เมื่อคุณดูรถปราบดินยกใบมีดหรือดูหุ่นยนต์จากโรงงานด้วยความแม่นยำมีส่วนประกอบเล็ก ๆ แต่ยิ่งใหญ่ทำให้เป็นไปได้ทั้งหมด: วาล์วควบคุมทิศทาง
คู่มือนี้จะนำคุณผ่านทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับส่วนสำคัญเหล่านี้ตั้งแต่วิธีการทำงานไปจนถึงการเลือกสิ่งที่เหมาะสมสำหรับความต้องการของคุณ
วาล์วควบคุมทิศทางคืออะไร?
คิดว่าวาล์วควบคุมทิศทาง (DCV) เป็นกตัวควบคุมการจราจรสำหรับของเหลว- เช่นเดียวกับสัญญาณไฟจราจรนำรถยนต์ไปที่สี่แยก DCV นำน้ำมันไฮดรอลิกหรืออากาศบีบอัดผ่านเส้นทางที่แตกต่างกันในเครื่อง วาล์วเหล่านี้เป็น "สมอง" ของระบบพลังงานของไหลบอกของเหลวที่จะไปและเมื่อไหร่
ทำไมพวกเขาถึงเรียกว่าวาล์ว "Bang-Bang"?
DCVs จำนวนมากทำงานเหมือนสวิตช์ไฟ - เปิดหรือปิดเต็มที่ ไม่มีตำแหน่งระหว่างอยู่ระหว่างซึ่งบางครั้งผู้คนจึงเรียกพวกเขาว่า "Bang-Bang" วาล์ว เมื่อพวกเขาสลับพวกเขาทำอย่างรวดเร็วและสมบูรณ์
วาล์วควบคุมทิศทางทำงานอย่างไร?
ชิ้นส่วนพื้นฐาน
DCV ทุกตัวมีองค์ประกอบหลักเหล่านี้:
ร่างกายวาล์ว:นี่เป็นเหมือนบ้านที่เก็บทุกอย่างไว้ด้วยกัน มันมีช่องทางภายในที่ของเหลวสามารถไหลได้
Spool หรือ Poppet:นี่คือส่วนที่เคลื่อนไหวที่ควบคุมการไหล คิดว่ามันเหมือนประตูบานเลื่อนที่เปิดและปิดเส้นทางที่แตกต่างกัน
พอร์ต:นี่คือจุดเชื่อมต่อที่ท่อแนบ พวกเขามักจะติดป้าย:
- P= ความดัน (โดยที่ของเหลวเข้ามา)
- T= ถัง (โดยที่ของเหลวกลับมา)
- A และ B= พอร์ตแอคทูเอเตอร์ (ที่ของเหลวไปทำงาน)
แอคทูเอเตอร์:นี่คือสิ่งที่เคลื่อนย้ายสปูล อาจเป็นที่จับที่คุณดันขดลวดไฟฟ้าหรือแรงดันของเหลว
มันควบคุมการไหลอย่างไร
เมื่อแอคทูเอเตอร์เคลื่อนย้ายสปูลมันจะเข้าแถวรูและช่องทางที่แตกต่างกันภายในตัววาล์ว สิ่งนี้สร้างเส้นทางใหม่เพื่อให้ของเหลวไหลผ่าน มันเหมือนกับการจัดเรียงชิ้นส่วนปริศนาใหม่เพื่อสร้างเส้นทางที่แตกต่างกัน
ประเภทของวาล์วควบคุมทิศทาง
โดยวิธีการเคลื่อนไหว (การออกแบบภายใน)
วาล์วสปูล
สิ่งเหล่านี้ใช้ชิ้นส่วนทรงกระบอก (สปูล) ที่เลื่อนไปมา พวกเขาเป็นเหมือนปริศนาเลื่อนที่การเคลื่อนที่ชิ้นเดียวเปิดเส้นทางและปิดอื่น ๆ พวกเขามีความหลากหลาย แต่อนุญาตให้มีการรั่วไหลเล็กน้อย
วาล์ว
