Hidravlični sistemi se zanašajo na večpotni ventili (smerni krmilni ventili) za usmerjanje pretoka tekočine in krmiljenje aktuatorjev. Ti ventili so v različnih konfiguracijah, ki so pogosto opisane s številom položajev in načinov (vrat), ki jih imajo. V tem članku bomo razjasnili, kaj pomenijo izrazi, kot sta 'dvopoložajni tripotni' in 'tripoložajni šestpotni' , in pojasnili, kako je mogoče razporediti večpotne ventile za ustvarjanje vzporednih in serijskih hidravličnih krogov . Uporabili bomo jasno terminologijo (priključki P, T, A, B, N itd.), analogije iz resničnega sveta in primere, da bodo te koncepte lažje razumeli inženirji, tehnični kupci in učenci tekoče moči.
Osnove hidravličnega smernega ventila
Hidravlični smerni ventili – pogosto elektromagnetni – nadzorujejo smer, pretok in tlak tekočine v sistemu. To dosežejo z odpiranjem, zapiranjem ali preklapljanjem povezav med različnimi vrati. Ključni izrazi vključujejo:
Vrata (Poti): Priključne točke v ventilu. Običajne oznake odprtin so P (dovod tlaka iz črpalke), T (vrnitev rezervoarja v rezervoar) in A/B (delovne odprtine, ki vodijo do cilindra ali motorja). Nekateri ventili imajo tudi vrata N (naslednji ali priključek za napajanje) za povezavo z drugim ventilom v smeri toka. Na primer, napajalni adapter v vratih 'N' zagotavlja visokotlačni prenos, tako da lahko tekočina napaja drugo skupino ventilov.
Položaji: ločeni položaji tuljave znotraj ventila, ki spreminjajo poti pretoka. Dvopoložajni ventil ima dve stabilni stanji (pogosto eno pod napetostjo in eno izklopljeno), medtem ko ima tripoložajni ventil tri (običajno dve skrajni in sredinsko nevtralno). Vzmeti se običajno uporabljajo za vrnitev tuljave v srednji ali privzeti položaj , ko niso aktivirane.
Razumevanje oznake ventila (npr. '3/2' za dvopoložajni tripotni ventil ali '6/3' za tripoložajni šestpotni ventil) je ključnega pomena za načrtovanje hidravličnih krogov. Prva številka označuje poti (porte) , druga pa položaje . Razčlenimo te primere podrobno.
Dvopoložajni tripotni ventili (3/2 ventili)
Dvopoložajni tripotni ventil je smerni ventil s tremi odprtinami in dvema položajema tuljave . V industriji je to 3/2 ventil . V bistvu deluje kot stikalo za vklop/izklop za tekočino, ki gre v aktuator. En položaj (recimo, ko je solenoid pod napetostjo ali je ročica premaknjena) povezuje tlačno odprtino z izhodno odprtino, kar omogoča pretok tekočine v aktuator. Drugi položaj običajno prekine dovod in odzrači aktuator v rezervoar. Z drugimi besedami, ko je ventil 'odprt', lahko tekočina teče v eno smer; ko je 'zaprto', je pretok blokiran in pogon je lahko priključen na povratek.
Primer uporabe: klasična aplikacija nadzoruje a enodelujoči valj ali katera koli naprava, ki potrebuje dovod in izpuh. Na primer, na hidravlični stiskalnici s cilindrom s povratno vzmetjo lahko elektromagnetni ventil 3/2 usmeri olje pod tlakom (P) v odprtino cilindra (A), da ga razširi, in ko je brez napetosti, poveže to odprtino A z rezervoarjem (T), tako da se valj umakne s silo vzmeti. Lahko si ga predstavljamo kot preusmerjevalnik s tremi odprtinami: v enem položaju pošilja tekočino v jeklenko, v drugi pa odvaja tok v rezervoar (kar omogoča, da se jeklenka zruši).
Pogosto so dvopoložajni tripotni ventili elektromagnetni ventili za avtomatizacijo, lahko pa so tudi mehanski ali pnevmatski. Imajo samo dve stanji – na primer pod napetostjo ali brez napetosti – zato so enostavni za vklop/izklop nadzora pretoka tekočine. V praksi so lahko označeni kot 'normalno zaprti' (blokirajo pretok, dokler se ne sprožijo) ali 'normalno odprti' (prepuščajo pretok, dokler se ne sprožijo, da blokirajo), odvisno od tega, kako je konfiguriran notranji kolut.
