複数の油圧バルブを直列で使用できますか?多方弁回路の実際的な設計ルール

多くの場合 油圧システムでは、バルブが 1 つでは不十分です。機械は、持ち上げ、回転、クランプ、操縦、移動、ロック、アンロード、および圧力保護を同時に行う必要がある場合があります。遅かれ早かれ、設計者、修理技術者、または機器メーカーも同じ質問をするでしょう 。 複数の油圧バルブを 直列に使用できますか?

簡単に言うと、「 はい、ただし、回路がそのように設計されている場合に限ります」です。バルブを直列に接続することは、単にバルブを 1 つずつ追加するだけではありません。油圧システムでは、すべてのバルブが圧力損失を発生させ、流れの優先順位を変更し、応答時間に影響を与え、下流の次のバルブに影響を与える可能性があります。

直列回路の設計が悪いと、機械は動くかもしれませんが、動きが遅くなる場合があります。 2 つの機能を同時に操作すると、オイルが加熱されたり、力が失われたり、動作が異なったりします。このため、直列接続された油圧バルブは、流量、圧力、背圧、制御ロジック、メンテナンス アクセスの観点からチェックする必要があります。

マルチウェイ油圧バルブとは何ですか?

あ マルチウェイ油圧バルブ は、ポンプから油圧シリンダーや油圧モーターなどのさまざまなアクチュエーターに作動油を分配するために使用される制御バルブアセンブリです。設計に応じて、方向性スプール、リリーフバルブ、チェックバルブ、荷重保持バルブ、アンチショックバルブ、アンチキャビテーションバルブ、比例制御セクション、またはその他の補助機能が含まれる場合があります。

簡単に言うと、多方弁の働き 油圧システムの交通管制官のようなものです。どのアクチュエータがオイルを取得し、戻りオイルがどこに行くか、さまざまな動作をどのように調整するかを決定します。

マルチウェイバルブは、配管の複雑さを軽減し、複数の制御機能を 1 つのバルブ本体に統合できるため、広く使用されています。のために OEM や修理会社は、これにより設置スペースを節約し、システム レイアウトを簡素化できます。ただし、バルブグループが制御する機能が増えるほど、回路の設計はより慎重になる必要があります。

「直列バルブ」とは何を意味しますか?

人々が「直列のバルブ」と言うとき、異なる意味を持っている場合があります。これが、このトピックがしばしば混乱を引き起こす理由の 1 つです。

油圧回路では、あるバルブまたはバルブセクションを出たオイルがタンクに戻るかアクチュエーターに到達する前に別のバルブに流れる場合、バルブは「直列」であると見なすことができます。モバイル油圧では、これはいくつかの方法で発生する可能性があります。

重要な問題は、バルブを接続できるかどうかだけではありません。もっと良い質問は、 上流のバルブが下流のバルブに何を利用できるようにしておかなければならないかということです。

これには、流量、圧力、戻り経路の容量、パイロットオイル、排水経路、および制御の優先順位が含まれます。

複数の油圧バルブを直列で使用できますか?

はい、複数の油圧バルブを直列で使用できますが、設計は油圧機能に適合する必要があります。一部の直列接続は一般的で安全です。 2 つのバルブが同時に同じ変数を制御しようとするため、制御が不安定になるものもあります。

直列バルブ回路は、各バルブが異なる仕事をする場合には通常合理的です。たとえば、1 つのバルブで方向を制御し、別のバルブで負荷を保持し、別のバルブで回路を過圧から保護することができます。この場合、バルブは互いに争っていません。これらは同じ油圧システム内で別々のタスクを実行します。

通常、直列回路は次の場合に合理的です。

• 各バルブには異なる機能があります。

• 下流側のバルブには依然として十分な圧力と流量がかかります。

• 上流のバルブには適切なパワービヨンドまたはキャリーオーバー経路があります。

• 戻りオイルにより過度の背圧が発生することはありません。

• リリーフとセーフティの設定は正しい順序で配置されています。

• ポンプ容量は必要な組み合わせ機能に対して十分です。

• メンテナンスアクセスと障害診断が考慮されます。

通常、次の場合は危険です。

• 2 つのバルブは両方とも同じ流量を計測しようとしています。

• 最初のバルブは、2 番目のバルブが必要とするオイルを遮断または絞ります。

• バルブ出口が圧力供給として誤って使用されています。

• タンクポートは定格を超える圧力にさらされます。

• 戻りラインが小さすぎるため、高い背圧が発生します。

• 機械は同時動作を必要としますが、回路はフローを共有するように設計されていません。

• リリーフ設定は互いに競合します。

最大の問題: 圧力損失

すべての油圧バルブには内部抵抗があります。オイルはポート、スプールランド、溝、 逆止弁、補償器、継手、およびギャラリー。バルブが完全に開いている場合でも、バルブ全体で圧力が失われます。