สิ่งเหล่านี้ใช้ลูกบอลกรวยหรือแผ่นดิสก์ที่ยกที่นั่งออกเพื่อให้ไหลหรือกดลงเพื่อหยุดมัน ลองนึกถึงจุกไม้ก๊อก - เมื่อคุณเอามันออกของเหลวจะไหลออกมา วาล์วเหล่านี้ปิดผนึกแน่นมากโดยแทบไม่มีการรั่วไหล
วาล์วโรตารี่
แทนที่จะเลื่อนสิ่งเหล่านี้หมุนไปเพื่อจัดเรียงข้อความที่แตกต่างกัน พวกเขาเหมือนการเปลี่ยนกุญแจในล็อคเพื่อเปิดประตูที่แตกต่างกัน
โดยวิธีการดำเนินการ
วาล์วแบบแมนนวล
คุณใช้งานด้วยมือโดยใช้คันโยกหรือแป้นเหยียบ พวกเขาเรียบง่ายและเชื่อถือได้เช่นการส่งผ่านรถยนต์ด้วยตนเอง
วาล์วโซลินอยด์
สิ่งเหล่านี้ดำเนินการทางไฟฟ้า เมื่อคุณส่งสัญญาณไฟฟ้าคอยล์แม่เหล็กจะเลื่อนวาล์ว มันเหมือนกับการมีการควบคุมระยะไกลสำหรับวาล์วของคุณ
วาล์วนำร่อง
การใช้ความดันของเหลวเหล่านี้เพื่อเคลื่อนย้ายวาล์ว พวกเขามีประโยชน์เมื่อคุณต้องการแรงมากมายในการเคลื่อนย้ายวาล์วขนาดใหญ่เช่นใช้พวงมาลัยเพาเวอร์ในรถ
ตามจำนวนตำแหน่งและพอร์ต
ระบบการตั้งชื่ออาจดูสับสนในตอนแรก แต่จริงๆแล้วมันง่าย:
- 2/2 Valve:2 พอร์ต 2 ตำแหน่ง (เช่นสวิตช์เปิด/ปิด)
- 3/2 Valve:3 พอร์ต, 2 ตำแหน่ง (ทั่วไปสำหรับกระบอกสูบที่ออกฤทธิ์เดี่ยว)
- 4/2 Valve:4 พอร์ต, 2 ตำแหน่ง (มาตรฐานสำหรับกระบอกสูบที่ออกฤทธิ์สองเท่า)
- 4/3 วาล์ว:4 พอร์ต 3 ตำแหน่ง (รวมถึงตำแหน่งกลางที่เป็นกลาง)
ตำแหน่งกลาง (สำหรับวาล์ว 3 ตำแหน่ง)
- Open Center:พอร์ตทั้งหมดเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน - เช่นเปิดประตูทั้งหมดในบ้าน
- ศูนย์ปิด:พอร์ตทั้งหมดถูกบล็อก - เช่นปิดประตูทั้งหมด
- ตรงกลางตีคู่:ความดันเชื่อมต่อกับถัง แต่พอร์ตแอคทูเอเตอร์ถูกบล็อก
- ศูนย์ลอย:พอร์ตแอคทูเอเตอร์เชื่อมต่อกับถัง แต่ความดันถูกบล็อก
การเลือกวาล์วที่เหมาะสม: ข้อกำหนดหลัก
คะแนนการไหล (CV)
สิ่งนี้จะบอกคุณว่าวาล์วของเหลวสามารถจัดการได้มากแค่ไหน วัดเป็นแกลลอนต่อนาที (gpm) ที่ลดแรงดัน 1 psi คิดว่ามันเหมือนเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อสวน - ตัวเลขที่ใหญ่กว่าหมายถึงความสามารถในการไหลมากขึ้น
คะแนนความดัน
นี่คือความดันสูงสุดที่วาล์วสามารถจัดการได้อย่างปลอดภัย มันมักจะทำเครื่องหมายเป็น PN (เช่น PN350 สำหรับ 350 บาร์) หรือใน psi ไม่เกินขีด จำกัด นี้หรือวาล์วอาจล้มเหลว
