Kun ihmiset etsivät tietoa Rexrothin suuntasäätöventtiilistä WE 5, he haluavat yleensä ymmärtää, mitä tämä venttiili tekee, miten se toimii ja sopiiko se heidän tarpeisiinsa. WE 5 -merkintä viittaa tiettyyn kokoluokkaan Rexrothin venttiilivalikoimassa, mutta tarina on mielenkiintoisempi kuin vain yksi venttiilimalli.
Mikä on suuntasäätöventtiili WE 5
Alkuperäinen Rexrothin WE 5 oli suuntasäätöventtiili, joka oli rakennettu NG5-kokostandardin mukaan. Nämä venttiilit ohjasivat hydraulinesteen virtausta järjestelmissä, jotka vaativat kohtuullista painetta ja virtausnopeuksia. Perinteinen WE 5 pystyi käsittelemään jopa 250 baarin paineita ja 14-20 litran virtausnopeuksia minuutissa. Tämä suorituskykytaso toimi useiden vuosien ajan hyvin pienemmissä hydraulijärjestelmissä, kuten kompakteissa koneissa ja kevyessä teollisuudessa.
Nykyaikaiset teolliset sovellukset vaativat kuitenkin enemmän tehoa ja suurempia virtausnopeuksia. Tässä suunnansäätöventtiilin WE 5 kehityksestä tulee tärkeä. Rexroth kehitti 5X-sarjan, joka sisältää 5-.WE 10 -mallit. Nämä uudemmat venttiilit säilyttävät alkuperäisen WE 5:n suunnittelufilosofian, mutta skaalautuvat NG10-kokoon. Tuloksena on venttiili, joka pystyy käsittelemään jopa 160 litraa minuutissa 420 baarin paineissa. Kun insinöörit etsivät nykyään suuntasäätöventtiiliä WE 5, he päätyvät usein valitsemaan nämä NG10-mallit, koska ne täyttävät nykyiset suorituskykyvaatimukset.
Suuntasäätöventtiili WE 5 -perhe noudattaa kansainvälisiä standardeja, kuten ISO 4401-05 ja NFPA D05. Tämä standardointi tarkoittaa, että venttiilit voidaan asentaa vakioalalevyille ja korvata samankaltaisia muiden valmistajien venttiileitä ilman koko järjestelmän uudelleensuunnittelua.
Kuinka venttiili toimii sisällä
Suuntaohjausventtiilin WE 5 perusrakenne on yksinkertainen. Venttiilin rungon sisällä on liukuva kela, joka liikkuu edestakaisin yhdistääkseen eri portit. Kun kela vaihtaa paikkaa, se muuttaa, mitkä portit muodostavat yhteyden toisiinsa. Kela voi esimerkiksi yhdistää portin P (paine) porttiin A, kun taas portti B porttiin T (säiliö). Kun kela liikkuu toiseen suuntaan, se kääntää nämä liitännät.
Mikä saa suuntasäätöventtiilin WE 5 liikuttamaan tätä kelaa? Vastaus on sähkömagneettinen solenoidi. Rexroth käyttää "märkää" solenoidisuunnittelua. Solenoidi istuu hydraulinesteen sisällä sen sijaan, että se olisi tiivistetty pois siitä. Tämä saattaa kuulostaa riskialtiselta, mutta itse asiassa se tarjoaa paremman jäähdytyksen ja pidemmän käyttöiän. Hydraulineste kuljettaa lämpöä pois patarista, jolloin solenoidi voi käydä jatkuvasti ilman ylikuumenemista.
Kun katkaiset virran solenoidista, venttiilin sisällä olevat jouset työntävät kelan takaisin keskiasentoon. Erilaiset jousikonfiguraatiot luovat erilaisia käyttäytymismalleja. Vakiokokoonpanossa käytetään palautusjousia molemmilla puolilla. Jotkut versiot käyttävät vahvempia jousia nopeuttamaan venttiilin vaihtoa. Muut versiot eliminoivat jouset kokonaan erikoissovelluksissa, joissa kelan tulisi pysyä missä tahansa asennossa, johon se siirtyi.
Monissa suuntasäätöventtiilin WE 5 -malleissa on manuaalinen ohitusominaisuus. Tämä on venttiilin päällä oleva painike, jonka avulla joku voi siirtää kelaa käsin. Tämä manuaalinen ohjaus on erittäin hyödyllinen asennuksen tai vianmäärityksen aikana. Voit testata järjestelmän ilman sähkövirtaa.
Suorituskykyominaisuudet ja -rajat
Suuntaohjausventtiilin WE 5 -järjestelmän nykyaikaiset NG10-versiot käsittelevät vaikuttavia suorituskykylukuja. Vakiomallit toimivat 350 baarin paineella, erikoisversiot 420 baarin paineella. Virtauskapasiteetti on 160 litraa minuutissa tasajännitekäytöllä tai 120 litraa minuutissa vaihtojännitteellä tasasuuntauksen jälkeen.
