Les valves proportionnelles se situent entre les valves marche/arrêt conventionnelles et les servovalves en boucle fermée, et sont devenues un composant courant des systèmes hydrauliques modernes.
Types de vannes proportionnelles
- Valves de pression proportionnelle : Elles contrôlent la pression dans les systèmes hydrauliques, comme les soupapes de décharge proportionnelles et les soupapes de réduction proportionnelles.
- Valves de débit proportionnel : Ils contrôlent le débit dans les systèmes, comme les régulateurs de débit proportionnels.
- Valves directionnelles proportionnelles : Ils contrôlent la direction du mouvement et la vitesse des actionneurs hydrauliques.
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Guide technique sur les vannes proportionnelles et directionnelles
Guide technique des vannes proportionnelles et des servovalves
Caractéristiques des distributeurs proportionnels électromagnétiques
- Comme les distributeurs classiques, les solénoïdes proportionnels commandent directement le tiroir de commande des distributeurs proportionnels à action directe.
- Sur le plan structurel, ils ressemblent à un distributeur standard à trois positions, à quatre voies, centré sur un ressort.
- Le tiroir a une grande course, comme les distributeurs à commande pilote.
- Le flux entrant et sortant de l'actionneur est limité par deux orifices de contrôle.
- Associé à un contrôleur électronique, il permet d'obtenir une accélération et une décélération fiables, avec des temps de rampe réglés indépendamment des propriétés de l'huile.
Valve directionnelle proportionnelle
Le distributeur 4WRA(E) est un distributeur 4/2 voies et 4/3 voies. distributeur proportionnel à commande directe et montage sur plaque. Il est actionné par des solénoïdes proportionnels avec filetage central et bobine amovible. La commande des solénoïdes peut être réalisée par un amplificateur externe (4WRA) ou interne (4WRAE).
Caractéristiques
◆ Taille 6 et 10
◆ Pression de service maximale 315 bar
◆ Débit maximum 42 L/min (taille 6)
75 L/min (taille 10)
Valve directionnelle proportionnelle électro-hydraulique
La vanne 4WRKE est une vanne de contrôle directionnel proportionnel à deux étages. Ils contrôlent la taille et la direction du débit. L'étage principal est contrôlé en boucle fermée, de sorte que la position du tiroir du distributeur est indépendante de la force hydraulique dans les débits importants.Le distributeur se compose du distributeur pilote (1), du corps du distributeur (8), du tiroir du distributeur principal (7), des couvercles (5 et 6), du ressort de centrage (4), du capteur de position inductif (9) et du détendeur de pression (3).En l'absence de signal d'entrée, le tiroir du distributeur principal (7) est maintenu en position centrale par le ressort de centrage (4). Le tiroir de la soupape principale (7) est relié à l'amplificateur électronique correspondant par l'intermédiaire du capteur de position inductif (9), le changement de position du tiroir de la soupape principale (7) ainsi que le changement de la valeur de commande au point d'addition de l'amplificateur se traduisent par une tension différentielle.
Caractéristiques
◆Taille 10 à 32
◆ Pression de service maximale 350 bar
◆ Débit maximal 1600 L/min
Réducteur de pression proportionnel à 3 voies
Le détendeur de pression à trois voies de type 3DREP6 est actionné directement par un solénoïde proportionnel. Il est utilisé pour convertir un signal d'entrée électrique en un signal de sortie de pression proportionnelle. Les solénoïdes proportionnels sont des solénoïdes à courant continu à broche humide contrôlables avec un filetage central et une bobine amovible. Les solénoïdes sont contrôlés par un amplificateur externe (modèle 3DREP) ou un amplificateur intégré (modèle 3DREPE).
Caractéristiques
◆ Taille 6
◆ Pression de service maximale 100 bar
◆ Débit maximal 15 L/min
Vanne de régulation de débit proportionnelle à 2 voies
Les régulateurs de débit proportionnels 2FRE...ont une fonction à 2 voies. Ils peuvent réguler un débit correspondant indépendamment de la pression et de la température en fonction de la valeur de la commande électrique fournie. La vanne se compose essentiellement d'un corps de vanne (1), d'un solénoïde proportionnel avec transducteur de position inductif (2), d'un orifice de mesure (3), d'un compensateur de pression (4) et d'un clapet anti-retour optionnel (6).
Caractéristiques
◆ Taille 6
◆ Pression de service maximale 210bar
◆ Débit maximal 25 L/min
Application technique des valves proportionnelles
Prenons l'exemple du soudage d'assemblage de carrosserie :
Avant d'être testés, de nombreux composants automobiles ont déjà subi un "test de mouvement" au cours du processus de fabrication. La ligne de soudage assemble et soude les pièces de tôle empilées sur la plate-forme, ce qui implique plusieurs stations et des processus plus détaillés.
