เมื่อผู้คนค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับ Directional Control Valve WE 5 สำหรับ Rexroth พวกเขามักจะต้องการทำความเข้าใจว่าวาล์วนี้ทำอะไร ทำงานอย่างไร และเหมาะสมกับความต้องการของพวกเขาหรือไม่ การกำหนด WE 5 อ้างอิงถึงหมวดหมู่ขนาดเฉพาะในกลุ่มผลิตภัณฑ์วาล์วของ Rexroth แต่เรื่องราวน่าสนใจมากกว่าวาล์วรุ่นเดียว
วาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 คืออะไร
WE 5 ดั้งเดิมจาก Rexroth เป็นวาล์วควบคุมทิศทางที่สร้างขึ้นตามมาตรฐานขนาด NG5 วาล์วเหล่านี้ควบคุมการไหลของของไหลไฮดรอลิกในระบบที่ต้องการแรงดันและอัตราการไหลปานกลาง WE 5 แบบดั้งเดิมสามารถรองรับแรงกดดันได้สูงถึง 250 บาร์และอัตราการไหลระหว่าง 14 ถึง 20 ลิตรต่อนาที หลายปีที่ผ่านมา ระดับประสิทธิภาพนี้ทำงานได้ดีกับระบบไฮดรอลิกขนาดเล็ก เช่น เครื่องจักรขนาดกะทัดรัดและอุปกรณ์อุตสาหกรรมเบา
อย่างไรก็ตาม การใช้งานทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ต้องการพลังงานที่มากขึ้นและอัตราการไหลที่สูงขึ้น นี่คือจุดที่วิวัฒนาการของวาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 มีความสำคัญ Rexroth พัฒนาซีรีส์ 5X ซึ่งรวมถึงรุ่น 5-.WE 10 วาล์วรุ่นใหม่เหล่านี้ยังคงรักษาปรัชญาการออกแบบของ WE 5 ดั้งเดิม แต่ขยายได้ถึงขนาด NG10 ผลลัพธ์ที่ได้คือวาล์วที่สามารถรองรับแรงดันได้ถึง 160 ลิตรต่อนาทีที่แรงดันถึง 420 บาร์ เมื่อวิศวกรในปัจจุบันค้นหาวาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 พวกเขามักจะเลือกรุ่น NG10 เหล่านี้ เนื่องจากมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพในปัจจุบัน
วาล์วควบคุมทิศทางตระกูล WE 5 เป็นไปตามมาตรฐานสากล เช่น ISO 4401-05 และ NFPA D05 การกำหนดมาตรฐานนี้หมายความว่าวาล์วสามารถติดตั้งบนเพลตย่อยมาตรฐานและเปลี่ยนวาล์วที่คล้ายกันจากผู้ผลิตรายอื่นได้โดยไม่ต้องออกแบบทั้งระบบใหม่
วาล์วทำงานอย่างไรภายใน
โครงสร้างพื้นฐานของวาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 นั้นตรงไปตรงมา ภายในตัววาล์วจะมีแกนเลื่อนที่เลื่อนไปมาเพื่อเชื่อมต่อพอร์ตต่างๆ เมื่อสปูลเปลี่ยนตำแหน่ง มันจะเปลี่ยนพอร์ตที่เชื่อมต่อถึงกัน ตัวอย่างเช่น สปูลอาจเชื่อมต่อพอร์ต P (ความดัน) กับพอร์ต A ในขณะที่เชื่อมต่อพอร์ต B กับพอร์ต T (แทงค์) เมื่อแกนหมุนเคลื่อนไปในทิศทางอื่น มันจะกลับการเชื่อมต่อเหล่านี้