Tripoložajni šestpotni ventili (6/3 ventili)
Šestpotni ventil s tremi položaji je bolj zapleten, s šestimi odprtinami in tremi položaji tuljave (običajno označen kot ventil 6/3 ). Ta konfiguracija je manj pogosta kot standardni 4-smerni ventili, vendar zagotavlja dodatne priključke za bolj dodelan nadzor pretoka. V bistvu lahko 3-položajni 6-potni ventil upravlja več pretočnih poti ali celo več aktuatorjev iz enega ventila s svojo notranjo zasnovo priključkov. Kot bi imeli dva medsebojno povezana ventila v enem ohišju, kar daje prilagodljivost za ustvarjanje naprednih vezij.
Za vizualizacijo upoštevajte, da ima tipičen 4-smerni ventil (za dvodelujoči valj) priključke P, T, A, B. Zdaj 6-smerni ventil doda še dve odprtini (pogosto označeni kot P2 in T2 ali N in dodaten povratek). Ta dodatna vrata lahko služijo kot sekundarni vhodi/izhodi ali pot za napajanje . V mnogih primerih je 6-potni ventil zasnovan tako, da ga je mogoče preprosto povezati z drugimi ventili . En niz priključkov P/T se lahko poveže s primarno črpalko in rezervoarjem, dodatni priključki P2/T2 pa lahko dovajajo ali sprejemajo pretok iz druge stopnje ventila. To omogoča zaporedno ali vzporedno povezovanje več takih ventilov, kot je potrebno.
Na primer, Festo ponuja ročni 3-položajni 6-potni ventil za hidravlične vadbene sisteme. V svojem nevtralnem sredinskem položaju (centrirano na vzmet) odpre pot od dovoda primarnega tlaka do primarnega rezervoarja (razbremeni črpalko), medtem ko blokira sekundarne odprtine in delovne odprtine (P1 → T1 je odprt, medtem ko so vsi P2, T2, A, B zaprti). To pomeni, da ko je ventil na sredini, se noben aktuator ne premakne in pretok črpalke gre preprosto v rezervoar pri nizkem tlaku (prosti tek). Dva aktivna položaja ventila lahko nato usmerjata tok za doseganje različnih funkcij ali povezovanje različnih tokokrogov. En položaj lahko usmerja tok od P1 do A in B do T1 (kot podaljšanje cilindra), drugi pa bi lahko povezal P1 do B in A do T1 (umaknitev valja). Hkrati prisotnost priključkov P2 in T2 pomeni, da lahko ta ventil pretaka tok do ali iz drugega ventila: s povezovanjem več 6-smernih ventilov lahko v sistem uvedete serijska, vzporedna ali celo mešana (serijsko-vzporedna) vezja . V bistvu dodatni priključki oblikovalcem omogočajo svobodo veriženja ventilov ali delitve pretoka brez zunanjih T-priključkov.
Primer uporabe: Tripozicijski šestpotni ventili se pogosto pojavljajo v mobilni hidravliki in zapletenih strojih. Na primer, pri eni zasnovi nakladalnika na kolesih je bil kolut za krmiljenje nagiba 3-položajni 6-smerni ventil, ki je nadzoroval nagibni valj žlice v dveh smereh (nagib gor/dol) in tudi tretjo funkcijo – vpenjanje ali zapiranje žlice – vse z enim valjem ventila. To je napredna konfiguracija, kjer lahko en sam večsmerni ventil upravlja dva gibanja in funkcijo vpenjanja s pametnim prestavljanjem v različnih položajih tuljave. (Drug navitje na istem stroju je bil 4-položajni 6-smerni ventil za roko, ki je imel celo dodatni plavajoči položaj.) Ti primeri kažejo, da se 6-smerni ventili uporabljajo za integracijo več hidravličnih funkcij, pogosto za prihranek prostora in poenostavitev hidravličnega krogotoka.