Toutes les plates-formes de levage doivent se synchroniser pour atteindre la position de travail, c'est-à-dire la zone de la pince de soudage. Le transport des pièces de tôle a lieu pendant la phase de décélération, et la vitesse d'approche ne doit pas dépasser 0,15 m/s, sinon les pièces risquent de ne pas être positionnées avec précision. D'autre part, la phase de transport par levage/abaissement doit se dérouler rapidement pour gagner du temps.
Ces exigences sont toutes satisfaites grâce à la commande hydraulique proportionnelle. Après l'adoption du système de contrôle proportionnel, la vitesse maximale a été considérablement réduite. Une vanne d'étranglement a remplacé le mécanisme original de came d'accélération/décélération, une vanne de contrôle du débit a assuré la régulation de la vitesse et une vanne directionnelle a contrôlé la direction. Si la méthode de transmission mécanique traditionnelle était toujours utilisée, les impacts seraient inévitables, la précision serait faible et le système manquerait de souplesse. Le système deviendrait plus complexe et plus coûteux.
La commande proportionnelle hydraulique est particulièrement adaptée aux systèmes à forte inertie, à vitesse élevée et à forte accélération, ce qui permet un fonctionnement équilibré et fiable.
Problèmes courants et dépannage des vannes proportionnelles
- Le solénoïde proportionnel ne fonctionne pas: Cela peut être dû au vieillissement des composants du connecteur, à un mauvais contact ou au dessoudage des fils du solénoïde. Dans ce cas, un multimètre peut être utilisé pour effectuer des tests. Si une résistance infinie est détectée, ressoudez les fils, réparez le connecteur et rebranchez fermement la fiche. Des fils cassés ou des bornes desserrées entre l'amplificateur proportionnel et le solénoïde peuvent également entraîner la défaillance du solénoïde. Remplacez les fils cassés et rebranchez-les correctement.
- Vieillissement de la bobine, brûlure de la bobine, déconnexion interne ou augmentation excessive de la température: Une augmentation excessive de la température peut réduire la force de sortie du solénoïde proportionnel et provoquer sa défaillance. Vérifiez si le courant d'entrée est trop élevé, si l'isolation de la bobine est défectueuse ou si la bobine est bloquée par des contaminants. Identifiez et éliminez la cause ; remplacez les bobines en cas de déconnexion ou de brûlure.
- Mauvaise installation de la vanne: Si les orifices d'entrée et de sortie ne sont pas correctement positionnés dans le collecteur ou si la surface du collecteur est rugueuse, ce qui entraîne des fuites d'huile, réinstallez correctement la soupape, traitez la surface d'installation et installez des composants d'étanchéité.
- Flux instable: Vérifiez les aspects suivants :
- Contamination de l'huile: Les contaminants présents dans l'huile hydraulique peuvent bloquer l'accélérateur ou le tiroir, provoquant une instabilité ou un blocage et affectant le contrôle du débit.
- Fluctuation de la température de l'huile: La viscosité de l'huile hydraulique varie en fonction de la température, et des variations de température excessives peuvent affecter la stabilité de l'écoulement.
- Collage ou usure de la bobine: Une utilisation prolongée ou une contamination peut entraîner l'usure ou le grippage de la bobine, empêchant un mouvement régulier et entraînant un débit instable.
- Mauvaise conception de la vanne (sélection):Un débit instable dans les valves proportionnelles peut résulter d'une combinaison de facteurs, y compris l'état de l'huile hydraulique, les changements de température, l'usure du tiroir et l'interférence du signal électrique.
- Maintenir l'huile hydraulique propre et à une température appropriée ;
- Entretenir régulièrement la valve proportionnelle, en nettoyant et en inspectant le tiroir ;
- Assurer la stabilité des signaux de commande électriques ;
- Ajuster les paramètres du contrôleur en fonction des conditions de fonctionnement réelles ;
- Optimiser la conception du système hydraulique pour réduire la charge externe et les fluctuations de pression.
Le dépannage et l'optimisation systématiques permettent de résoudre efficacement les problèmes d'instabilité du débit dans les vannes proportionnelles.
Comment choisir une vanne proportionnelle rentable ?
- Sélection de la pression nominale: Les changements de pression sont obtenus en modifiant le diamètre de l'orifice de l'étage pilote. La pression nominale de la soupape de pression proportionnelle choisie ne doit pas être inférieure à la pression de service maximale du système, idéalement de 1 à 1,2 fois, afin d'obtenir une meilleure résolution.
