zasnovo z mokrim zatičem, morajo biti notranje votline napolnjene s hidravlično tekočino za pravilno delovanje. Med začetnim zagonom boste morda morali večkrat zagnati ventil, medtem ko deluje hidravlična črpalka, da odzračite zrak iz elektromagnetnih komor. Zrak, ujet v teh prostorih, vpliva na silo solenoida in odzivni čas ventila. Nekatere naprave vključujejo majhne odzračevalne vijake na ohišjih solenoida, ki med zagonom pomagajo sprostiti ujeti zrak.
Vsak 4WE 6 E vključuje ročno krmiljenje, ki vam omogoča prestavljanje ventila brez električne energije. Standardna skrita različica zahteva posebno orodje za dostop. Izbirne različice vključujejo narebričene gumbe ali gumbe z gobasto glavo, ki jih je mogoče zakleniti in omogočajo ročno upravljanje med vzdrževanjem ali izrednimi razmerami. Pri ventilih z dvema elektromagnetnima ventiloma nikoli ne pritisnite obeh ročnih preglasitev hkrati, ker to povzroči mehanski konflikt, ki lahko poškoduje notranje komponente.
Nadzor pretoka in mehko preklapljanje
Nekatere različice 4WE 6 E so opremljene z vložki za plin, ki so v bistvu umerjene odprtine, nameščene v posebnih vratih. Oznaka "/B12" označuje 1,2-milimetrsko odprtino na odprtini P. Ti dušilci ne omejujejo samo največjega pretoka. Njihov glavni namen je obvladovanje skokov tlaka in pretoka, ki se zgodijo med hitrim preklopom ventila. Z nadzorovanjem hitrosti, pri kateri se lahko spremeni pretok, dušilni vložki zmanjšajo udarce sistema, zaščitijo spodnje komponente in podaljšajo celotno življenjsko dobo sistema.
Določene različice modela z oznako ".73…A12" vključujejo mehko preklapljanje prek spremenjene geometrije tuljave. Te različice zagotavljajo približno 85-odstotno zmanjšanje udarcev v primerjavi s standardnim preklapljanjem. Mehkejši prehod pomaga pri aplikacijah, kjer premikanje ventilov ustvarja neprijeten hrup ali kjer hidravlični udar sčasoma poškoduje cevne povezave in razdelilnike. Kompromis je nekoliko počasnejši odziv, kar je pomembno pri aplikacijah z visoko hitrostjo, vendar nudi jasne prednosti v sistemih, ki dajejo prednost nemotenemu delovanju in dolgoživosti.
Pogoste aplikacije in primeri uporabe
Smerni regulacijski ventil 4WE 6 E se pojavlja v celotni industrijski avtomatizaciji. Stroji za brizganje uporabljajo te ventile za nadzor vpenjalnih sil kalupa in premikov ejektorja. Zaradi visokega tlaka in zanesljivega preklopa je ventil primeren za zahtevne delovne cikle pri predelavi plastike. Oprema za oblikovanje gume uporablja podobne konfiguracije ventilov za krmiljenje stiskalnice in izmet delov.
Gradbena in mobilna oprema vključuje 4WE 6 E v tokokroge ročic bagra, krmiljenje nožev buldožerjev in funkcije ogrodja žerjava. Kompaktna velikost ventila glede na njegovo zmogljivost pretoka prihrani prostor v prenatrpanih mobilnih hidravličnih sistemih. Njegova standardizirana montaža omogoča proizvajalcem opreme, da nabavljajo od več dobaviteljev brez preoblikovanja razdelilnikov.
Proizvajalci obdelovalnih strojev vgrajujejo te ventile v brusilne stroje, rezkalne centre in avtomatizirane proizvodne linije. Zadrževalne različice delujejo še posebej dobro v vpenjalih in vpenjalnih sistemih, ki morajo zanesljivo držati položaj brez neprekinjene porabe električne energije. Nenadzorovani strojni postopki imajo koristi od prihranka energije in zmanjšanega ustvarjanja toplote impulzno vodenih zapornih ventilov.
