Czy można zastosować wiele zaworów hydraulicznych szeregowo? Praktyczne zasady projektowania obwodów zaworów wielodrogowych

W wielu układów hydraulicznych , jeden zawór nie wystarczy. Maszyna może wymagać jednoczesnego podnoszenia, obracania, zaciskania, kierowania, przemieszczania, blokowania, rozładowywania i zabezpieczania ciśnienia. Prędzej czy później projektant, serwisant czy producent sprzętu zada to samo pytanie: can wiele zaworów hydraulicznych ? można zastosować szeregowo

Odpowiedź jest krótka: tak, ale tylko wtedy, gdy obwód jest do tego zaprojektowany . Łączenie zaworów szeregowo nie polega po prostu na dodawaniu kolejnych zaworów. W układzie hydraulicznym każdy zawór powoduje utratę ciśnienia, zmienia priorytet przepływu, wpływa na czas reakcji i może wpływać na następny zawór za nim.

Jeśli obwód szeregowy jest źle zaprojektowany, maszyna może nadal się poruszać, ale może poruszać się powoli, rozgrzać olej , stracić moc lub zachować się inaczej, gdy dwie funkcje są używane jednocześnie. Z tego powodu połączone szeregowo zawory hydrauliczne należy sprawdzić pod kątem przepływu, ciśnienia, przeciwciśnienia, logiki sterowania i dostępu do konserwacji.

Co to jest wielokierunkowy zawór hydrauliczny?

A wielodrogowy zawór hydrauliczny to zespół zaworu sterującego służący do rozprowadzania oleju hydraulicznego z pompy do różnych siłowników, takich jak cylindry hydrauliczne i silniki hydrauliczne. W zależności od konstrukcji może obejmować suwaki kierunkowe, zawory nadmiarowe, zawory zwrotne, zawory utrzymujące obciążenie, zawory przeciwwstrząsowe, zawory antykawitacyjne, proporcjonalne sekcje sterujące lub inne funkcje pomocnicze.

Krótko mówiąc, działa zawór wielodrogowy jak sterownik ruchu układu hydraulicznego . Decyduje, który siłownik dostaje olej, dokąd trafia olej powrotny i w jaki sposób koordynowane są różne działania.

Zawory wielodrogowe są szeroko stosowane, ponieważ zmniejszają złożoność rurociągów i umożliwiają zintegrowanie kilku funkcji regulacyjnych w jednym korpusie zaworu. Dla Producenci OEM i firmy naprawcze mogą zaoszczędzić miejsce na instalację i uprościć układ systemu. Jednakże im więcej funkcji steruje grupa zaworów, tym dokładniej należy zaprojektować obwód.

Co oznacza „Zawory szeregowe”?

Kiedy ludzie mówią „zawory szeregowe”, mogą mieć na myśli co innego. Jest to jeden z powodów, dla których temat ten często powoduje zamieszanie.

W obwodzie hydraulicznym zawory można uznać za „połączone szeregowo”, gdy olej opuszczający jeden zawór lub sekcję zaworu przechodzi do innego zaworu przed powrotem do zbiornika lub dotarciem do siłownika. W hydraulice mobilnej może się to zdarzyć na kilka sposobów.

Kluczową kwestią jest nie tylko to, czy zawory można podłączyć. Lepsze pytanie brzmi: co zawór znajdujący się przed zaworem musi pozostawić dostępny dla zaworu znajdującego się za zaworem?

Obejmuje to przepływ, ciśnienie, wydajność ścieżki powrotnej, olej sterujący, ścieżkę drenażu i priorytet sterowania.

Czy można zastosować wiele zaworów hydraulicznych szeregowo?

Tak, można zastosować wiele zaworów hydraulicznych szeregowo, ale konstrukcja musi odpowiadać funkcji hydraulicznej. Niektóre połączenia szeregowe są powszechne i bezpieczne. Inne powodują niestabilną regulację, ponieważ dwa zawory mogą próbować kontrolować tę samą zmienną w tym samym czasie.

Szeregowy obwód zaworów jest zwykle rozsądny, gdy każdy zawór ma inne zadanie. Na przykład jeden zawór może sterować kierunkiem, inny zawór może utrzymywać obciążenie, a inny zawór może chronić obwód przed nadciśnieniem. W tym przypadku zawory nie walczą ze sobą. Wykonują oddzielne zadania w ramach tego samego układu hydraulicznego.