Z vidika zasnove tokokroga je 3-položajni 6-potni ventil še posebej uporaben, kadar želite nevtralni ventil z odprtim središčem (za razbremenitev črpalke), a še vedno imate način za prenos tlaka naprej do dodatnih ventilov. Dodatni 'načini' se lahko konfigurirajo kot prenosna (napajalna) vtičnica in sekundarni vhod . To vam omogoča, da postavite ventile zaporedno (pretok gre skozi enega, da napaja naslednjega) ali vzporedno (oba ventila črpata iz dovoda) glede na to, kako priključite ali povežete ta vrata. Nato bomo preučili, kaj pomeni povezovanje ventilov vzporedno v primerjavi s serijo in kako te konfiguracije večpotnih ventilov omogočajo te zasnove tokokrogov.
Vzporedni in serijski hidravlični krogi
Pri krmiljenju več aktuatorjev (cilindrov, motorjev) v hidravličnem sistemu imate na voljo dve osnovni ureditvi vezja:
Vzporedni tokokrogi: Vsaka veja ventila/aktuatorja se napaja neposredno iz tlačnega dovodnega voda (in se neodvisno vrača v rezervoar). To pomeni, da lahko več aktuatorjev prejema pretok hkrati in si deli pretok črpalke. Pri vzporedni nastavitvi aktiviranje ene funkcije ne blokira pretoka v drugo – tekočina lahko ubere več poti. Če pa dva aktuatorja delujeta skupaj, bosta tekmovala za pretok in običajno se bo tisti z manjšim uporom (manjša obremenitev) premikal prvi ali hitreje. Vzporedni tokokrogi so pogosti v sodobni opremi, ker omogočajo večfunkcijsko krmiljenje – na primer dvig roke ob hkratnem zamahu roke.
Serijska vezja: Ventili ali aktuatorji so razporejeni v liniji , tako da tekočina teče skozi enega in nato v drugega. Dejansko je ena funkcija za drugo. To pogosto pomeni, da ima zgornji aktuator prednost – prvi bo prejel pretok in šele ko bo dosegel ali povečal pritisk, bo tekočina napajala naslednji aktuator. Če sta dva ventila v seriji in se aktivira prvi ventil, lahko preusmeri ves pretok in prekine spodnje ventile (dokler prvi ni zadovoljen ali sproščen). Zaporedna vezja ponavadi povzročijo zaporedno delovanje : en aktuator se premakne, nato naslednji, namesto hkrati. To je lahko uporabno za samodejno zaporedje gibov ali za varnost (zagotovitev, da se eno dejanje konča, preden se začne drugo), vendar lahko omeji zmožnost opravljanja dveh stvari hkrati.
Enostavna analogija je, če pomislimo na električna vezja ali pretok vode: vzporedno vezje je kot priklop dveh naprav v isto vtičnico prek razdelilnika – lahko delujeta skupaj (čeprav si delita razpoložljivo moč). Zaporedno vezje je kot ožičenje aparatov v verigi – drugi prejema samo energijo prek prvega; če je prvi izklopljen, drugi ne dobi ničesar. V fluidni analogiji si predstavljajte dve vodni kolesi v toku: vzporedno se tok razcepi in vsako kolo dobi svoj tok; v serijah mora voda zavrteti prvo kolo, nato pa vse, kar ostane, vrti drugo. V serijskem primeru bo prvo kolo vzelo, kar potrebuje, drugo pa bo dobil 'ostanke' toka (in če je prvo zataknjeno, se drugo popolnoma ustavi).
Noben pristop ni 'boljši' v vseh primerih – preprosto služita različnim namenom. Številni hidravlični sistemi dejansko uporabljajo kombinacijo: nekateri delujejo vzporedno, drugi zaporedno in uporabljajo posebne ventile (kot so zaporedni ventili ali delilniki pretoka) za usklajevanje, kadar je to potrebno. Zdaj pa poglejmo, kako so večpotni smerni ventili konfigurirani za vsak primer.
