Пропорциональные клапаны занимают место между обычными клапанами включения/выключения и сервоклапанами закрытого типа и стали распространенным компонентом в современных гидравлических системах.
Типы пропорциональных клапанов
- Пропорциональные клапаны давления: Они регулируют давление в гидравлических системах, например, пропорциональные перепускные клапаны и пропорциональные редукционные клапаны.
- Пропорциональные клапаны расхода: Управляют потоком в системах, подобно клапанам пропорционального регулирования расхода.
- Пропорционально-распределительные клапаны: Они управляют направлением движения и скоростью гидравлических приводов.
📘 Для инженеров, сравнивающих характеристики регулирования, ознакомьтесь с нашим
Техническое руководство по пропорциональным и направляющим клапанам
Техническое руководство по пропорциональным и сервоклапанам
Характеристики электромагнитных пропорционально-распределительных клапанов
- Как и обычные распределительные клапаны, пропорциональные соленоиды напрямую управляют управляющим золотником в пропорциональных распределительных клапанах прямого действия.
- Конструктивно они напоминают трехпозиционный четырехходовой пружинный стандартный распределительный клапан.
- Золотник имеет большой ход, как у распределительных клапанов с пилотным управлением.
- Поток в привод и из него ограничивается двумя контрольными отверстиями.
- В сочетании с электронным контроллером он обеспечивает надежное ускорение и замедление с регулируемым временем темпа, устанавливаемым независимо от свойств масла.
Пропорциональный распределительный клапан
Клапан 4WRA(E) - это 4/2- и 4/3-ходовой клапан. пропорциональный распределительный клапан с прямым управлением и монтажом на подложку. Он приводится в действие пропорциональными соленоидами с центральной резьбой и съемной катушкой. Управление соленоидами может осуществляться через внешний усилитель (4WRA) или внутренний усилитель (4WRAE).
Характеристики
◆ Размер 6 и 10
◆ Максимальное рабочее давление 315 бар
◆ Максимальный рабочий поток 42 л/мин (размер 6)
75 л/мин (размер 10)
Электрогидравлический пропорционально-распределительный клапан
Клапан 4WRKE - это двухступенчатый пропорционально-направленный регулирующий клапан. Они регулируют величину и направление потока. Основная ступень имеет замкнутый контур управления положением, поэтому при больших потоках положение золотника клапана не зависит от гидравлической силы. Клапан состоит из управляющего клапана (1), корпуса клапана (8), золотника основного клапана (7), крышек (5 и 6), центрирующей пружины (4), индуктивного датчика положения (9) и редукционного клапана (3). При отсутствии входного сигнала золотник основного клапана (7) удерживается в центральном положении центрирующей пружиной (4). Две камеры управления в крышках (5 и 6) соединены с масляным баком через золотник клапана (2).Золотник главного клапана (7) соединен с соответствующим электронным усилителем через индуктивный датчик положения (9), изменение положения золотника главного клапана (7), а также изменение значения команды в точке суммирования усилителя приводит к появлению дифференциального напряжения.
Характеристики
◆ Размер от 10 до 32
◆ Максимальное рабочее давление 350 бар
◆ Максимальный рабочий поток 1600 л/мин
3-ходовой пропорциональный редукционный клапан
Трехходовой редукционный клапан типа 3DREP6 имеет прямое управление пропорциональным соленоидом. Он используется для преобразования электрического входного сигнала в пропорциональный выходной сигнал давления. Пропорциональные соленоиды представляют собой управляемые соленоиды постоянного тока с мокрым контактом с центральной резьбой и съемной катушкой. Соленоиды управляются внешним усилителем (модель 3DREP) или встроенным усилителем (модель 3DREPE).
Характеристики
◆ Размер 6
◆ Максимальное рабочее давление 100 бар
◆ Максимальный рабочий поток 15 л/мин
Двухходовой клапан пропорционального регулирования расхода
Пропорциональные клапаны управления потоком 2FRE...имеют двухходовую функцию и могут управлять соответствующим потоком независимо от давления и температуры в соответствии с предоставленным электрическим значением команды. В основном клапан состоит из корпуса (1), пропорционального соленоида с индуктивным датчиком положения (2), измерительного отверстия (3), компенсатора давления (4) и дополнительного обратного клапана (6).