เวลาตอบสนอง
สำหรับวาล์วโซลินอยด์นี่คือวิธีที่พวกเขาสามารถสลับตำแหน่งได้เร็วโดยปกติจะวัดเป็นมิลลิวินาที เวลาตอบสนองที่เร็วกว่าจะดีกว่าสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็ว
ระดับการรั่วไหล
อัตรานี้เป็นไปได้ดีที่วาล์วซีล:
- คลาส IV:การรั่วไหลบางส่วน (0.01% ของการไหลที่ได้รับการจัดอันดับ)
- คลาส V:การรั่วไหลต่ำ
- คลาส VI:ฟองแน่น (แทบจะไม่มีการรั่วไหล)
จาก Simple to Smart: ประเภทของการควบคุม
วาล์วเปิด/ปิด (DCV มาตรฐาน)
นี่คือวาล์ว "bang-bang" พื้นฐานที่เราพูดถึง พวกเขาเปิดอย่างเต็มที่หรือปิดสนิท มันสมบูรณ์แบบสำหรับงานง่าย ๆ เช่นการยึดชิ้นส่วนหรือขยายกระบอกสูบอย่างสมบูรณ์
วาล์วสัดส่วน
เหล่านี้เป็นเหมือนสวิตช์หรี่ไฟสำหรับการไหลของของเหลว แทนที่จะเปิด/ปิดเพียงบางส่วนสามารถเปิดเพื่อควบคุมอัตราการไหล สิ่งนี้จะช่วยให้คุณควบคุมความเร็วได้อย่างราบรื่นและแปรผัน พวกเขายอดเยี่ยมสำหรับแอพพลิเคชั่นเช่น Crane Operation ที่คุณต้องการการเคลื่อนไหวที่ราบรื่น
วาล์วเซอร์โว
นี่คือเครื่องมือที่แม่นยำของโลกวาล์ว พวกเขาให้การควบคุมที่แม่นยำอย่างมากและสามารถตอบสนองต่อข้อเสนอแนะเพื่อรักษาตำแหน่งหรือการไหลที่แน่นอน พวกเขาใช้ในแอพพลิเคชั่นระดับสูงเช่นเครื่องจำลองการบินและเครื่องซีเอ็นซี
แอปพลิเคชันโลกแห่งความเป็นจริง
อุปกรณ์ก่อสร้าง
- รถขุด:ใช้วาล์ว 4/3 หลายตัวเพื่อควบคุมบูมแขนถังและการหมุน วาล์วสัดส่วนที่ดำเนินการโดยนักบินให้การควบคุมที่ราบรื่นของผู้ปฏิบัติงาน
- Bulldozers:ใช้ DCVs เพื่อควบคุมมุมและความสูงของใบมีดรวมถึงระบบไดรฟ์แทร็ก
การผลิต
- เครื่อง CNC:ใช้โซลินอยด์ DCV สำหรับการยึดเครื่องมือและวาล์วสัดส่วนสำหรับการวางตำแหน่งที่แม่นยำ
- สายประกอบ:DCV แบบนิวเมติกใช้งาน Grippers, lifters และกลไกการเรียงลำดับ
เกษตรกรรม
- รถแทรกเตอร์:การควบคุมวาล์วหลายสสพูลบล็อกใช้งานเช่นคันไถและเครื่องตัดหญ้า
- ผู้เก็บเกี่ยว:ความสูงส่วนหัวควบคุม DCVS และความเร็วพัดลมทำความสะอาด
การบินและอวกาศ
- เครื่องบินลงจอดเครื่องบิน:วาล์วเซอร์โวให้การควบคุมที่แม่นยำและเชื่อถือได้สำหรับการขยายและการเพิกถอน
- การควบคุมเที่ยวบิน:วาล์วเซอร์โวประสิทธิภาพสูงเปิดใช้งานระบบการบินโดยสาย