Doseganje vzporednih hidravličnih krogov z večpotnimi ventili
V razporeditvi vzporednega tokokroga se vsak smerni ventil (ali vsak del sklopa ventilov z več vretenami) neodvisno poveže z dovodnim tlakom. Praktično to pomeni, da so vsi priključki P ventilov povezani s skupnim tlačnim vodom (razdelilnikom) iz črpalke, vsi priključki T pa se vrnejo v vod rezervoarja. Ko nobeden od ventilov ni aktiviran, tekočina (iz črpalke s fiksno prostornino v sistemu z odprtim središčem) običajno kroži po poti z odprtim središčem do rezervoarja. V trenutku, ko se katera koli tuljava premakne, da napaja valj, blokira sredinski obvod in usmeri tok v vzporedne poti sklopa ventila. Olje je nato na voljo vsem aktuatorjem v vzporednem omrežju. Če premaknete več tuljav hkrati, se bo tok razdelil – čeprav ne vedno enako. Običajno se aktuator z najmanjšo obremenitvijo (najmanjšim uporom) premakne prvi, saj omogoča lažji pretok, pojav, znan kot učinek 'poti najmanjšega upora'. Upravljavci to pogosto opazijo kot upočasnitev ene funkcije, ko se istočasno izvaja druga, težja obremenitev – lažja obremenitev ukrade tok, dokler se njen upor ne poveča.
Zasnova ventila za vzporedna vezja: Sodobni večdelni ventili so pogosto izdelani z vzporednim vezjem (včasih imenovano zasnova 'vzporednega središča'). To zagotavlja, da imajo spodnji deli še vedno dostop do tlaka, ko je en odsek aktiviran. Številni bagri in nakladalniki na primer uporabljajo vzporedne skupine ventilov, tako da lahko voznik izvaja več nalog. Če je vključenih več kot ena funkcija, se pretok črpalke porazdeli in pogosto se za izravnavo hitrosti uporablja kompenzator tlaka ali nadzor pretoka. V nekompenziranem vzporednem tokokrogu, če sta dve tuljavi odprti, lahko gre ves pretok k enemu aktuatorju, dokler ne naleti na zadostno obremenitev, nato pa se začne drugi – zato lahko funkciji dviganja in zvijanja medsebojno delujeta. Za reševanje tega so dodane različne rešitve, kot so ventili za delitev pretoka ali sistemi za zaznavanje obremenitve, vendar je v osnovi vzporedna postavitev tista, ki omogoča sočasno delovanje.
Nastavitev vzporednega tokokroga z ločenimi ventili je enostavna: povežite vse priključke P skupaj s črpalko (ali skupno visokotlačno galerijo) in vse priključke T skupaj na povratek rezervoarja. Delovne odprtine vsakega ventila gredo do ustreznega cilindra ali motorja. Če uporabljate večsmerne ventile s priključkom N (power above) , običajno namestite čep, ki ventil pretvori v vzporedni tok z odprtim središčem (tako da v nevtralnem položaju pretok teče skozi T priključek v rezervoar, ne ven iz N). V vzporedni konfiguraciji so lahko vrata N bodisi blokirana ali uporabljena za ločen namen (na primer dovajanje dodatka samo, ko so glavne funkcije neaktivne). Veliko standardnih hidravličnih monoblok ventilov je privzeto vzporednih: na primer, 'vzporedno vezje' je običajna zasnova, medtem ko je lahko 'tandemsko (zaporedno) vezje' posebna možnost.
Prednosti vzporednih tokokrogov: Velika prednost je neodvisen nadzor – aktuatorjem se ni treba premikati v določenem zaporedju. Vsako gibanje lahko začnete ali ustavite ne glede na druga (odvisno od zmogljivosti črpalke). Idealen je, če želite, da stroj izvaja kombinirana dejanja, kot je krmiljenje med vožnjo ali dviganje priključka, medtem ko ga iztegujete. Slaba stran je vprašanje delitve toka; če en aktuator zahteva nizek tlak in velik pretok, lahko strada drugega. Oblikovalci to ublažijo z ventili za regulacijo pretoka, prednostnimi ventili ali črpalkami za zaznavanje obremenitve, da zagotovijo, da vsaka funkcija dobi pretok, ki ga potrebuje. Kljub temu so vzporedna vezja najboljša izbira za sisteme z več aktuatorji, ki zahtevajo prilagodljivost.