1 つのバルブで許容可能な圧力降下が発生する場合があります。 3 つのバルブを直列に接続することはできない場合があります。

圧力降下は 熱となってアクチュエータでの有効圧力を低下させるため、重要です。ポンプが 180 bar を生成しても、オイルがモーターに到達する前にバルブの制限によって 20 bar 損失した場合、モーターは有効な圧力を完全に受け取ることができません。高トルクの油圧モーター回路では、この損失がスムーズな動作と負荷時の弱い動作の違いとなる可能性があります。

油圧機械の場合、過剰な圧力降下は、シリンダーの速度低下、モーターの弱さ、オイルの温度上昇、および燃料やエネルギーの消費量の増加として現れることがよくあります。

過度の圧力損失の実際的な兆候

フローの優先順位: 誰が最初にオイルを取得しますか?

直列回路では、オイルが最初に到達するため、通常は上流のバルブが優先されます。上流セクションが完全に動作している場合、バルブの設計に応じて、下流セクションは流れが少なくなるか、まったく流れなくなる可能性があります。

一部のマシンではこれが許容されます。たとえば、単純な農機具では、同時に 2 つのアクションを必要としない場合があります。しかし、調整された動作が必要な機器では、フローの優先順位が低いことが深刻な問題になります。

掘削機型の機械を考えてみましょう。ブーム、アーム、バケット、スイング、およびトラベル機能がすべてスムーズに調整する必要がある場合、単純な直列バルブ レイアウトでは必要な制御が提供されない可能性があります。システムには、負荷感知バルブ、フローシェアリングバルブ、優先バルブ、または 比例制御.

低コストの機器の場合は、基本的なセクションバルブで十分な場合があります。正確な多機能制御を必要とする機械の場合、単にバルブセクションを追加するよりもバルブのアーキテクチャが重要です。

圧力設定が互いに競合してはなりません

油圧バルブには圧力制御機能が組み込まれていることがよくあります。 リリーフバルブ、シーケンスバルブ、減圧バルブ、カウンターバランスバルブ、ブレーキバルブ、アンロードバルブはすべて圧力に影響を与えます。

これらのバルブを直列に接続する場合、圧力設定は慎重に行う必要があります。

このため、直列バルブの設計は公称圧力定格のみに依存すべきではありません。エンジニアは、実際の作動圧力、戻り圧力、パイロット圧力、負荷時の圧力降下を確認する必要があります。

制御方法: 手動、電気、油圧、比例

直列回路は異なる制御方式が混在すると複雑になります。

マニュアルバルブは手で操作できます。アン 電気的に制御されるバルブは 、電圧、電流、ソレノイド力、および信号ロジックに依存します。油圧パイロットバルブはパイロット圧力に依存します。比例弁は制御信号の精度とオイルの清浄度に依存します。

これらのバルブを論理的に明確にせずに同一回路内に配置すると、オペレータに応答の遅れや速度ムラ、動作の不安定さを感じる場合があります。

実際の機械では、問題はバルブ本体自体ではないことがよくあります。それはタイミングです。

たとえば、 ソレノイドバルブは すぐに切り替わりますが、下流の油圧パイロットバルブはパイロット圧力が高まるまで開かないことがあります。カウンタバランスバルブは荷重を正しく保持できますが、別のバルブが作動して戻り背圧が上昇すると、荷重が不均一に低下する可能性があります。比例バルブは作業場ではスムーズに流量を計量できますが、機械では上流のバルブで流量が不足すると不安定になる可能性があります。

直列バルブ回路が合理的な場合

直列接続された油圧バルブは、各バルブの役割が明確な場合に便利です。以下は、シリーズ設計が合理的である一般的な状況です。

1. 方向制御弁と負荷保持弁

方向制御弁は、 シリンダーが動きます。 パイロット操作のチェックバルブまたはカウンターバランスバルブが負荷を保持している間、これは、昇降装置、アウトリガー、クレーン、垂直シリンダーなどでよく見られます。

2. 方向制御弁とブレーキ弁

油圧モーターには、多くの場合ブレーキ制御が必要です。 ウインチ、走行ドライブ、または旋回システムで使用される方向制御弁はオイルの方向を制御し、ブレーキ弁またはバランス弁は負荷制御を管理して暴走を防ぎます。