ภาพรวมตลาด: ใครเป็นคนทำอะไร
ตลาดวาล์วควบคุมทิศทางทั่วโลกมีมูลค่าประมาณ 8-10 พันล้านดอลลาร์และเติบโตที่ 5-11% ต่อปี ผู้เล่นคนสำคัญ ได้แก่ :
- Bosch Rexroth:เป็นที่รู้จักในเรื่องวาล์วไฮดรอลิกที่แข็งแกร่งและการรวมอุตสาหกรรม 4.0
- Parker Hannifin:เสนอช่วงกว้างสำหรับการใช้งานทั้งไฮดรอลิกและนิวเมติก
- Eaton/Danfoss:แข็งแกร่งในไฮดรอลิกมือถือด้วยเทคโนโลยี Smart Valve
- SMC:ผู้ผลิตวาล์วนิวเมติกชั้นนำที่มีการออกแบบที่มีขนาดกะทัดรัดและไหลสูง
- การเฉลิมฉลอง:นวัตกรรมโซลูชั่นนิวเมติกรวมถึงหมู่เกาะวาล์วและแพลตฟอร์มดิจิตอล
- Moog:วาล์วเซอร์โวที่มีความแม่นยำสูงสำหรับการเรียกร้องแอปพลิเคชัน
อนาคต: วาล์วอัจฉริยะและอุตสาหกรรม 4.0
คุณสมบัติอัจฉริยะ
วาล์วที่ทันสมัยเริ่มฉลาดขึ้นด้วยเซ็นเซอร์ในตัวที่ตรวจสอบ:
- อุณหภูมิ
- จำนวนรอบ
- ข้อเสนอแนะตำแหน่ง
- อัตราการไหล
- ระดับการปนเปื้อน
การรวมระบบดิจิตอล
วาล์วใหม่สามารถสื่อสารโดยใช้โปรโตคอลเช่น:
- io-link
- อีเธอร์เน็ต/IP
- profibus
- modbus
สิ่งนี้ช่วยให้พวกเขาสามารถส่งข้อมูลการวินิจฉัยไปยังระบบควบคุมส่วนกลางทำให้สามารถบำรุงรักษาทำนายได้
การบำรุงรักษาทำนาย
แทนที่จะรอให้วาล์วล้มเหลวระบบอัจฉริยะสามารถทำนายได้เมื่อต้องการการบำรุงรักษาตามข้อมูลเรียลไทม์ สิ่งนี้จะช่วยลดการหยุดทำงานที่ไม่คาดคิดและประหยัดเงิน
การแก้ไขปัญหาปัญหาทั่วไป
วาล์วจะไม่ทำงาน
สาเหตุที่เป็นไปได้:ไม่มีสัญญาณไฟฟ้า, ขดลวดเผา, ความดันนักบินต่ำ
วิธีแก้ปัญหา:ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า, คู่มือการทดสอบ, ตรวจสอบการจ่ายอากาศ/น้ำมันนักบิน
การเคลื่อนไหวช้าหรือกระตุก
สาเหตุที่เป็นไปได้:การรั่วไหลภายในของเหลวที่ปนเปื้อนขนาดวาล์วที่ไม่ถูกต้อง
วิธีแก้ปัญหา:ทดสอบการรั่วไหลเปลี่ยนของเหลวและตัวกรองตรวจสอบการปรับขนาดวาล์ว
แอคทูเอเตอร์ลอย
สาเหตุที่เป็นไปได้:ตำแหน่งตรงกลางที่ไม่ถูกต้องสปูลที่สวมใส่การรั่วไหลภายนอก
วิธีแก้ปัญหา:ตรวจสอบการกำหนดค่าวาล์วทดสอบการสึกหรอภายในตรวจสอบการเชื่อมต่อ
การรั่วไหลภายนอก
สาเหตุที่เป็นไปได้:ซีลที่สวมใส่, สลักเกลียวหลวม, ร่างกายที่แตก
วิธีแก้ปัญหา:เปลี่ยนซีลตรวจสอบแรงบิดสลักเกลียวตรวจสอบความเสียหาย