Характеристики
◆ Размер 6
◆ Максимальное рабочее давление 210 бар
◆ Максимальный рабочий поток 25 л/мин
Техническое применение пропорциональных клапанов
В качестве примера можно привести сварку кузовов автомобилей:
Перед тест-драйвом многие автомобильные компоненты уже прошли "испытание движением" в процессе производства. Линия сварки собирает и сваривает детали из листового металла, уложенные на платформе, и включает в себя несколько станций и более детальные процессы.
Все подъемные платформы должны синхронизироваться, чтобы достичь рабочей позиции, т.е. зоны сварочного зажима. Транспортировка деталей из металлического листа происходит на этапе замедления, при этом скорость приближения не должна превышать 0,15 м/с, иначе детали могут быть неточно размещены. С другой стороны, этап транспортировки подъема/опускания должен проходить быстро, чтобы сэкономить время.
Все эти требования к процессу достигаются с помощью гидравлического пропорционального управления. После внедрения системы пропорционального управления максимальная скорость значительно снизилась. Дроссельная заслонка заменила оригинальный кулачковый механизм ускорения/замедления, клапан управления потоком регулировал скорость, а распределительный клапан управлял направлением. Если бы по-прежнему использовался традиционный метод механической передачи, то неизбежно возникли бы жесткие удары, низкая точность и негибкость. Система стала бы более сложной и дорогостоящей.
Гидравлическое пропорциональное управление особенно подходит для систем с большой инерцией, высокой скоростью и большим ускорением, обеспечивая сбалансированную и надежную работу.
Общие проблемы и устранение неисправностей с пропорциональными клапанами
- Пропорциональный соленоид не работает: Это может быть вызвано старением компонентов разъема, плохим контактом или перепайкой проводов соленоида. В этом случае для проверки можно использовать мультиметр. Если обнаружено бесконечное сопротивление, перепаяйте провода, отремонтируйте разъем и надежно подсоедините штекер. Обломанные провода или ослабленные клеммы между пропорциональным усилителем и соленоидом также могут стать причиной выхода соленоида из строя. Замените оборванные провода и надежно подсоедините их.
- Старение катушки, перегорание катушки, внутреннее разъединение или чрезмерное повышение температуры: Чрезмерное повышение температуры может снизить выходное усилие пропорционального соленоида, что приведет к его выходу из строя. Проверьте, не слишком ли высок входной ток, не повреждена ли изоляция катушки, не заклинило ли катушку из-за загрязнений. Выявите и устраните причину; замените катушки при отсоединении или сгорании.
- Неправильная установка клапана: Если впускные и выпускные отверстия неправильно расположены в коллекторе или поверхность коллектора неровная, что приводит к утечке масла, переустановите клапан правильно, обработайте поверхность и установите уплотнительные элементы.
- Нестабильный поток: Проверьте следующие аспекты:
- Загрязнение маслом: Загрязнения в гидравлическом масле могут блокировать дроссель или золотник, вызывая нестабильность или заклинивание, влияя на управление потоком.
- Колебания температуры масла: Вязкость гидравлического масла изменяется в зависимости от температуры, и чрезмерные колебания температуры могут повлиять на стабильность потока.
- Заедание или износ золотника: Длительное использование или загрязнение могут привести к износу или заеданию катушки, что препятствует плавному движению и приводит к нестабильному потоку.
- Неправильная конструкция (выбор) клапана:Нестабильный поток в пропорциональных клапанах может быть вызван комбинацией факторов, включая состояние гидравлического масла, изменения температуры, износ золотника и помехи электрического сигнала.
- Содержите гидравлическое масло в чистоте и при соответствующей температуре;
- Регулярно проводите техническое обслуживание пропорционального клапана, очищая и проверяя золотник;
- Обеспечьте стабильность электрических сигналов управления;
- Настройте параметры контроллера в соответствии с реальными условиями эксплуатации;
- Оптимизируйте конструкцию гидравлической системы, чтобы снизить внешнюю нагрузку и колебания давления.
Систематическое устранение неисправностей и оптимизация позволяют эффективно решать проблемы нестабильности потока в пропорциональных клапанах.
Как выбрать экономически эффективный пропорциональный клапан
- Выбор номинального давления: Изменение давления достигается за счет изменения диаметра отверстия пилотной ступени. Номинал выбранного пропорционального клапана давления должен быть не меньше максимального рабочего давления системы, в идеале - в 1-1,2 раза, для достижения лучшего разрешения.