Odpravljanje težav in vzdrževanje
Ko 4WE 6 E ne deluje pravilno, težavo običajno razloži več pogostih težav. Počasno ali nedosledno prestavljanje pogosto kaže na onesnaženo tekočino, zaradi katere se tuljava zatakne v izvrtini. Preverjanje indikatorja diferenčnega tlaka filtra sistema vam pove, ali filtracija dohaja nastajanje kontaminacije. Če je filtre že treba zamenjati, je to vaša prva rešitev.
Električne težave se kažejo kot popolna odpoved prestavljanja ali kot šibko, oklevajoče delovanje ventila. Preverite napajalno napetost na konektorju ventila, medtem ko mora biti elektromagnet pod napetostjo. Nizka napetost zmanjša silo solenoida in upočasni odziv. Zrahljani zatiči konektorja povzročajo prekinitve delovanja, ki jih je težko diagnosticirati. Dusilne diode, vgrajene v večino ventilov, lahko pride do kratkega stika ali odprtja, kar vpliva na obnašanje solenoida.
Povečanje notranjega puščanja v življenjski dobi ventila sčasoma zahteva zamenjavo tesnila ali zamenjavo ventila. Če opazite, da hidravlični cilinder pod obremenitvijo polzi navzdol, ko bi moral ventil držati položaj, je verjeten vzrok notranje puščanje. Namestitev zunanjega ventila za zadrževanje obremenitve je morda enostavnejša rešitev kot zamenjava ventila, če puščanje ni resno. Za aplikacije zadrževanja kritičnega položaja zunanji povratni ventili ali krmilno vodeni kontrolni ventili zagotavljajo pozitivno zadrževanje obremenitve ne glede na stanje smernega ventila.
Zasnova solenoida z mokrim zatičem ponuja prednost pri vzdrževanju: tuljavo lahko zamenjate, ne da bi izpraznili sistem ali izgubili hidravlično tekočino. Preprosto odklopite električni konektor, odvijte elektromagnetni sklop in zamenjajte tuljavo. Ta možnost servisiranja na terenu skrajša čas izpadov med popravili. Ko naročate nadomestne tuljave, preverite, ali nazivna napetost in vrsta priključka ustrezata vaši namestitvi.
Premisleki glede velikosti in izbire
Izbira pravega smernega regulacijskega ventila vključuje uskladitev več parametrov z zahtevami vaše aplikacije. Začnite s tlakom: če vaš sistem deluje nad 350 barov, 4WE 6 E ne bo deloval. Zmogljivost pretoka je treba preveriti glede na vaše zahteve glede hitrosti aktuatorja. Ventil 80 litrov na minuto se na papirju morda zdi ustrezen, a če se bližate tej meji, se padec tlaka na ventilu poveča in ustvarjanje toplote postane problem.
Razmislite o delovnem ciklu in frekvenci preklopa. Aplikacije, ki neprekinjeno preklapljajo, imajo koristi od izmeničnih solenoidov, ki zaradi večje toplotne mase bolje prenašajo toploto. Solenoidi za enosmerni tok dobro delujejo pri občasnem delovanju in nudijo hitrejše odzivne čase. Če mora vaš sistem dalj časa zadržati položaj brez gibanja, določite konfiguracijo zapore, da odpravite neprekinjeno napajanje solenoida.
Simbol tuljave določa delovanje ventila v srednjem položaju in v vsakem skrajnem položaju. Natančno preučite simbole hidravlične sheme, da boste razumeli, kaj posamezna konfiguracija povezave vrat naredi vašemu aktuatorju. Simbol E (vsa vrata so blokirana na sredini) ustreza aplikacijam, kjer želite, da se ustavljeni aktuatorji uprejo zunanjim silam. Simbol P-to-T v sredini zagotavlja prosto kroženje, ki zmanjša nastajanje toplote med obdobji mirovanja. Izberite simbol, ki ustreza vašim funkcionalnim zahtevam.
Konkurenčne alternative in navzkrižna sklicevanja
Medtem ko je Rexroth 4WE 6 E vodilni izdelek, več drugih proizvajalcev proizvaja funkcionalno enakovredne ventile. Parkerjeva serija D1VW009CNT ponuja možnost neposredne zamenjave s podobnimi nazivnimi vrednostmi tlaka in pretoka. Vickers, ki je zdaj del Eatona, proizvaja serijo DG4V-3-8C, ki se zamenja neposredno na podplošče NG6. Argo Hytos ponuja RPE3-063C11 kot še eno zamenljivo možnost.