Doseganje serijskih hidravličnih krogov z večpotnimi ventili
V razporeditvi serijskega tokokroga so ventili povezani drug za drugim, tako da izhod enega napaja dovod naslednjega. Da bi si to predstavljali, si predstavljajte tlačni vod iz črpalke, ki gre v odprtino P ventila 1; nato pretok, ki izstopa iz ventila 1 (ko je v nevtralnem položaju), gre v vrata P ventila 2 in tako naprej. Priključek za večjo moč (N) na ventilu je ključnega pomena za to – prenaša visokotlačni tok naprej do naslednjega ventila v liniji, medtem ko ima originalni ventil še vedno lastno pot povratka v rezervoar, ko deluje. Z namestitvijo adapterja za večjo moč v izhodni del ventila izolirate pretok: visokotlačni tok gre ven iz vrat N, da napaja spodnje ventile, vrata T na tem ventilu pa obravnavajo samo povratek nizkotlačnega rezervoarja. V bistvu postane vrata N serijsko nadaljevanje tlačnega voda.
Ko so ventili (ali deli) zaporedno povezani, ima prednost tisti, ki je najbližje črpalki. Tekočina teče po vrsti skozi vsak ventil . Če se sproži prvi ventil, običajno preusmeri pretok črpalke v svoj aktuator in blokira pretok, da bi dosegel naprej (dokler ni izpolnjena zahteva tega prvega ventila ali se vrne v nevtralni položaj). Le ko je ventil 1 v nevtralnem položaju, pretok prosto prehaja do ventila 2 (in takrat ga lahko ventil 2 uporablja). Če je ventil 1 delno odprt (dušenje), lahko ventil 2 dobi samo presežek pretoka (ali tlaka), ki ga ne uporabi 1. To je razlog, zakaj serijska vezja sama po sebi ustvarijo zaporedno ali prioritetno krmiljenje . Na primer, če nastavite dva dvižna valja zaporedno prek ventilov, se lahko prvi popolnoma razširi, preden se drugi premakne, kar zagotavlja urejeno zaporedje (to je lahko zaželeno pri aplikacijah, kot je nameščanje opornikov enega za drugim).
Zasnova ventila za serijska vezja: Ventili z odprtim središčem s tandemskim središčnim (serijskim) tuljavom se uporabljajo v klasičnih sistemih s fiksno črpalko. V nevtralnem položaju vsak ventil prehaja tekočino v naslednjega kot skozi neprekinjeno cev do rezervoarja. Ko je ventil sprožen, njegov tuljav prekine pot toka navzdol (daje prednost njegovi funkciji). Na primer, starejši traktorski nakladalniki so pogosto imeli sklop ventilov nakladalnika zaporedno z ventilom bagra – vklop nakladalnika bi lahko ukradel pretok iz bagra, razen če je bila tuljava nakladalnika nevtralna. Če želite izvesti serijsko vezje s sodobnimi modularnimi ventili, uporabite vrata za prenos (preko moči) . Priključek N (naslednji) prvega ventila napaja vstop drugega ventila, katerega priključek N napaja tretjega in tako naprej, pri čemer gre samo izhod zadnjega ventila v rezervoar. Vsak ventil v verigi mora biti opremljen za večjo moč, tako da lahko brez poškodb prenese celoten pretok črpalke (tj. nameščen je tulec ali adapter). ' Proizvajalci poudarjajo pomen priključka N: posebej je namenjen vzpostavljanju povezave med dvema krmilnima ventiloma' kot visokotlačni prenosni povezavi.
Prednosti in premisleki o serijskih tokokrogih: Glavna prednost je, da lahko enostavno ustvarite prednostno ali zaporedno krmiljenje brez dodatnih zaporednih ventilov – funkcija navzgor ima seveda prednost. Serijska povezava prav tako poenostavlja vodovodne napeljave v sistemih, kjer se pričakuje, da bo delovala samo ena funkcija naenkrat (pretok samo kaskadno pada, ko je vsak zgornji ventil zadovoljen). Lahko zmanjša število cevi iz črpalke (en vod vhod, en vod iz verige ventilov). Vendar pa obstajajo pomembni premisleki in pomanjkljivosti:
Zaporedno delovanje: Kot že omenjeno, je sočasno delovanje omejeno ali nemogoče brez posebnih ventilov za kompenzacijo tlaka. V mnogih primerih je to pomanjkljivost, ker omejuje večopravilnost. Namerno se uporablja le, kadar je zaželeno ali sprejemljivo sprožitev ena za drugo. Sicer pa oblikovalci raje uporabljajo vzporedne sisteme ali sisteme za zaznavanje obremenitve za sodobne stroje, ki omogočajo kombinirana gibanja.