อะไรทำให้ Directional Control Valve WE 5 ขยับแกนหมุนนี้ คำตอบคือโซลินอยด์แม่เหล็กไฟฟ้า Rexroth ใช้สิ่งที่พวกเขาเรียกว่าการออกแบบโซลินอยด์แบบ "เปียก" โซลินอยด์จะอยู่ภายในน้ำมันไฮดรอลิกแทนที่จะถูกผนึกออกจากมัน อาจฟังดูเสี่ยง แต่จริงๆ แล้วช่วยให้ระบายความร้อนได้ดีขึ้นและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น น้ำมันไฮดรอลิกจะนำความร้อนออกจากคอยล์ ทำให้โซลินอยด์ทำงานอย่างต่อเนื่องโดยไม่เกิดความร้อนสูงเกินไป
เมื่อคุณปิดโซลินอยด์จ่ายไฟ สปริงภายในวาล์วจะดันแกนม้วนกลับไปยังตำแหน่งกึ่งกลาง การกำหนดค่าสปริงที่แตกต่างกันจะสร้างลักษณะการทำงานที่แตกต่างกัน การตั้งค่ามาตรฐานใช้สปริงส่งคืนทั้งสองด้าน บางรุ่นใช้สปริงที่แข็งแรงขึ้นทำให้วาล์วสวิตซ์เร็วขึ้น รุ่นอื่นๆ จะไม่มีสปริงเลยสำหรับการใช้งานพิเศษซึ่งแกนม้วนควรอยู่ในตำแหน่งใดก็ตามที่เลื่อนไปสุดท้าย
วาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 หลายรุ่นมีคุณสมบัติควบคุมทิศทางแบบแมนนวล นี่คือปุ่มกดที่ด้านบนของวาล์วที่ช่วยให้ใครบางคนสามารถเคลื่อนย้ายแกนม้วนสายด้วยมือได้ ในระหว่างการตั้งค่าหรือการแก้ไขปัญหา การควบคุมด้วยตนเองนี้มีประโยชน์มาก คุณสามารถทดสอบระบบได้โดยไม่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้า
ขีดความสามารถและขีดจำกัดด้านประสิทธิภาพ
ระบบวาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 เวอร์ชัน NG10 ที่ทันสมัย จัดการกับตัวเลขประสิทธิภาพที่น่าประทับใจ รุ่นมาตรฐานทำงานที่แรงดัน 350 บาร์ ส่วนรุ่นพิเศษรับแรงดัน 420 บาร์ ความสามารถในการไหลสูงถึง 160 ลิตรต่อนาทีเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง หรือ 120 ลิตรต่อนาทีเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับหลังการแก้ไข
ช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ลบ 30 องศาเซลเซียส ถึงบวก 80 องศาเซลเซียส วาล์วใช้งานได้กับน้ำมันไฮดรอลิกตั้งแต่บางมาก (2.8 มิลลิเมตรยกกำลังสองต่อวินาที) ไปจนถึงค่อนข้างหนา (500 มิลลิเมตรยกกำลังสองต่อวินาที) ความยืดหยุ่นนี้หมายถึงการออกแบบวาล์วเดียวเพื่อรองรับการใช้งานที่แตกต่างกันมากมาย
อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพสูงมาพร้อมกับข้อควรพิจารณาบางประการ เมื่อของไหลไหลผ่านวาล์วในอัตราสูงสุด แรงไฮดรอลิกที่กระทำต่อแกนม้วนสายจะมีค่ามาก แรงเหล่านี้อาจทำให้เกิดความไม่มั่นคงหรือการสั่นสะเทือนได้ ในการจัดการสิ่งนี้ Rexroth นำเสนอตลับปีกผีเสื้อที่ติดตั้งในพอร์ต คาร์ทริดจ์เหล่านี้จำกัดการไหลเล็กน้อย ซึ่งช่วยลดแรงไดนามิกและทำให้การทำงานราบรื่น ข้อเสียคือแรงดันตกคร่อมวาล์วจะสูงขึ้น แต่ความเสถียรที่ได้รับการปรับปรุงมักจะคุ้มค่า