3. パワービヨンドアウトレットを備えたマルチウェイバルブ

パワービヨンドスリーブまたはキャリーオーバーポートにより、加圧オイルを下流の別のバルブに供給できます。これは、トラクター、ローダー、移動式油圧システムでは一般的です。ただし、バルブが圧力出口用に設計されていない限り、タンクポートを圧力出口として使用してはなりません。

4. 圧力と流量制御の組み合わせ

一部のテストベンチや産業機械では両方が必要です 圧力制御 と流量制御。この場合、2 つのバルブを併用することはできますが、制御目的を分離する必要があります。 1 つのバルブが最大圧力を設定し、別のバルブが流量を測定する場合があります。

5. 簡易機械の補助機能

同時動作を必要としない単純な機器の場合、直列接続するとコストが削減され、レイアウトが簡素化されます。

バルブの直列接続を避けるべき場合

直列回路が常に最良の選択であるとは限りません。場合によっては、並列回路、マニホールド ブロック、負荷感知システム、またはカスタマイズされたバルブ グループの方が優れています。

要点はシンプルです。バルブのレイアウトは配管の利便性だけでなく、機械の機能に従う必要があります。

直列接続油圧バルブの選択チェックリスト

複数の油圧バルブを直列で使用する場合は、以下の点をご確認ください。

購入者はどのタイプの油圧バルブを選択する必要がありますか?

機器メーカーや修理会社にとって、最適なバルブの選択は機械の制御要件によって異なります。

建設機械、農業機械、特殊車両、産業機械用のバルブを選択する場合は、弊社のバルブも検討してください。 より多くの製品オプションを提供する油圧方向制御バルブ ソリューション。

直列油圧バルブ設計におけるよくある間違い

間違い 1: タンクポートを圧力出口として使用する

これは最も危険な間違いの 1 つです。多くのバルブには、戻りオイル専用に設計されたタンクポートが付いています。別のバルブに水を供給するためにタンクポートを加圧すると、バルブ本体やシールが損傷する可能性があります。下流への圧力供給が必要な場合は、適切なパワービヨンドポートを使用してください。

間違い 2: 戻り背圧を無視する

戻り圧力が影響を与える可能性があります モーターケースのドレン圧力、シリンダーの動き、カウンターバランスバルブの動作、シールの寿命。一部のシステムでは、圧力ラインではなく戻りラインに問題がある場合があります。

間違い 3: すべてのリリーフバルブをランダムに設定する

複数のバルブにリリーフ機能がある場合、通常は最も低い設定が最初に開きます。これにより、別のリリーフバルブが無意味になる可能性があります。救済設定は推測ではなく、計画的に行う必要があります。

間違い 4: バルブの過大または過小

バルブが小さすぎると圧力損失が発生し、発熱が発生します。バルブが大きすぎると、特に低流量時に制御感度が低下する可能性があります。バルブのサイズは、ポートのねじサイズだけでなく、作動流量にも適合する必要があります。

間違い5: 同時操作を忘れる

回路は、1 つの機能を単独でテストするとうまく動作する可能性があります。ただし、2 つまたは 3 つの機能が同時に動作する場合、フローが十分ではない可能性があります。必ず実際の作業条件下で機械をテストしてください。

実用的な例

小型の農業機械を想像してみてください。 ギアポンプは 、リフティング、補助ステアリング動作、油圧モーターの 3 つの機能を駆動します。

最初のバルブセクションがリフトを制御し、ポンプ流量の大部分を使用する場合、リフトの操作時に下流のモーターが減速または停止する可能性があります。モーターの戻りラインが別の制限バルブを通過すると、背圧が上昇する可能性があります。上流バルブのリリーフ設定がモーターに必要な圧力よりも低い場合、モーターは最大トルクに達しません。

機械の所有者は油圧モーターが弱いと思うかもしれません。実際にはモーターは正常かもしれません。本当の問題は、バルブ回路が下流機能に十分な圧力と流量を残さないことです。

このため、油圧トラブルシューティングでは、コンポーネントを交換するだけでなく、回路内のさまざまなポイントで圧力と流量を常に測定する必要があります。

シリーズバルブシステムのメンテナンスのヒント

直列バルブシステムは、1 つのバルブの問題が回路全体に影響を及ぼす可能性があるため、より慎重なメンテナンスが必要です。

• 定期的にオイルの清浄度をチェックしてください。

• フィルターの詰まりにより流量が不足する前にフィルターを交換してください。

• バルブのスプールに固着や戻りの遅れがないか点検します。

• 修理後はリリーフバルブの設定を確認してください。

• 疑わしい制限点の前後の圧力を測定します。

• 異常に注意 油温上昇.