Połączenie szeregowe jest zwykle rozsądne, gdy:

• Każdy zawór ma inną funkcję.

• Zawór wylotowy nadal zapewnia wystarczające ciśnienie i przepływ.

• Zawór znajdujący się przed zaworem ma odpowiednią ścieżkę przenoszenia mocy lub przenoszenia.

• Olej powrotny nie powoduje nadmiernego przeciwciśnienia.

• Ustawienia odciążenia i bezpieczeństwa są ułożone we właściwej kolejności.

• Wydajność pompy jest wystarczająca dla wymaganych połączonych funkcji.

• Uwzględniono dostęp konserwacyjny i diagnostykę usterek.

Zwykle jest to ryzykowne, gdy:

• Obydwa zawory próbują mierzyć ten sam przepływ.

• Pierwszy zawór blokuje lub dławi olej wymagany przez drugi zawór.

• Wylot zaworu jest nieprawidłowo używany jako zasilanie ciśnieniowe.

• Otwory zbiornika są narażone na ciśnienie przekraczające ich dopuszczalne wartości.

• Przewód powrotny jest za mały i powoduje wysokie przeciwciśnienie.

• Maszyna wymaga jednoczesnych ruchów, ale obwód nie jest przeznaczony do współdzielenia przepływu.

• Ustawienia reliefu są ze sobą sprzeczne.

Największy problem: spadek ciśnienia

Każdy zawór hydrauliczny ma opór wewnętrzny. Olej musi przepływać przez porty, powierzchnie szpuli, rowki, zawory zwrotne , kompensatory, armatura i galerie. Nawet gdy zawór jest całkowicie otwarty, w zaworze nadal występuje utrata ciśnienia.

Jeden zawór może spowodować akceptowalny spadek ciśnienia. Trzy zawory połączone szeregowo mogą nie.

Spadek ciśnienia ma znaczenie, ponieważ zamienia się w ciepło i zmniejsza ciśnienie użyteczne na siłowniku. Jeżeli pompa wytwarza ciśnienie 180 barów, ale olej traci 20 barów przez ograniczenia zaworów przed dotarciem do silnika, silnik nie otrzymuje pełnego ciśnienia użytecznego. W obwodzie silnika hydraulicznego o wysokim momencie obrotowym strata ta może stanowić różnicę między płynną pracą a słabym ruchem pod obciążeniem.

W przypadku maszyn hydraulicznych nadmierny spadek ciśnienia często objawia się wolniejszymi cylindrami, słabymi silnikami, gorętszym olejem i większym zużyciem paliwa lub energii.

Praktyczne oznaki nadmiernego spadku ciśnienia

Priorytet przepływu: kto pierwszy otrzyma olej?

W przypadku połączenia szeregowego zawór znajdujący się przed zaworem ma zwykle pierwszeństwo, ponieważ olej dociera do niego jako pierwszy. Jeśli sekcja górna jest w pełni uruchomiona, sekcja dolna może otrzymywać mniejszy przepływ lub nie mieć przepływu, w zależności od konstrukcji zaworu.

Jest to dopuszczalne w niektórych maszynach. Na przykład proste narzędzie rolnicze może nie wymagać dwóch działań jednocześnie. Jednak w sprzęcie wymagającym skoordynowanego ruchu poważnym problemem staje się słaby priorytet przepływu.

Rozważ maszynę przypominającą koparkę. Jeśli wysięgnik, ramię, łyżka, obrót i jazda wymagają sprawnej koordynacji, prosty układ zaworów szeregowych może nie zapewnić wymaganej kontroli. System może wymagać zaworów wykrywających obciążenie, zaworów podziału przepływu, zaworów priorytetowych lub sterowanie proporcjonalne.

W przypadku tanich urządzeń może wystarczyć podstawowy zawór sekcyjny. W przypadku maszyn wymagających precyzyjnego, wielofunkcyjnego sterowania architektura zaworów jest ważniejsza niż samo dodanie większej liczby sekcji zaworów.