การรั่วไหลภายในเป็นอีกลักษณะหนึ่งของการออกแบบ Directional Control Valve WE 5 วาล์วสปูลทั้งหมดมีของเหลวรั่วไหลผ่านสปูล เนื่องจากสปูลต้องมีระยะห่างเพื่อให้เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ การรั่วไหลนี้จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เมื่อวาล์วสึกหรอมากกว่าพันรอบ สำหรับการใช้งานที่ต้องรับน้ำหนักในตำแหน่งเป็นเวลานาน วาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 เพียงอย่างเดียวอาจให้แรงยึดไม่เพียงพอ การเพิ่มเช็ควาล์วภายนอกหรือการเลือกการกำหนดค่าแกนหมุนแบบกึ่งกลางปิดจะช่วยแก้ปัญหานี้ได้
การควบคุมไฟฟ้าและเวลาตอบสนอง
ด้านไฟฟ้าของวาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 ทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้ามาตรฐานทางอุตสาหกรรม เวอร์ชัน DC ยอมรับไฟ 12, 24, 110 หรือ 220 โวลต์ โดยส่วนใหญ่จะใช้ไฟ 24 โวลต์ เวอร์ชัน AC จำเป็นต้องมีตัวเชื่อมต่อวงจรเรียงกระแสเพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรงที่โซลินอยด์ต้องการ
การใช้พลังงานอยู่ระหว่าง 17 ถึง 38 วัตต์ ขึ้นอยู่กับรุ่นเฉพาะ วาล์วได้รับการจัดอันดับสำหรับรอบการทำงาน 100 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งหมายความว่าวาล์วจะมีพลังงานอยู่อย่างต่อเนื่องโดยไม่เกิดความเสียหาย พิกัดต่อเนื่องนี้มีความสำคัญเนื่องจากระบบไฮดรอลิกหลายตัวอยู่ในตำแหน่งเป็นเวลานาน
เวลาตอบสนองจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย โซลินอยด์มาตรฐานจะใช้เวลาระหว่าง 65 ถึง 150 มิลลิวินาทีในการเปิด และระหว่าง 48 ถึง 104 มิลลิวินาทีในการปิด เวลาเหล่านี้อาจดูเหมือนเร็ว แต่บางแอปพลิเคชันต้องการการตอบสนองที่เร็วกว่านี้อีก Rexroth นำเสนอคาร์ทริดจ์การปรับความกว้างพัลส์ที่ลดเวลาในการสลับลงครึ่งหนึ่ง คาร์ทริดจ์ PWM เหล่านี้พัลส์แรงดันโซลินอยด์อย่างรวดเร็วในรูปแบบควบคุมที่เร่งการเคลื่อนที่ของสปูล
ตัวเลือก PWM อีกตัวหนึ่งจะช่วยลดการใช้พลังงานแทนที่จะปรับปรุงความเร็ว ตลับลดพลังงานนี้จะลดอุณหภูมิคอยล์ลงอย่างน้อย 30 องศาเซลเซียส อุณหภูมิที่ต่ำกว่าจะช่วยยืดอายุวาล์วในสภาพแวดล้อมที่ร้อนหรือการใช้งานหนัก วิศวกรจำเป็นต้องเลือกระหว่างการปรับความเร็วให้เหมาะสมหรือปรับให้เหมาะสมสำหรับการจัดการระบายความร้อน ระบบวาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 มีตัวเลือกสำหรับทั้งสองลำดับความสำคัญ