- Débit nominal et choix de la taille: Pour obtenir une courbe débit-pression relativement plate et une pression de réglage minimale, il est recommandé que le débit nominal de la vanne à pression proportionnelle soit de 1,2 à 2 fois le débit maximum de l'installation. La taille correspondante peut alors être trouvée dans le catalogue des produits.
- Sélection de la structure de la vanne: Les vannes proportionnelles avec boucles de retour intégrées offrent une meilleure stabilité et de meilleures performances dynamiques que celles qui en sont dépourvues. Les valves à rétroaction hydraulique mécanique sont simples, abordables et fiables, avec une hystérésis inférieure à 3% et une répétabilité de 1%. Les vannes proportionnelles à rétroaction électrique peuvent atteindre une hystérésis inférieure à 1,5% et une répétabilité de 0,5%.
- Précision: Les paramètres statiques des valves proportionnelles électro-hydrauliques, tels que la non-linéarité, l'hystérésis, la résolution et la répétabilité, affectent directement la précision du contrôle. Il convient de les sélectionner en fonction des exigences de précision du système.
Tendances de développement des valves proportionnelles
Avec l'automatisation croissante des industries, les tendances de développement des vannes proportionnelles sont principalement les suivantes :
- Contrôle numérique: De plus en plus de vannes proportionnelles adoptent la technologie de contrôle numérique, ce qui permet d'obtenir des fonctions de contrôle et de diagnostic plus précises.
- Intelligence: Les vannes proportionnelles, combinées aux technologies des capteurs et des réseaux, peuvent réaliser un autodiagnostic et un contrôle à distance.
- Efficacité énergétique: En optimisant la conception du corps de vanne et les algorithmes de contrôle, les vannes proportionnelles peuvent améliorer l'utilisation de l'énergie tout en garantissant la précision du contrôle.
Conclusion
Les valves proportionnelles sont des composants clés des systèmes de contrôle hydraulique, assurant un contrôle précis des fluides dans des conditions de travail complexes. Au fur et à mesure que la technologie de contrôle progresse, les perspectives d'application des valves proportionnelles s'élargissent.
FAQ : Vannes proportionnelles
1. Quelle est la différence entre une valve proportionnelle et une servovalve ?
Les servovalves offrent généralement une réponse dynamique et une précision plus élevées, mais elles sont plus sensibles à la contamination par l'huile et sont généralement plus chères.
Les vannes proportionnelles offrent des performances "suffisantes" pour de nombreuses tâches industrielles, avec une plus grande robustesse et un coût de cycle de vie plus faible.
2. Pourquoi ma vanne proportionnelle a-t-elle un débit instable ?
Les causes les plus courantes sont une huile contaminée qui bloque les arêtes d'étranglement, de fortes variations de température qui entraînent des changements de viscosité, des tiroirs usés ou qui collent, ou encore une sélection incorrecte des vannes et un mauvais réglage du contrôleur.
Commencez par vérifier la propreté et la température de l'huile, puis contrôlez les signaux électriques et le dimensionnement des soupapes.
3. À quelle fréquence les soupapes proportionnelles doivent-elles être entretenues ?
Il n'existe pas de règle unique, mais des contrôles réguliers de la propreté de l'huile, de l'état des filtres, de l'intégrité des connecteurs et de la température des serpentins sont recommandés dans le cadre du plan d'entretien préventif du système.
Dans les systèmes exigeants, des tests fonctionnels et des étalonnages périodiques peuvent être nécessaires.
4. Puis-je remplacer directement une vanne conventionnelle par une vanne proportionnelle ?
Pas toujours. Une valve proportionnelle nécessite un amplificateur ou un contrôleur approprié, un câblage adéquat et parfois une nouvelle conception du circuit.
Cependant, lorsqu'elles sont correctement conçues, ces mises à niveau peuvent améliorer de manière significative les performances, la flexibilité et la productivité globale.
À propos de Rekith Hydraulics
Rekith Hydraulics est un fabricant spécialisé dans les valves et systèmes hydrauliques, fournissant des valves directionnelles proportionnelles, des valves de pression proportionnelles, des valves de contrôle de débit, des valves à cartouche et des valves logiques pour les machines industrielles, les équipements mobiles et les applications énergétiques.
Avec plus de dix ans d'expérience en ingénierie, une production à commande numérique et un contrôle de qualité strict, Rekith soutient les OEM et les intégrateurs de systèmes dans le monde entier avec des produits fiables et une assistance technique au niveau de l'application
Si vous planifiez ou mettez à niveau un système hydraulique et avez besoin d'aide pour sélectionner des vannes proportionnelles telles que les types 4WRAE, 4WRKE, 3DREP6 ou 2FRE, notre équipe d'ingénieurs peut vous fournir une aide au calcul et des recommandations de modèles basées sur vos conditions d'exploitation réelles.