Ustawienia ciśnienia nie mogą ze sobą walczyć

Zawory hydrauliczne często zawierają funkcje kontroli ciśnienia. Zawory nadmiarowe , zawory sekwencyjne, zawory redukcyjne, zawory przeciwwagi, zawory hamulcowe i zawory rozładowcze wpływają na ciśnienie.

Gdy zawory te są połączone szeregowo, należy dokładnie dobrać ich ustawienia ciśnienia.

Z tego powodu konstrukcja zaworów szeregowych nie powinna opierać się wyłącznie na ciśnieniu nominalnym. Inżynierowie muszą sprawdzić rzeczywiste ciśnienie robocze, ciśnienie powrotne, ciśnienie pilota i spadek ciśnienia pod obciążeniem.

Metody sterowania: ręczne, elektryczne, hydrauliczne i proporcjonalne

Obwody szeregowe stają się bardziej skomplikowane, gdy mieszane są różne metody sterowania.

Zawór ręczny można obsługiwać ręcznie. Jakiś zawór sterowany elektrycznie zależy od napięcia, prądu, siły elektromagnesu i logiki sygnału. Zawór sterowany hydraulicznie zależy od ciśnienia pilota. Zawór proporcjonalny zależy od dokładności sygnału sterującego i czystości oleju.

Jeśli zawory te zostaną umieszczone w jednym obwodzie bez jasnej logiki, operator może odczuć opóźnioną reakcję, nierówną prędkość lub niestabilny ruch.

W prawdziwych maszynach problemem często nie jest sam korpus zaworu. To jest czas.

Na przykład: Zawór elektromagnetyczny może zmieniać się szybko, ale zawór sterowany hydraulicznie za nim może się nie otworzyć, dopóki nie wzrośnie ciśnienie pilota. Zawór równoważący może prawidłowo utrzymać ładunek, ale jeśli ciśnienie zwrotne wzrośnie w wyniku działania innego zaworu, obciążenie może nierównomiernie obniżyć się. Zawór proporcjonalny może dozować płynny przepływ w warsztacie, ale w maszynie może stać się niestabilny, jeśli zawór znajdujący się przed nim pozbawi go przepływu.

Kiedy obwody zaworów szeregowych mają sens

Zawory hydrauliczne połączone szeregowo są przydatne, gdy każdy zawór ma jasno określoną rolę. Poniżej przedstawiono typowe sytuacje, w których uzasadnione może być zaprojektowanie serii.

1. Zawór kierunkowy i zawór utrzymujący obciążenie

Sterowanie może odbywać się za pomocą kierunkowego zaworu sterującego ruch cylindra , podczas gdy sterowany pilotem zawór zwrotny lub zawór przeciwwagi utrzymuje ładunek. Jest to powszechne w urządzeniach dźwigowych, wysięgnikach, dźwigach i cylindrach pionowych.

2. Zawór kierunkowy plus zawór hamulcowy

Silniki hydrauliczne stosowane w wciągarkach, napędach jezdnych lub systemach obrotu często wymagają sterowania hamulcem. Zawór kierunkowy steruje kierunkiem oleju, natomiast zawór hamulcowy lub zawór równoważący zarządza obciążeniem i zapobiega niekontrolowanemu ruchowi.

3. Zawór wielodrogowy z wylotem Power-Beyond

Tuleja typu Power-Beyond lub port przenoszący umożliwia zasilanie oleju pod ciśnieniem do innego zaworu znajdującego się dalej. Jest to powszechne w ciągnikach, ładowarkach i mobilnych układach hydraulicznych. Jednakże portu zbiornika nie można używać jako wylotu ciśnienia, chyba że zawór jest do tego przeznaczony.

4. Kombinacja kontroli ciśnienia i przepływu

Niektóre stanowiska testowe lub maszyny przemysłowe wymagają obu kontrola ciśnienia i kontrola przepływu. W takim przypadku można zastosować dwa zawory łącznie, jednak ich przeznaczenie sterujące musi być oddzielone. Jeden zawór może ustawić ciśnienie maksymalne, podczas gdy inny przepływa.

5. Funkcje pomocnicze na maszynach prostych

W przypadku prostego sprzętu, który nie wymaga jednoczesnej pracy, połączenie szeregowe może obniżyć koszty i uprościć układ.