Ta združljivost med proizvajalci daje oddelkom za nabavo prilagodljivost. Če se vaš primarni dobavitelj sooča z dolgimi dobavnimi roki ali pomanjkanjem zalog, obstajajo alternative brez preoblikovanja vašega hidravličnega sistema. Cenovna konkurenca med temi proizvajalci koristi kupcem, čeprav Rexrothova obsežna distribucijska mreža in tehnična podpora pogosto upravičujeta vsako cenovno premijo.
Pri zamenjavi ventilov različnih proizvajalcev preverite, ali se simboli tuljave funkcionalno ujemajo, ne le nominalno. Kar en proizvajalec imenuje "simbol E", ima morda subtilno drugačne povezave vrat kot različica drugega proizvajalca. Preglejte podrobne diagrame povezav vrat v katalogu vsakega proizvajalca, preden dokončate zamenjavo navzkrižnega sklicevanja.
Strategija oblikovanja cen in nabave
Tržne cene za 4WE 6 E se razlikujejo glede na regijo, konfiguracijo in obseg nakupa. V Severni Ameriki pričakujete cene okoli 140 $ za standardne konfiguracije, kupljene posamično. Na indijskih trgih so cene med 7.799 in 9.203 rupij, malezijski distributerji pa okoli 196,50 rupij. Te razlike odražajo stroške lokalne distribucije, uvozne dajatve in tržno konkurenco.
Najmanjše količine pri večini distributerjev se začnejo pri enem kosu, zaradi česar so majhni nakupi praktični. Dobavni roki običajno trajajo od sedem do deset dni za standardne konfiguracije, čeprav se običajne kombinacije napetosti in simbolov pogosto pošiljajo iz zaloge distributerja. Manj pogoste konfiguracije lahko trajajo več tednov, če zahtevajo tovarniško izdelavo po naročilu.
Za vzdrževalne oddelke, ki upravljajo kritične rezervne dele, razmislite o skladiščenju ene ali dveh pogosto uporabljenih konfiguracij kot zavarovanja pred nepričakovanimi okvarami. Dolga življenjska doba ventila pomeni, da lahko rezervni deli leta stojijo na policah, vendar so stroški skladiščenja rezervnih delov minimalni v primerjavi s stroški izpada opreme. Prepričajte se, da vaša zaloga vključuje vse posebne konfiguracije, kot so tesnila FKM, če vaš sistem uporablja nestandardne tekočine.
Končna priporočila
Rexroth 4WE 6 E smerni regulacijski ventil zagotavlja zanesljivo delovanje v kompaktnem paketu, ki je industrijski standard. Njegov nazivni tlak 350 barov in zmogljivost pretoka 80 litrov na minuto zagotavljata visoko zmogljivost v velikostnem razredu NG6. Zasnova solenoida z mokrimi zatiči uravnoteži zmogljivost in uporabnost, standardizirana montaža pa zagotavlja široko združljivost med hidravličnimi sistemi.
Pri določanju ali vzdrževanju teh ventilov bodite pozorni na podrobnosti, ki so najpomembnejše. Uskladite materiale tesnil s kemijo vaše hidravlične tekočine. Dimenzionirajte ventil previdno, da se izognete čezmernemu padcu tlaka in nastajanju toplote. Razmislite o zapornih različicah za varčevanje z energijo v aplikacijah za zadrževanje položaja. Z ustrezno zasnovo tokokroga zaščitite diferenčne jeklenke pred povečanjem tlaka.
Razumevanje delovanja ventila, kakšne so njegove omejitve in kako se prilega konkurenčnemu okolju, vam pomaga sprejemati boljše odločitve o izbiri, vzdrževanju in odpravljanju težav. 4WE 6 E ni popoln za vsako aplikacijo, vendar znotraj svoje zasnove zagotavlja dokazano zmogljivost, ki pojasnjuje njegovo široko uporabo v industrijski hidravliki.
