Le valvole proporzionali si collocano tra le valvole on/off convenzionali e le servovalvole ad anello chiuso e sono diventate un componente comune dei moderni sistemi idraulici.
Tipi di valvole proporzionali
- Valvole di pressione proporzionali: Controllano la pressione nei sistemi idraulici, come le valvole di sicurezza proporzionali e le valvole riduttrici proporzionali.
- Valvole a flusso proporzionale: Controllano il flusso nei sistemi, come le valvole di controllo del flusso proporzionale.
- Valvole direzionali proporzionali: Controllano la direzione e la velocità di movimento degli attuatori idraulici.
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Guida tecnica alle valvole proporzionali e direzionali
Guida tecnica alle valvole proporzionali e alle servovalvole
Caratteristiche delle valvole direzionali proporzionali elettromagnetiche
- Come le normali valvole direzionali, i solenoidi proporzionali azionano direttamente il cursore di controllo nelle valvole direzionali proporzionali ad azione diretta.
- Strutturalmente, assomigliano a una valvola direzionale standard a tre posizioni e quattro vie centrata su una molla.
- Il cursore ha un'ampia corsa, simile a quella delle valvole direzionali pilotate.
- Il flusso in entrata e in uscita dall'attuatore è limitato da due orifizi di controllo.
- Abbinato a un controllore elettronico, è in grado di realizzare in modo affidabile accelerazioni e decelerazioni, con tempi di rampa regolabili impostati indipendentemente dalle proprietà dell'olio.
Valvola direzionale proporzionale
La valvola 4WRA(E) è una valvola a 4/2 vie e 4/3 vie. valvola direzionale proporzionale con funzionamento diretto e montaggio su piastra. È azionato da solenoidi proporzionali con filettatura centrale e bobina staccabile. Il controllo dei solenoidi può avvenire tramite amplificatore esterno (4WRA) o interno (4WRAE).
Caratteristiche
Taglia 6 e 10
◆ Pressione massima di esercizio 315 bar
◆ Flusso massimo di lavoro 42 L/min (taglia 6)
75 L/min (taglia 10)
Valvola direzionale elettroidraulica proporzionale
La valvola 4WRKE è una valvola di controllo direzionale proporzionale a due stadi. Controlla la dimensione e la direzione del flusso. La valvola è costituita dalla valvola di controllo pilota (1), dal corpo della valvola (8), dal cursore della valvola principale (7), dai coperchi (5 e 6), dalla molla di centraggio (4), dal sensore di posizione induttivo (9) e dalla valvola di riduzione della pressione (3). Le due camere di controllo nei coperchi (5 e 6) sono collegate al serbatoio dell'olio attraverso il cursore della valvola (2). Il cursore della valvola principale (7) è collegato all'amplificatore elettronico corrispondente attraverso il sensore di posizione a induzione (9); la variazione di posizione del cursore della valvola principale (7) e la variazione del valore di comando nel punto di somma dell'amplificatore danno luogo a una tensione differenziale.
Caratteristiche
Dimensioni da 10 a 32
◆ Pressione massima di esercizio 350 bar
◆ Flusso massimo di lavoro 1600 L/min
Valvola di riduzione della pressione proporzionale a 3 vie
La valvola riduttrice di pressione a 3 vie tipo 3DREP6 è azionata direttamente da un solenoide proporzionale. I solenoidi proporzionali sono solenoidi in corrente continua a pin umidi controllabili con filettatura centrale e bobina staccabile. I solenoidi sono controllati da un amplificatore esterno (modello 3DREP) o da un amplificatore integrato (modello 3DREPE).
Caratteristiche
Taglia 6
◆ Pressione massima di esercizio 100 bar
◆ Flusso massimo di lavoro 15 L/min
Valvola di regolazione del flusso proporzionale a 2 vie
Le valvole proporzionali 2FRE... hanno una funzione a 2 vie e possono controllare un flusso corrispondente indipendente dalla pressione e dalla temperatura in base al valore del comando elettrico fornito. La valvola è composta essenzialmente da corpo valvola (1), solenoide proporzionale con trasduttore di posizione induttivo (2), orifizio di misura (3), compensatore di pressione (4) e valvola di ritegno opzionale (6).
Caratteristiche
Taglia 6
◆ Pressione massima di esercizio 210bar
◆ Flusso massimo di lavoro 25 L/min
Applicazione tecnica delle valvole proporzionali
Utilizzando come esempio la saldatura per l'assemblaggio di carrozzerie:
Prima di un giro di prova, molti componenti automobilistici hanno già subito un "test di movimento" durante il processo di produzione. La linea di saldatura assembla e salda le parti in lamiera impilate sulla piattaforma, coinvolgendo diverse stazioni e processi più dettagliati.