เมื่อโซลินอยด์ปิดลง สนามแม่เหล็กที่ยุบตัวจะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าพุ่งสูงขึ้น การขัดขวางนี้อาจทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนซึ่งเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟเดียวกันเสียหายได้ โซลินอยด์ K4 มาตรฐานต้องใช้ไดโอดป้องกันภายนอกเพื่อยึดแรงดันไฟฟ้านี้ให้ต่ำกว่า 500 โวลต์ โซลินอยด์เวอร์ชัน K72L มีการป้องกันในตัว ซึ่งช่วยให้การเดินสายง่ายขึ้นและรับประกันการปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยทางไฟฟ้า
การเลือกการกำหนดค่าสปูลที่เหมาะสม
แกนม้วนในวาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 จะกำหนดการทำงานของวาล์วในแต่ละตำแหน่ง ที่พบบ่อยที่สุดคือสปูลสี่ทิศทางสามตำแหน่ง แกนม้วนเหล่านี้มีพอร์ตสี่พอร์ต (P, T, A, B) และตำแหน่งที่แตกต่างกันสามตำแหน่ง (ซ้าย, กลาง, ขวา)
พฤติกรรมของตำแหน่งกึ่งกลางมีความสำคัญอย่างยิ่ง สปูล "E" ปิดพอร์ตทั้งสี่พอร์ตในตำแหน่งกึ่งกลาง สิ่งนี้จะสร้างศูนย์กลางแบบปิดที่จะล็อคโหลดให้อยู่กับที่และสร้างแรงดันที่ปั๊ม การกำหนดค่า E ให้การรับน้ำหนักสูงสุด แต่ต้องใช้วาล์วระบายเพื่อป้องกันปั๊มจากแรงดันเกิน
สปูล "H" ปิดพอร์ต P, A และ B ขณะที่เชื่อมต่อ T ในตำแหน่งกึ่งกลาง วิธีนี้จะขนปั๊มลงถัง ช่วยลดการสิ้นเปลืองพลังงานเมื่อวาล์วอยู่ตรงกลาง โหลดยังคงล็อคอยู่เนื่องจาก A และ B ปิดอยู่ แต่แรงยึดไม่แข็งแรงเท่ากับสปูล E
แกน "J" ปิด P ในขณะที่เชื่อมต่อ A, B และ T เข้าด้วยกันในตำแหน่งกึ่งกลาง ช่วยให้โหลดลอยได้อย่างอิสระและปล่อยให้การขยายตัวทางความร้อนหลบหนีไปยังถัง การกำหนดค่า J มีประโยชน์สำหรับระบบที่ต้องการเคลื่อนที่อย่างง่ายดายในตำแหน่งที่เป็นกลาง หรือเพื่อป้องกันแรงดันสะสมจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
การเลือกประเภทแกนม้วนผิดทำให้เกิดปัญหา ตัวอย่างเช่น การใช้แกน H ในการยกแนวตั้งอาจทำให้น้ำหนักบรรทุกลดลงอย่างช้าๆ เนื่องจากการรั่วไหลภายใน หลอด E น่าจะจับได้ดีกว่า ในทางกลับกัน การใช้แกน E บนแกนนอนที่ต้องเคลื่อนที่อย่างอิสระจะทำให้ระบบรู้สึกแข็งและเปลืองพลังงาน การทำความเข้าใจการใช้งานของคุณจะช่วยให้คุณเลือกการกำหนดค่าวาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 ที่เหมาะสมได้
ข้อควรพิจารณาในการติดตั้งและบำรุงรักษา
การติดตั้งวาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 ต้องอาศัยความใส่ใจในประเด็นสำคัญบางประการ วาล์วติดตั้งบนเพลตย่อยที่ต้องเป็นไปตามมาตรฐาน ISO 4401-05 แผ่นย่อย Rexroth มีหมายเลขชิ้นส่วนเฉพาะและจำเป็นต้องสั่งซื้อแยกต่างหาก ก่อนติดตั้งวาล์ว ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแผ่นย่อยสะอาดและติดตั้งอย่างถูกต้องบนท่อร่วมหรือบล็อก