• 戻りラインとタンクフィルターを検査します。

• ソレノイド電圧とコネクタの状態を確認してください。

• バルブのラベルとホースのマークははっきりとしておいてください。

• 試運転後に圧力測定値を記録します。

清潔で適切なラベルが貼られた油圧システムは、すべてのものが揃っているシステムよりも診断がはるかに簡単です。 ホース とバルブは同じに見えます。

結論

複数の油圧バルブを直列に使用することもできますが、回路は明確な目的を持って設計する必要があります。直列接続によりスペースを節約し、配管を削減し、複数の制御機能を連携させることができます。しかし、圧力降下、熱、不安定な制御、背圧、および困難なトラブルシューティングが発生する可能性もあります。

単純な機械の場合は、直列接続されたバルブが実用的でコスト効率が高い場合があります。スムーズな複合動作、重負荷制御、または高効率を必要とする機械の場合、エンジニアはパワービヨンドバルブ、負荷感知システム、フローシェアリングバルブ、またはカスタマイズされたマニホールドソリューションを検討する必要があります。

バルブのレイアウトを選択する前に、バルブが接続できるかどうかだけを尋ねないでください。下流のアクチュエータが依然として必要な圧力、流量、および制御の安定性を受け取っているかどうかを確認してください。

OEM バイヤー、ディストリビューター、および機器修理チームの場合、 Blince Hydraulic は 、作動圧力、流量需要、アクチュエータのタイプ、機械の用途に基づいて、適切な油圧方向制御バルブ、多方向バルブ、油圧モーター、ポンプ、および関連する油圧コンポーネントを選択するのに役立ちます。

よくある質問

1. 油圧方向制御弁を直列に接続できますか?

はい。上流側のバルブがパワービヨンドポートなどの適切な出口設計を備えており、下流側のバルブが十分な圧力と流量を受け取っている場合、油圧方向制御バルブを直列に接続できます。

2. Power-beyond ポートは必要ですか?

多くの移動式油圧システムでは、そうです。パワービヨンドポートにより、加圧オイルを別のバルブに安全に供給できます。バルブメーカーが明確に許可していない限り、通常のタンクポートを圧力供給として使用しないでください。

3. 直列に接続されているバルブが多すぎるとどうなりますか?

システムは、圧力降下、応答の遅さ、オイルの加熱、アクチュエーターの出力の低下、トラブルシューティングの困難などの影響を受ける可能性があります。ポンプが必要以上に激しく動作する場合もあります。

4. リリーフバルブを 2 つ直列に使用できますか?

可能ですが、設定は慎重に行う必要があります。通常、低い設定が最初に開くため、ランダムなリリーフバルブ設定によりシステムが誤動作する可能性があります。

5. 下流側のバルブに電力が供給されていないのはなぜですか?

考えられる原因には、不十分なポンプ流量、過剰な圧力降下、上流バルブの制限、間違ったパワービヨンド接続、低いリリーフ設定、または高い戻り背圧が含まれます。

6. シリーズ油圧バルブは掘削機に適していますか?

最新の掘削機はスムーズな組み合わせ動作を必要とするため、基本的なシリーズ制御では通常十分ではありません。掘削機は多くの場合、より高度なフローシェアリング、負荷感知、または特別に設計された多方向バルブシステムを必要とします。

7. 手動バルブと電動バルブを併用できますか?

はい。ただし、制御ロジックは明確でなければなりません。手動弁、電動弁、油圧パイロット弁、比例弁を混在させた場合、回路設計が適切でないと応答遅れや動作が不安定になる場合があります。

8. バルブ回路内の圧力降下を減らすにはどうすればよいですか?

適切な定格流量のバルブを選択し、正しいホースと継手のサイズを使用し、不必要な制限を避け、オイルを清潔に保ち、実際の作動流量で圧力損失を確認してください。

9. 直列バルブ回路は安価ですか?

単純なシステムでは配管とコンポーネントのコストを削減できます。ただし、回路に熱が発生したり、動作が弱くなったり、メンテナンスが頻繁に発生したりする場合は、長期的なコストが高くなる可能性があります。

10. 私の機械に使用する多方向バルブはどのように選択すればよいですか?

ポンプ流量、使用圧力、アクチュエータの種類、機能の数、同時運転の必要性、制御方法、設置スペース、安全要件から始めます。バルブ構造、スプールタイプ、リリーフ設定、補助機能などを適宜選択してください。

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