Padec tlaka in toplota: potiskanje tekočine skozi več ventilov v seriji lahko povzroči kumulativne padce tlaka. Vsak ventil in njegovi notranji prehodi dodajajo upor. Ko tekočina doseže spodnji ventil, se lahko njen razpoložljivi tlak zmanjša (še posebej, če je v uporabi funkcija gorvodnega). Neporabljena energija se spremeni v toploto. Tako so lahko serijska vezja manj učinkovita, če je pogosto aktivnih več ventilov ali če se uporabljajo dolge pretočne poti.
Ujemanje zmogljivosti ventila: pri zaporedni povezavi ventilov zagotovite, da lahko vsak ventil prenese celoten pretok in tlak sistema . Ves tok za naslednje aktuatorje gre skozi galerije zgornjih ventilov. Če stopnja pretoka presega nazivno vrednost za te ventile, tvegate izgube tlaka, poškodbe ventila ali nestabilno delovanje (npr. zagozditev tuljave ali puščanje). Podobno bo vsak ventil v seriji videl pritisk iz lastne obremenitve in morebitnih nadaljnjih obremenitev, ki se kopičijo. Če je en del nastavljen na nižji tlak, bi to lahko onemogočilo nadaljnje funkcije ali povzročilo njihov zastoj. Pravilna izbira in kalibracija ventilov (ujemanje specifikacij pretoka/tlaka in nastavitev razbremenitve) sta bistvena za varno in učinkovito serijsko delovanje.
Kompleksnost in vzdrževanje: Serijska razporeditev pomeni, da je sistem medsebojno odvisen – okvara ali puščanje v enem ventilu lahko vpliva na vse nadaljnje funkcije. V verigi je več povezav, ki povečuje kompleksnost. Pomembno je redno vzdrževanje in preverjanje nastavitev tlaka, puščanja in kontaminacije. Kljub temu lahko serijski pristop prihrani prostor (manj črpalnih linij) in stroške (preprostejša črpalka ali en razbremenilni ventil za verigo), zato je kompromis.
Primer uporabe: Razmislite o hidravličnem dvigalu z dvema stopnjama, ki se morata dvigniti zaporedno. S povezovanjem regulacijskih ventilov jeklenk zaporedno, se bo prva stopnja popolnoma razširila, preden se tlak dvigne dovolj za pogon druge stopnje – doseganje preprostega zaporedja brez elektronskega krmiljenja. V drugem primeru je kitajski priročnik za nakladalec na kolesih zapisal, da ima njegov večpotni ventil interno zasnovano serijsko vezje za krmiljenje valjev ogrodja in nagiba, pri čemer se vsak del po potrebi zaklene v položaj. To je zagotovilo, da ko nobena tuljava ni aktivna, oba valja ostaneta pri miru (zaprta središča) in pretok črpalke gre v rezervoar (odprt sredinski prehod), in ko je ena tuljava aktivna, preusmeri pretok za to funkcijo, medtem ko druga funkcija ostane zaklenjena. Takšne zasnove ponazarjajo, kako lahko serijska vezja izpolnjujejo posebne operativne zahteve glede varnosti ali enostavnosti.
Uporaba večpotnih ventilov za izgradnjo želenega tokokroga
Z razumevanjem vzporednega v primerjavi s serijskim lahko povzamemo, kako večpotni ventili pomagajo doseči vsako:
Nastavitev vzporednega tokokroga: uporabite ventile (ali razdelilnik ventila z več valji) s skupnim tlačnim dovodom. V monobločnem ali sekcijskem ventilskem sklopu izberite vzporedno konfiguracijo , tako da premik katerega koli tuljave usmeri tok v ta del, hkrati pa ohrani oskrbo drugih. Zagotovite, da lahko črpalka zagotavlja kombinirani pretok, če več funkcij deluje skupaj. Po potrebi vključite ventile za regulacijo pretoka ali zaznavanje obremenitve za upravljanje delitve pretoka med vejami. Vsi povratni vodi gredo v rezervoar. (Pomislite na vsak ventil kot na odcep glavnega voda.)