การเชื่อมต่อไฟฟ้าใช้ขั้วต่อมาตรฐาน DIN EN 175301-803 ขั้วต่อสามารถหมุนได้ 90 องศาเพื่อรองรับความต้องการในการกำหนดเส้นทางสายไฟที่แตกต่างกัน ตัวเชื่อมต่อบางตัวมีวงจรเรียงกระแสในตัวสำหรับการทำงานของไฟฟ้ากระแสสลับ ในขณะที่บางตัวมีไฟ LED แสดงสถานะเพื่อยืนยันสถานะโซลินอยด์ด้วยภาพ
ความสะอาดของของไหลมีความสำคัญมากกว่าที่คนส่วนใหญ่ตระหนัก ระยะห่างภายในวาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 วัดได้เพียงไม่กี่ไมโครเมตร อนุภาคที่ปนเปื้อนอาจทำให้แกนหมุนติด ส่งผลให้วาล์วติดหรือเคลื่อนตัวไม่ได้ แนะนำให้กรองขนาด 25 ไมโครเมตรหรือละเอียดกว่านั้น การบำรุงรักษาตัวกรองเป็นประจำจะช่วยป้องกันปัญหาวาล์วส่วนใหญ่
วาล์วนี้ทำงานร่วมกับน้ำมันไฮดรอลิกที่มีแร่ธาตุและของเหลวที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพหลายประเภท วัสดุซีลมีทั้งแบบ NBR (ไนไตรล์) สำหรับน้ำมันมาตรฐาน หรือ FKM (Viton) สำหรับของเหลวสังเคราะห์และอุณหภูมิสูง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัสดุซีลตรงกับของเหลวในระบบของคุณ
การบำรุงรักษาค่อนข้างง่าย ขดลวดโซลินอยด์สามารถเปลี่ยนได้โดยไม่ต้องถอดวาล์วออกจากระบบ ตรวจสอบความต้านทานของคอยล์เป็นระยะๆ เพื่อตรวจจับการเสื่อมสภาพก่อนที่จะเกิดความล้มเหลว หากวาล์วเริ่มตอบสนองช้าหรือไม่เปลี่ยน สาเหตุที่เป็นไปได้มากที่สุดคือการปนเปื้อน การล้างระบบและการเปลี่ยนตัวกรองมักจะช่วยแก้ปัญหาได้ ส่วนประกอบภายในที่ชำรุดสามารถเปลี่ยนได้ด้วยอะไหล่แท้ของ Rexroth ซึ่งโดยปกติจะมีอายุการใช้งานสิบปีหลังการผลิต
การตัดสินใจซื้อ
เมื่อคุณตัดสินใจซื้อวาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 หรือเทียบเท่า NG10 รุ่นใหม่ มีหลายปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการเลือก ขั้นแรก ตรวจสอบข้อกำหนดการไหลและแรงดันของคุณ หากคุณต้องการแรงดันปานกลางน้อยกว่า 20 ลิตรต่อนาที ขนาด NG5 แบบเดิมอาจเพียงพอแล้ว เพื่อประสิทธิภาพที่สูงขึ้น รุ่น 5X ซีรีส์ NG10 จึงเป็นมาตรฐานปัจจุบัน
ประการที่สอง พิจารณาแรงดันไฟฟ้าที่มีอยู่ในสถานที่ของคุณ รุ่น 24 โวลต์ DC ใช้งานได้ทั่วไปในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ในขณะที่ตัวเลือก 110 หรือ 220 โวลต์เหมาะกับภูมิภาคและการใช้งานที่แตกต่างกัน
ประการที่สาม ประเมินว่าคุณต้องการคุณสมบัติพิเศษ เช่น การสลับอย่างรวดเร็ว การลดพลังงาน หรือการตรวจสอบตำแหน่งหรือไม่ ตัวเลือกเหล่านี้เพิ่มต้นทุนแต่ให้ประโยชน์อย่างแท้จริงในการใช้งานที่มีความต้องการสูง
ราคาแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับข้อกำหนดและซัพพลายเออร์ ผู้จัดจำหน่ายที่ได้รับอนุญาตและซัพพลายเออร์ทางอุตสาหกรรมจะมีวาล์วเหล่านี้ ซึ่งมักจะได้รับความช่วยเหลือทางเทคนิคเพื่อช่วยในการเลือก โดยทั่วไปการซื้อจำนวนมากจะมีสิทธิ์ได้รับส่วนลดตามปริมาณ แค็ตตาล็อก Rexroth อย่างเป็นทางการมีข้อกำหนดโดยละเอียดและรหัสการสั่งซื้อเพื่อให้แน่ใจว่าคุณได้วาล์วที่ถูกต้องทุกประการ
ซัพพลายเออร์รายอื่นเสนอวาล์วที่ใช้งานร่วมกันได้ในราคาที่ต่ำกว่า แต่ความเข้ากันได้และความน่าเชื่อถืออาจแตกต่างกันไป สำหรับการใช้งานที่สำคัญ วาล์ว Rexroth ของแท้จะให้คุณค่าในระยะยาวที่ดีกว่าผ่านประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอและความพร้อมใช้งานของชิ้นส่วน
การนำไปปฏิบัติจริงและปัจจัยแห่งความสำเร็จ
วาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 และรุ่นย่อยพบการใช้งานที่หลากหลาย เครื่องฉีดขึ้นรูปใช้เพื่อควบคุมแคลมป์และตัวดีดแม่พิมพ์ ระบบหุ่นยนต์อาศัยระบบเหล่านี้เพื่อการควบคุมการเคลื่อนไหวที่แม่นยำ รถยกขึ้นอยู่กับฟังก์ชันการบังคับเลี้ยวและการยก เครื่องอัดขึ้นรูปโลหะ เครื่องมือกล และอุปกรณ์ขนถ่ายวัสดุ ทั้งหมดรวมอยู่ในวาล์วเหล่านี้
ความสำเร็จในการติดตั้งวาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 ขึ้นอยู่กับการจับคู่วาล์วกับข้อกำหนดการใช้งาน การใช้งานที่มีอัตราการไหลสูงต้องใช้ตลับปีกผีเสื้อเพื่อรักษาเสถียรภาพ สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงจะได้รับประโยชน์จากโซลินอยด์ลดพลังงาน การใช้งานในการรับน้ำหนักต้องใช้แกนกลางปิดและเช็ควาล์วภายนอก
ระบบไฟฟ้าต้องมีแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมและมีการป้องกันแรงดันไฟกระชาก การออกแบบระบบไฮดรอลิกควรคำนึงถึงแรงดันที่ลดลงผ่านวาล์วและมีการกรองที่เพียงพอ
การบำรุงรักษาตามปกติจะช่วยยืดอายุวาล์วและป้องกันการหยุดทำงานโดยไม่คาดคิด แนวทางปฏิบัติง่ายๆ เช่น การตรวจสอบสภาพตัวกรอง การตรวจสอบการรั่วไหลภายนอก และการทดสอบการตอบสนองของโซลินอยด์ ช่วยให้ระบบทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ
วิวัฒนาการจาก WE 5 ดั้งเดิมไปจนถึงซีรีส์ 5X สมัยใหม่ แสดงให้เห็นว่าส่วนประกอบไฮดรอลิกทางอุตสาหกรรมมีความก้าวหน้าเพื่อตอบสนองความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างไร การทำความเข้าใจทั้งความสามารถดั้งเดิมและความสามารถในปัจจุบันช่วยให้วิศวกรตัดสินใจได้อย่างมีข้อมูลว่าวาล์วควบคุมทิศทาง WE 5 รุ่นใดที่เหมาะกับการใช้งานของตนมากที่สุด ด้วยการเลือก การติดตั้ง และการบำรุงรักษาที่เหมาะสม วาล์วเหล่านี้จึงให้บริการที่เชื่อถือได้นานหลายปีในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่มีความต้องการสูง