Kiedy należy unikać zaworów połączonych szeregowo

Obwody szeregowe nie zawsze są najlepszym wyborem. W niektórych przypadkach lepsze są obwody równoległe, bloki przyłączeniowe, systemy wykrywania obciążenia lub niestandardowe grupy zaworów.

Główny punkt jest prosty: układ zaworów powinien odpowiadać funkcji maszyny, a nie tylko wygodzie rurociągów.

Lista kontrolna doboru zaworów hydraulicznych łączonych szeregowo

Przed użyciem wielu zaworów hydraulicznych połączonych szeregowo należy sprawdzić następujące punkty.

Jaki typ zaworu hydraulicznego powinni wybrać kupujący?

W przypadku producentów sprzętu i firm naprawczych najlepszy wybór zaworu zależy od wymagań sterujących maszyny.

Jeśli wybierasz zawór do maszyn budowlanych, maszyn rolniczych, pojazdów specjalnych lub sprzętu przemysłowego, możesz również zapoznać się z naszymi Rozwiązania hydraulicznych zaworów sterujących dla większej liczby opcji produktów.

Typowe błędy w projektowaniu zaworów hydraulicznych szeregowych

Błąd 1: Używanie otworu zbiornika jako wylotu ciśnienia

To jeden z najniebezpieczniejszych błędów. Wiele zaworów ma otwory zbiornikowe przeznaczone wyłącznie dla oleju powrotnego. Jeśli w otworze zbiornika znajduje się ciśnienie umożliwiające zasilanie innego zaworu, korpus zaworu lub uszczelki mogą ulec uszkodzeniu. Jeśli wymagane jest zasilanie ciśnieniowe za zaworem, użyj odpowiedniego portu Power-Beyond.

Błąd 2: Ignorowanie ciśnienia zwrotnego na powrocie

Ciśnienie powrotne może mieć wpływ ciśnienie spustowe obudowy silnika , ruch cylindra, zachowanie zaworu przeciwwagi i trwałość uszczelnienia. W niektórych systemach problemem nie jest przewód ciśnieniowy, ale przewód powrotny.

Błąd 3: Losowe ustawienie wszystkich zaworów nadmiarowych

Jeśli kilka zaworów ma funkcje nadmiarowe, zazwyczaj najpierw otwiera się najniższe ustawienie. Może to sprawić, że kolejny zawór nadmiarowy stanie się bezużyteczny. Ustawienia reliefu należy zaplanować, a nie zgadywać.

Błąd 4: Za duży lub za mały rozmiar zaworu

Zbyt mały zawór powoduje straty ciśnienia i ciepło. Za duży zawór może zmniejszyć czułość regulacji, szczególnie przy niskim przepływie. Rozmiar zaworu powinien odpowiadać przepływowi roboczemu, a nie tylko rozmiarowi gwintu portu.

Błąd 5: Zapominanie o jednoczesnej obsłudze

Obwód może działać dobrze, jeśli testowana jest pojedyncza funkcja. Ale gdy dwie lub trzy funkcje działają razem, przepływ może nie wystarczyć. Zawsze testuj maszynę w rzeczywistych warunkach pracy.

Praktyczny przykład

Wyobraź sobie małą maszynę rolniczą korzystającą z takiej maszyny pompa zębata do napędzania trzech funkcji: podnoszenia, pomocniczego ruchu kierowniczego i silnika hydraulicznego.

Jeśli pierwsza sekcja zaworu steruje podnoszeniem i wykorzystuje większość przepływu pompy, silnik znajdujący się za nią może zwolnić lub zatrzymać się podczas podnoszenia. Jeśli przewód powrotny silnika przechodzi przez inny zawór ograniczający, może wzrosnąć przeciwciśnienie. Jeśli ustawienie nadmiaru na zaworze poprzedzającym jest niższe niż ciśnienie wymagane przez silnik, silnik nigdy nie osiągnie pełnego momentu obrotowego.

Właściciel maszyny może sądzić, że silnik hydrauliczny jest słaby. W rzeczywistości silnik może być w porządku. Prawdziwym problemem jest to, że obwód zaworu nie zapewnia wystarczającego ciśnienia i przepływu dla funkcji wylotowej.