Nastavitev serijskega tokokroga: Povežite ventile s funkcijo prenosa moči. Izhod (priključek N) prvega ventila napaja dovod naslednjega in tako naprej. Uporabite tuljave s tandemskim središčem ali z odprtim središčem , ki omogočajo pretok v nevtralnem položaju. Najpomembnejšo funkcijo nastavite kot prvo v vrsti. Preverite vrednosti vsakega ventila za polni pretok črpalke. Po želji dodajte zaporedni ventil ali ventil za nastavljiv tlak, če potrebujete natančen prag tlaka za preklop z ene funkcije na drugo (za natančno nastavitev zaporedja). Vsi vmesni ventili morajo imeti odprtine rezervoarja, ki upravljajo samo z lastnim povratnim tokom, ne pa s celotnim pretokom črpalke. Zadnji ventil v nizu odlaga v rezervoar na koncu verige. (Razmišljajte o vsakem ventilu kot o členu v verigi, ki predaja pretok naslednjemu.)
Kombinirana vezja: Nekateri sistemi uporabljajo hibrid. Na primer, dva ventila lahko delujeta vzporedno (oba prejemata pretok črpalke), medtem ko se tretji napaja dolvodno od teh prek zaporedja – dejansko serijsko-vzporedna mešanica. Sklopi večpotnih ventilov (kot obravnavani 6-potni ventili) to omogočajo z zagotavljanjem več vrat za kreativno medsebojno povezovanje ventilov. Inženir lahko poveže določena vrata, da vzpostavi en del vezja zaporedno in drugega vzporedno. Cilj je zagotoviti, da vsak aktuator dobi pravi pretok ob pravem času. Za kompleksne sisteme so razdelilni bloki pogosto zasnovani z notranjimi prehodi, da se doseže želeno omrežje zaporednih/vzporednih poti.
Zaključek
Razumevanje terminologije 'dvopoložajni tripotni' in 'tripoložajni šestpotni' je bistvenega pomena pri izbiri ali razpravi o hidravličnih ventilih. Ventil 3/2 ponuja preprosto krmiljenje v dveh stanjih za enolinijske aktuatorje ali pilotne signale, medtem ko ventil 6/3 zagotavlja rešitev z več vrati in več stanji za bolj zapleteno usmerjanje pretoka, ki pogosto vključuje možnost enostavne konfiguracije serijskih ali vzporednih tokokrogov glede na to, kako so ventili povezani.
Pri načrtovanju hidravličnega krogotoka bo odločanje med vzporedno ali serijsko konfiguracijo (ali kombinacijo) drastično vplivalo na delovanje stroja. Vzporedna vezja omogočajo sočasno, neodvisno gibanje za ceno delitve toka, zaradi česar so pogosta v sistemih, ki zahtevajo večopravilnost. Serijska vezja uveljavljajo zaporedno delovanje in prednost, kar lahko poenostavi določene kontrole, vendar omeji sočasno gibanje. Večsmerni usmerjevalni ventili, zlasti tisti z naprednim priključkom, kot je priključek N za večjo moč, so gradniki, ki inženirjem omogočajo implementacijo teh vezij v praksi – od preprostega elektromagnetnega ventila, ki krmili en valj, do razdelilnika z več koluti, ki orkestrira celoten kos težke opreme.
Z uporabo ustreznega tipa in konfiguracije ventila ter upoštevanjem potrebe po krmiljenju pretoka in zaporednem krmiljenju lahko oblikovalci zagotovijo, da se hidravlični sistem obnaša, kot je predvideno. Na primer, če se morata dva cilindra premikati skupaj, se lahko izbere nastavitev vzporednega ventila s krmiljenjem pretoka; če se mora eden vedno premikati pred drugim, to doseže serijska povezava ali zaporedni ventil. Vedno upoštevajte zahteve glede obremenitve sistema, varnost (npr. položaje zadrževanja, ki lahko zahtevajo zaprte centre ali zaporne ventile) in morebitno potrebo po prihodnji širitvi (na primer dodajanje drugega ventila v smeri toka prek moči onkraj). Če dobro razumete te koncepte in izraze, lahko z zaupanjem berete hidravlične sheme ali specifikacije in sprejemate informirane odločitve pri načrtovanju tekoče moči.