Tutte le piattaforme di sollevamento devono sincronizzarsi per raggiungere la posizione di lavoro, cioè l'area della pinza di saldatura. Il trasporto dei pezzi di lamiera avviene durante la fase di decelerazione e la velocità di avvicinamento non deve superare 0,15 m/s, altrimenti i pezzi potrebbero non essere posizionati con precisione. D'altra parte, la fase di trasporto di sollevamento/abbassamento deve avvenire rapidamente per risparmiare tempo.
Tutti questi requisiti di processo sono stati raggiunti utilizzando un controllo proporzionale idraulico. Dopo l'adozione del sistema di controllo proporzionale, la velocità massima è stata notevolmente ridotta. Una valvola a farfalla ha sostituito il meccanismo originale di accelerazione/decelerazione a camme, una valvola di controllo del flusso ha gestito la regolazione della velocità e una valvola direzionale ha controllato la direzione. Se si fosse continuato a utilizzare il metodo di trasmissione meccanico tradizionale, sarebbe stato inevitabile subire urti violenti, scarsa precisione e inflessibilità. Il sistema diventerebbe più complesso e costoso.
Il controllo proporzionale idraulico è particolarmente adatto a sistemi con grande inerzia, alta velocità e alta accelerazione, consentendo un funzionamento equilibrato e affidabile.
Problemi comuni e risoluzione dei problemi con le valvole proporzionali
- Il solenoide proporzionale non funziona: Ciò può essere dovuto all'invecchiamento dei componenti del connettore, a un cattivo contatto o alla dissaldatura dei fili del solenoide. In questo caso, è possibile utilizzare un multimetro per il test. Se si rileva una resistenza infinita, saldare i fili, riparare il connettore e ricollegare saldamente la spina. Anche i fili rotti o i terminali allentati tra l'amplificatore proporzionale e il solenoide possono causare il guasto del solenoide. Sostituire i fili rotti e ricollegarli saldamente.
- Invecchiamento della bobina, bruciatura della bobina, scollegamento interno o aumento eccessivo della temperatura: Un aumento eccessivo della temperatura può ridurre la forza di uscita del solenoide proporzionale, causandone il guasto. Verificare se la corrente di ingresso è troppo alta, se l'isolamento della bobina è difettoso o se la bobina è bloccata a causa di agenti contaminanti. Identificare ed eliminare la causa; sostituire le bobine in caso di problemi di disconnessione o bruciatura.
- Installazione non corretta della valvolaSe le porte di ingresso e di uscita non sono posizionate correttamente nel collettore o se la superficie del collettore è ruvida, con conseguenti perdite di olio, reinstallare correttamente la valvola, trattare la superficie di installazione e installare i componenti di tenuta.
- Flusso instabile: Controllare i seguenti aspetti:
- Contaminazione da olio: Le sostanze contaminanti presenti nell'olio idraulico possono bloccare la valvola a farfalla o il cursore, causando instabilità o inceppamenti e compromettendo il controllo del flusso.
- Fluttuazione della temperatura dell'olio: La viscosità dell'olio idraulico varia con la temperatura e le variazioni eccessive di temperatura possono influire sulla stabilità del flusso.
- Incollaggio o usura del rocchetto: L'uso prolungato o la contaminazione possono causare l'usura o l'incollaggio del cursore, impedendo un movimento regolare e provocando un flusso instabile.
- Progettazione (selezione) non corretta della valvolaIl flusso instabile nelle valvole proporzionali può essere causato da una combinazione di fattori, tra cui le condizioni dell'olio idraulico, le variazioni di temperatura, l'usura del cursore e l'interferenza del segnale elettrico.
- Mantenere l'olio idraulico pulito e ad una temperatura adeguata;
- Eseguire una manutenzione regolare della valvola proporzionale, pulendo e ispezionando il cursore;
- Garantire la stabilità dei segnali elettrici di controllo;
- Regolare i parametri del controllore in base alle condizioni operative effettive;
- Ottimizzare la progettazione del sistema idraulico per ridurre il carico esterno e le fluttuazioni di pressione.
Con la risoluzione sistematica dei problemi e l'ottimizzazione, è possibile risolvere efficacemente i problemi di instabilità del flusso nelle valvole proporzionali.
Come scegliere una valvola proporzionale conveniente
- Selezione della pressione nominale: Le variazioni di pressione si ottengono modificando il diametro dell'orifizio dello stadio pilota. La portata della valvola di pressione proporzionale selezionata non deve essere inferiore alla pressione massima di esercizio del sistema, idealmente 1-1,2 volte, per ottenere una migliore risoluzione.