Z tego powodu w przypadku rozwiązywania problemów hydraulicznych należy zawsze mierzyć ciśnienie i przepływ w różnych punktach obwodu, a nie tylko wymieniać komponenty.

Wskazówki dotyczące konserwacji systemów zaworów szeregowych

Systemy zaworów szeregowych wymagają dokładniejszej konserwacji, ponieważ jeden problem z zaworem może mieć wpływ na cały obwód.

• Regularnie sprawdzaj czystość oleju.

• Wymień filtry, zanim blokada spowoduje brak przepływu.

• Sprawdź suwaki zaworów pod kątem zakleszczenia lub opóźnionego powrotu.

• Po naprawie sprawdź ustawienia zaworu nadmiarowego.

• Zmierz ciśnienie przed i za podejrzanymi punktami ograniczenia.

• Uważaj na nienormalne wzrost temperatury oleju.

• Sprawdź przewody powrotne i filtry zbiornika.

• Sprawdź napięcie elektrozaworu i stan złącza.

• Etykiety zaworów i oznaczenia węży należy utrzymywać w czystości.

• Po uruchomieniu należy zapisać odczyty ciśnienia.

Czysty i dobrze oznakowany układ hydrauliczny jest znacznie łatwiejszy do zdiagnozowania niż układ, w którym każdy wąż i zawór wyglądają tak samo.

Wniosek

Wiele zaworów hydraulicznych można zastosować szeregowo, ale obwód musi być zaprojektowany w jasnym celu. Połączenie szeregowe może zaoszczędzić miejsce, zredukować liczbę przewodów i umożliwić współpracę kilku funkcji sterujących. Ale może również powodować spadek ciśnienia, ciepło, niestabilną kontrolę, przeciwciśnienie i trudne rozwiązywanie problemów.

W przypadku prostych maszyn zawory połączone szeregowo mogą być praktyczne i opłacalne. W przypadku maszyn wymagających płynnych połączonych ruchów, kontroli dużego obciążenia lub wysokiej wydajności inżynierowie powinni rozważyć zawory Power Beyond, systemy wykrywania obciążenia, zawory z podziałem przepływu lub niestandardowe rozwiązania kolektorów.

Przed wyborem układu zaworów nie pytaj tylko, czy zawory można podłączyć. Zapytaj, czy dalszy siłownik nadal zapewnia wymagane ciśnienie, przepływ i stabilność sterowania.

Dla nabywców OEM, dystrybutorów i zespołów zajmujących się naprawą sprzętu, Blince Hydraulic może pomóc w wyborze odpowiednich hydraulicznych rozdzielaczy sterujących, zaworów wielodrogowych, silników hydraulicznych, pomp i powiązanych komponentów hydraulicznych w oparciu o ciśnienie robocze, zapotrzebowanie na przepływ, typ siłownika i zastosowanie maszyny.

Często zadawane pytania

1. Czy hydrauliczne rozdzielacze sterujące można łączyć szeregowo?

Tak. Hydrauliczne rozdzielacze sterujące można łączyć szeregowo, jeśli zawór znajdujący się przed zaworem ma odpowiednią konstrukcję wylotu, np. port Power-Beyond, a zawór za zaworem zapewnia wystarczające ciśnienie i przepływ.

2. Czy konieczny jest port Power Beyond?

W wielu mobilnych układach hydraulicznych tak. Port Power-Beyond umożliwia bezpieczne zasilanie innego zaworu olejem pod ciśnieniem. Do zasilania ciśnieniem nie należy używać normalnego przyłącza zbiornika, chyba że producent zaworu wyraźnie na to pozwala.

3. Co się stanie, jeśli zbyt wiele zaworów zostanie połączonych szeregowo?

W systemie może wystąpić spadek ciśnienia, powolna reakcja, nagrzewanie się oleju, słaba moc wyjściowa siłownika i trudności w rozwiązywaniu problemów. Pompa może również pracować ciężej niż to konieczne.

4. Czy można zastosować dwa zawory nadmiarowe szeregowo?

Mogą, ale ich ustawienia muszą być starannie zaaranżowane. Zwykle najpierw otwiera się dolne ustawienie, więc przypadkowe ustawienia zaworu nadmiarowego mogą spowodować nieprawidłowe działanie systemu.