เสียงรบกวนหรือความร้อนสูงเกินไป
สาเหตุที่เป็นไปได้:โพรงอากาศวาล์วเล็กเกินไปความดันสูงเกินไป
วิธีแก้ปัญหา:ตรวจสอบระดับของไหลตรวจสอบการปรับขนาดวาล์วปรับการตั้งค่าวาล์วบรรเทาทุกข์
การบำรุงรักษาแนวปฏิบัติที่ดีที่สุด
การตรวจสอบเป็นประจำ
- ตรวจสอบการรั่วไหลภายนอก
- มองหาการกัดกร่อนหรือความเสียหาย
- ตรวจสอบว่าการเชื่อมต่อทั้งหมดแน่น
- คู่มือทดสอบแทนที่
การบำรุงรักษาของเหลว
- ตัวอย่างของเหลวเป็นประจำสำหรับการปนเปื้อน
- เปลี่ยนฟิลเตอร์ตามกำหนดเวลา
- รักษาอุณหภูมิของระบบภายใต้ 140 ° F (60 ° C)
- รักษาระดับของเหลวที่เหมาะสม
การดำเนินการป้องกัน
- วาล์ววาล์วเป็นระยะเพื่อป้องกันการติด
- เก็บสินค้าคงคลังอะไหล่
- ผู้ประกอบการรถไฟเกี่ยวกับการใช้งานที่เหมาะสม
- ประวัติการบำรุงรักษาเอกสาร
การเลือกที่ถูกต้อง
เมื่อเลือกวาล์วควบคุมทิศทางให้พิจารณาปัจจัยเหล่านี้:
ฟังก์ชั่นที่จำเป็น:คุณต้องการพอร์ตและตำแหน่งกี่พอร์ต?
ความดันและการไหล:ความต้องการระบบของคุณคืออะไร?
ประเภทของเหลว:น้ำมันไฮดรอลิกอากาศน้ำหรือของเหลวพิเศษ?
วิธีการควบคุม:การดำเนินการด้วยตนเองไฟฟ้าหรือนักบิน?
สิ่งแวดล้อม:อุณหภูมิฝุ่นพื้นที่อันตราย?
งบประมาณ:ต้นทุนเริ่มต้นเทียบกับความน่าเชื่อถือในระยะยาว
บทสรุป
วาล์วควบคุมทิศทางเป็นวีรบุรุษที่ไม่ได้ร้องของเครื่องจักรสมัยใหม่ จากรถขุดที่สถานที่ก่อสร้างไปยังหุ่นยนต์บนสายประกอบวาล์วเหล่านี้ทำให้การเคลื่อนไหวควบคุมได้ เมื่อความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีวาล์วกำลังฉลาดขึ้นและรวมเข้ากับระบบดิจิตอลมากขึ้น แต่งานพื้นฐานของพวกเขายังคงเหมือนเดิม: การควบคุมการไหลของของเหลวเพื่อสร้างงานที่มีประโยชน์
ไม่ว่าคุณจะออกแบบระบบใหม่การแก้ไขปัญหาระบบที่มีอยู่หรือเพียงแค่พยายามทำความเข้าใจว่าสิ่งต่าง ๆ ทำงานอย่างไรการทำความเข้าใจวาล์วควบคุมทิศทางจะเปิดประตูเพื่อทำความเข้าใจระบบพลังงานของเหลวที่ล้อมรอบเราทุกวัน
กุญแจสำคัญสู่ความสำเร็จกับ DCV คือการจับคู่ประเภทวาล์วที่เหมาะสมกับความต้องการแอปพลิเคชันเฉพาะของคุณรักษาไว้อย่างถูกต้องและอยู่ในปัจจุบันด้วยเทคโนโลยีการพัฒนา ด้วยรากฐานนี้คุณจะได้รับการตัดสินใจอย่างดีในการตัดสินใจเกี่ยวกับองค์ประกอบที่สำคัญเหล่านี้