- Portata nominale e selezione delle dimensioni: Per ottenere una curva flusso-pressione relativamente piatta e una pressione di taratura minima, si raccomanda che la portata nominale della valvola di pressione proporzionale sia pari a 1,2-2 volte la portata massima del sistema. La dimensione corrispondente è riportata nel catalogo dei prodotti.
- Selezione della struttura della valvola: Le valvole proporzionali con anelli di retroazione incorporati offrono una migliore stabilità e prestazioni dinamiche rispetto a quelle che ne sono prive. Le valvole con retroazione idraulica meccanica sono semplici, economiche e affidabili, con un'isteresi inferiore a 3% e una ripetibilità entro 1%. Le valvole proporzionali con retroazione elettrica possono raggiungere un'isteresi inferiore a 1,5% e una ripetibilità entro 0,5%.
- Precisione: I parametri statici delle valvole proporzionali elettroidrauliche, come la non linearità, l'isteresi, la risoluzione e la ripetibilità, influiscono direttamente sulla precisione del controllo. Selezionare in modo appropriato in base ai requisiti di precisione del sistema.
Tendenze di sviluppo delle valvole proporzionali
Con la crescente automazione delle industrie, le tendenze di sviluppo delle valvole proporzionali includono principalmente:
- Controllo digitale: Sempre più valvole proporzionali adottano la tecnologia di controllo digitale, ottenendo funzioni di controllo e diagnostica più precise.
- Intelligenza: Le valvole proporzionali, combinate con le tecnologie dei sensori e delle reti, possono ottenere l'autodiagnosi e il controllo remoto.
- Efficienza energetica: Ottimizzando il design del corpo valvola e gli algoritmi di controllo, le valvole proporzionali possono migliorare l'utilizzo dell'energia, garantendo al contempo la precisione del controllo.
Conclusione
Le valvole proporzionali sono componenti chiave dei sistemi di controllo idraulico, in grado di fornire un controllo preciso del fluido in condizioni di lavoro complesse. Con il progredire della tecnologia di controllo, le prospettive di applicazione delle valvole proporzionali diventeranno ancora più ampie.
FAQ: Valvole proporzionali
1. Qual è la differenza tra una valvola proporzionale e una servovalvola?
Le servovalvole offrono generalmente una risposta dinamica e una precisione maggiori, ma sono più sensibili alla contaminazione dell'olio e di solito sono più costose.
Le valvole proporzionali forniscono prestazioni "sufficientemente buone" per molte attività industriali, con una maggiore robustezza e un costo del ciclo di vita inferiore.
2. Perché la mia valvola proporzionale ha un flusso instabile?
Tra le cause più comuni vi sono l'olio contaminato che blocca i bordi di strozzatura, le forti variazioni di temperatura che causano cambiamenti di viscosità, i cursori usurati o bloccati, la selezione errata delle valvole e la messa a punto del regolatore.
Iniziare con la pulizia e la temperatura dell'olio, quindi controllare i segnali elettrici e il dimensionamento delle valvole.
3. Con quale frequenza deve essere effettuata la manutenzione delle valvole proporzionali?
Non esiste una regola unica, ma si raccomanda di controllare regolarmente la pulizia dell'olio, le condizioni del filtro, l'integrità del connettore e la temperatura della bobina come parte del piano di manutenzione preventiva del sistema.
Nei sistemi più esigenti, possono essere necessari test funzionali e calibrazioni periodiche.
4. Posso sostituire direttamente una valvola convenzionale con una valvola proporzionale?
Non sempre. Una valvola proporzionale richiede un amplificatore o un regolatore appropriato, un cablaggio adeguato e talvolta una riprogettazione del circuito.
Tuttavia, se progettati correttamente, questi aggiornamenti possono migliorare significativamente le prestazioni, la flessibilità e la produttività complessiva.
Informazioni su Rekith Hydraulics
Rekith Hydraulics è un produttore specializzato in valvole e sistemi idraulici, che fornisce valvole direzionali proporzionali, valvole proporzionali di pressione, valvole di controllo del flusso, valvole a cartuccia e valvole logiche per macchinari industriali, attrezzature mobili e applicazioni energetiche.
Con oltre dieci anni di esperienza ingegneristica, una produzione basata su CNC e un rigoroso controllo di qualità, Rekith supporta OEM e integratori di sistemi in tutto il mondo con prodotti affidabili e assistenza tecnica a livello applicativo
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