5. Dlaczego zawór wylotowy nie ma zasilania?

Możliwe przyczyny to niewystarczający przepływ pompy, nadmierny spadek ciśnienia, ograniczenie zaworu przed zaworem, nieprawidłowe połączenie Power Beyond, ustawienie niskiego nadmiaru lub wysokie ciśnienie zwrotne.

6. Czy seryjne zawory hydrauliczne nadają się do koparek?

Podstawowe sterowanie seryjne zwykle nie wystarcza w przypadku nowoczesnych koparek, ponieważ wymagają one płynnych połączonych ruchów. Koparki często wymagają bardziej zaawansowanych systemów podziału przepływu, wykrywania obciążenia lub specjalnie zaprojektowanych systemów zaworów wielodrogowych.

7. Czy można używać razem zaworów ręcznych i elektrycznych?

Tak. Jednakże logika sterowania musi być jasna. Mieszanie zaworów ręcznych, elektrycznych, hydraulicznych i proporcjonalnych może powodować opóźnioną reakcję lub niestabilną pracę, jeśli obwód nie zostanie odpowiednio zaprojektowany.

8. Jak zmniejszyć spadek ciśnienia w obwodzie zaworu?

Wybierz zawór o odpowiednim przepływie znamionowym, użyj prawidłowego rozmiaru węża i złączki, unikaj niepotrzebnych ograniczeń, utrzymuj olej w czystości i sprawdzaj spadek ciśnienia przy rzeczywistym przepływie roboczym.

9. Czy szeregowy obwód zaworowy jest tańszy?

Może zmniejszyć koszty rurociągów i komponentów w prostych systemach. Jeśli jednak obwód powoduje nagrzewanie się, słaby ruch lub częstą konserwację, koszty długoterminowe mogą być wyższe.

10. Jak wybrać zawór wielodrogowy do swojej maszyny?

Zacznij od przepływu pompy, ciśnienia roboczego, typu siłownika, liczby funkcji, potrzeb jednoczesnej pracy, metody sterowania, przestrzeni montażowej i wymagań bezpieczeństwa. Następnie wybierz odpowiednio konstrukcję zaworu, typ suwaka, ustawienie nadmiaru i funkcje pomocnicze.

Tel: +86 189 6887 7545

E-mail: sales16@blince.com

Strona internetowa: https://www.blince.com/

Zastrzeżenie

Zawartość tej strony służy wyłącznie celom informacyjnym. Blince Hydraulic nie składa żadnych oświadczeń ani nie udziela żadnych gwarancji, wyraźnych ani dorozumianych, co do dokładności, kompletności lub ważności informacji. Nie należy wnioskować, że zewnętrzny dostawca lub producent zapewni parametry wydajności, tolerancje geometryczne, specyficzne cechy konstrukcyjne, jakość materiału, typ lub wykonanie za pośrednictwem sieci Blince Hydraulic. Obowiązkiem kupującego jest określenie konkretnych wymagań dla tych sekcji. Skontaktuj się z nami, aby uzyskać więcej informacji.

Zespół hydrauliczny Blince

Blince Hydraulic to profesjonalny producent komponentów hydraulicznych i dostawca rozwiązań. Koncentrujemy się na projektowaniu i produkcji urządzeń o wysokiej wydajności pompy hydrauliczne, silniki hydrauliczne, zawory sterujące kierunkiem, zawory wielodrogowe i niestandardowe agregaty hydrauliczne do maszyn mobilnych, urządzeń przemysłowych, maszyn rolniczych i innych zastosowań.

Dzięki wieloletniemu doświadczeniu w produkcji i eksporcie obsługujemy klientów w wielu krajach i regionach. Nasze produkty są wytwarzane w ramach rygorystycznych systemów kontroli jakości i cieszą się powszechnym uznaniem ze względu na ich niezawodność, wydajność i długą żywotność.

Niezależnie od tego, czy są to produkty standardowe, czy niestandardowe rozwiązania hydrauliczne, możemy szybko reagować i wspierać Twoje projekty od wyboru po dostawę.

Aby dowiedzieć się więcej odwiedź naszą stronę internetową: www.blince.com