- Номинальный расход и выбор размера: Для получения относительно пологой кривой "расход-давление" и минимального давления настройки рекомендуется, чтобы номинальный расход пропорционального клапана давления был в 1,2-2 раза больше максимального расхода системы. Соответствующий размер можно найти в каталоге продукции.
- Выбор конструкции клапана: Пропорциональные клапаны со встроенными контурами обратной связи обеспечивают лучшую стабильность и динамические характеристики, чем клапаны без них. Клапаны с механической гидравлической обратной связью просты, доступны и надежны, с гистерезисом менее 3% и повторяемостью в пределах 1%. Пропорциональные клапаны с электрической обратной связью могут достигать гистерезиса менее 1,5% и повторяемости в пределах 0,5%.
- Точность: Статические параметры электрогидравлических пропорциональных клапанов, такие как нелинейность, гистерезис, разрешение и повторяемость, непосредственно влияют на точность управления. Выбирайте их в соответствии с требованиями к точности системы.
Тенденции развития пропорциональных клапанов
С ростом автоматизации промышленности тенденции развития пропорциональных клапанов в основном включают:
- Цифровое управление: Все больше пропорциональных клапанов используют цифровую технологию управления, что позволяет добиться более точного управления и диагностических функций.
- Разведка: Пропорциональные клапаны в сочетании с сенсорными и сетевыми технологиями позволяют осуществлять самодиагностику и дистанционное управление.
- Энергоэффективность: Благодаря оптимизации конструкции корпуса клапана и алгоритмов управления пропорциональные клапаны позволяют повысить энергопотребление, обеспечивая при этом точность управления.
Заключение
Пропорциональные клапаны являются ключевыми компонентами гидравлических систем управления, обеспечивая точное управление потоком жидкости в сложных рабочих условиях. По мере развития технологий управления перспективы применения пропорциональных клапанов будут становиться все шире.
Часто задаваемые вопросы: пропорциональные клапаны
1. В чём разница между пропорциональным и сервоклапаном?
Сервоклапаны обычно обеспечивают более высокую динамическую реакцию и точность, однако они более чувствительны к загрязнению масла и обычно стоят дороже.
Пропорциональные клапаны обеспечивают «достаточно хорошую» производительность для многих промышленных задач, обладая большей надёжностью и меньшей стоимостью жизненного цикла.
2. Почему мой пропорциональный клапан имеет нестабильный поток?
К распространённым причинам относятся загрязнённое масло, блокирующее дроссельные кромки, большие перепады температур, вызывающие изменения вязкости, изношенные или заедающие золотники, а также неправильный выбор клапана и настройка контроллера.
Начните с чистоты и температуры масла, затем проверьте электрические сигналы и размер клапана.
3. Как часто следует проводить техническое обслуживание пропорциональных клапанов?
Не существует единого правила, но рекомендуется регулярно проверять чистоту масла, состояние фильтров, целостность соединений и температуру катушки в рамках профилактического плана технического обслуживания системы.
В сложных системах могут потребоваться периодические функциональные тесты и калибровка.
4. Могу ли я напрямую заменить обычный клапан на пропорциональный?
Не всегда. Пропорциональный клапан требует соответствующего усилителя или контроллера, подходящей проводки, а иногда и перепроектирования схемы.
Однако при правильном проектировании такие модернизации могут значительно улучшить производительность, гибкость и общую продуктивность.
О компании Rekith Hydraulics
Rekith Hydraulics — специализированный производитель гидравлических клапанов и систем, поставляющий пропорциональные направляющие клапаны, пропорциональные клапаны давления, клапаны управления потоком, картриджные клапаны и логические клапаны для промышленного оборудования, мобильной техники и энергетических установок.
Обладая более чем десятилетним инженерным опытом, производством на базе ЧПУ и строгим контролем качества, Rekith поддерживает OEM-производителей и системных интеграторов по всему миру с помощью надежных продуктов и технической поддержки на уровне применения
Если вы планируете или модернизируете гидравлическую систему и нуждаетесь в помощи по выбору пропорциональных клапанов, таких как типы 4WRAE, 4WRKE, 3DREP6 или 2FRE, наша инженерная команда предоставит расчётную поддержку и рекомендации по модели на основе ваших реальных рабочих условий.