Pogosta vprašanja: Tipi hidravličnih ventilov in konfiguracije tokokrogov
V1: Kaj je dvopoložajni tripotni ventil v hidravličnem sistemu?
Dvopoložajni tripotni ventil (imenovan tudi 3/2 smerni ventil) je vrsta hidravličnega smernega ventila s tremi odprtinami in dvema stabilnima delovnima položajema. Običajno se uporablja za krmiljenje jeklenk z enojnim delovanjem ali krmilnih vodov, pri čemer omogoča pretok tekočine v enem položaju in odzračevanje v rezervoar v drugem. Ti ventili se pogosto poganjajo elektromagnetno ali ročno in so primerni za preprosta opravila vklopa/izklopa krmiljenja tekočine.
V2: Kaj počne tripoložajni šestpotni smerni ventil?
Tripozicijski šestpotni ventil (6/3 ventil) je večnamenski potni ventil s šestimi odprtinami in tremi položaji tuljave. Omogoča zapleteno usmerjanje pretoka, ki pogosto vključuje sredinsko nevtralno razbremenitev in konfiguracije za krmiljenje več aktuatorjev. Ti ventili se običajno uporabljajo v sistemih, ki zahtevajo zaporedno ali mešano vzporedno-serijsko krmiljenje , kot so nakladalniki ali integrirani hidravlični moduli.
V3: Kakšna je razlika med serijskimi in vzporednimi hidravličnimi krogi?
V vzporednem hidravličnem krogu več aktuatorjev prejema tekočino iz skupnega tlačnega voda, kar omogoča sočasno gibanje. V zaporednem hidravličnem tokokrogu prehaja tok od enega ventila ali aktuatorja do naslednjega, kar ustvarja zaporedni ali prednostni krmilni učinek. Serijska vezja so idealna za operacije, ki zahtevajo gibanje korak za korakom; vzporedna vezja podpirajo neodvisno, sočasno delovanje.
V4: Kako deluje priključek za napajanje hidravličnega ventila (priključek N)?
Priključek N , znan tudi kot priključek za napajanje , omogoča smernemu ventilu prehajanje visokotlačne tekočine do spodnjih ventilov v zaporedni hidravlični konfiguraciji . Pri uporabi priključka N je ventil konfiguriran z adapterjem, ki ne presega moči, da razdeli poti tlaka in povratnega toka, kar omogoča verižno delovanje ventila brez izčrpanosti naslednjih aktuatorjev.
V5: Ali lahko priključim T (rezervoar) priključek enega ventila na P (tlačni) priključek naslednjega v hidravličnem krogu?
Ne, neposredno povezovanje priključka T enega ventila z priključkom P naslednjega je v večini hidravličnih sistemov napačno. Priključek rezervoarja je nizkotlačni povratek in uporaba tega za dovod bo izpraznila naslednji ventil tlaka. Namesto tega uporabite priključek N (power above) za dovod tlaka do naslednjih ventilov v zaporedni konfiguraciji.
V6: Zakaj pride do neravnovesja pretoka v vzporednem hidravličnem sistemu?
Pri nastavitvi vzporednega hidravličnega ventila aktuatorji tekmujejo za enak pretok črpalke. Zaradi poti najmanjšega upora se aktuator z manjšo obremenitvijo običajno premakne prvi, kar lahko povzroči neravnovesje pretoka. To vedenje je mogoče popraviti z ventili za regulacijo pretoka s kompenzacijo tlaka ali tehnologijo zaznavanja obremenitve, da se zagotovi enakomerna porazdelitev pretoka.
V7: Katera vrsta hidravličnega ventila je najboljša za zaporedno krmiljenje aktuatorjev?
Če želite doseči sekvenčno krmiljenje aktuatorja , uporabite zaporedno povezane smerne ventile ali vključite zaporedne ventile . v sistem Serijsko hidravlično vezje naravno uveljavlja vrstni red gibanja, še posebej v kombinaciji s tripoložajnimi šestpotnimi ventili ali zasnovami tandemskih sredinskih tuljav, ki prehajajo tok šele, ko je izpolnjena zahteva navzgor.