Lämpötila-alue ulottuu miinus 30 celsiusastetta plus 80 celsiusasteeseen. Venttiili toimii hydraulinesteillä, jotka vaihtelevat erittäin ohuista (2,8 millimetriä sekunnissa) melko paksuihin (500 millimetriä sekunnissa). Tämä joustavuus tarkoittaa, että yksi venttiilirakenne palvelee monia erilaisia sovelluksia.
Korkea suorituskyky sisältää kuitenkin joitain näkökohtia. Kun nestettä virtaa venttiilin läpi maksiminopeudella, kelaan vaikuttavat hydrauliset voimat tulevat merkittäviksi. Nämä voimat voivat aiheuttaa epävakautta tai tärinää. Tämän hallitsemiseksi Rexroth tarjoaa portteihin asennettavia kaasupatruunoita. Nämä patruunat rajoittavat virtausta hieman, mikä vähentää dynaamisia voimia ja tasoittaa toimintaa. Kompromissi on suurempi painehäviö venttiilin yli, mutta parantunut vakaus on yleensä sen arvoista.
Sisäinen vuoto on toinen suuntasäätöventtiilin WE 5 suunnittelun ominaisuus. Kaikista luistiventtiileistä vuotaa nestettä rullan ohi, koska kela tarvitsee vapaata liikkumista. Tämä vuoto lisääntyy vähitellen venttiilin kuluessa tuhansien jaksojen aikana. Sovelluksissa, joissa on pidettävä kuormia paikoillaan pitkiä aikoja, suuntasäätöventtiili WE 5 ei välttämättä yksinään tarjoa tarpeeksi pitovoimaa. Ulkoisten takaiskuventtiilien lisääminen tai suljetun keskiosan kelakokoonpanon valitseminen auttaa ratkaisemaan tämän ongelman.
Sähköinen ohjaus ja vasteaika
Suuntaohjausventtiilin WE 5 sähköinen puoli toimii tavanomaisilla teollisuusjännitteillä. DC-versiot hyväksyvät 12, 24, 110 tai 220 voltin jännitteen, 24 voltin ollessa yleisin. AC-versiot tarvitsevat tasasuuntaajan liittimen vaihtovirran muuntamiseksi solenoidin vaatimaksi tasavirraksi.
Virrankulutus vaihtelee 17 - 38 wattia mallista riippuen. Venttiilit on mitoitettu 100 prosentin käyttöjaksolle, mikä tarkoittaa, että ne voivat pysyä jännitteinä jatkuvasti ilman vaurioita. Tämä jatkuva luokitus on tärkeä, koska monet hydraulijärjestelmät pitävät asennossaan pitkiä aikoja.
Vastausaika vaihtelee useiden tekijöiden mukaan. Vakiosolenoidien käynnistyminen kestää 65–150 millisekuntia ja sammuminen 48–104 millisekuntia. Nämä ajat saattavat tuntua nopeilta, mutta jotkin sovellukset tarvitsevat vielä nopeamman vastauksen. Rexroth tarjoaa pulssinleveysmodulaatiokasetteja, jotka puolittavat kytkentäajan. Nämä PWM-kasetit pulssivat nopeasti solenoidijännitettä kontrolloidusti, mikä nopeuttaa kelan liikettä.
Toinen PWM-vaihtoehto vähentää energiankulutusta nopeuden lisäämisen sijaan. Tämä energiaa vähentävä patruuna laskee kelan lämpötilaa vähintään 30 celsiusastetta. Alempi lämpötila pidentää venttiilin käyttöikää kuumissa ympäristöissä tai vaativissa sovelluksissa. Insinöörien on valittava nopeuden tai lämmönhallinnan optimoinnin välillä. Suuntaohjausventtiili WE 5 -järjestelmä tarjoaa vaihtoehdot molemmille prioriteeteille.
Kun solenoidi sammuu, romahtava magneettikenttä synnyttää jännitepiikin. Tämä piikki voi vahingoittaa herkkää elektroniikkaa, joka on kytketty samaan virtalähteeseen. Vakio K4-solenoidit vaativat ulkoisia vaimennusdiodeja tämän jännitteen lukitsemiseksi alle 500 volttiin. Solenoidiversio K72L sisältää integroidun suojauksen, joka yksinkertaistaa johdotusta ja varmistaa sähköturvallisuusstandardien noudattamisen.
Oikean taustatulostuskokoonpanon valitseminen
Suuntaohjausventtiilin WE 5 sisällä oleva kela määrittää, mitä venttiili tekee kussakin asennossa. Yleisimmät ovat nelisuuntaiset, kolmiasentoiset kelat. Näissä keloissa on neljä porttia (P, T, A, B) ja kolme erillistä sijaintia (vasen, keskellä, oikea).
Keskiasennon käyttäytyminen on erityisen tärkeää. "E"-kela sulkee kaikki neljä porttia keskiasennossa. Tämä luo suljetun keskuksen, joka lukitsee kuorman paikoilleen ja muodostaa painetta pumppuun. E-konfiguraatio tarjoaa maksimaalisen kuormituksen keston, mutta vaatii varoventtiilin suojaamaan pumppua ylipaineelta.
"H"-kela sulkee portit P, A ja B ja yhdistää T:n keskiasentoon. Tämä tyhjentää pumpun säiliöön, mikä vähentää energiahukkaa, kun venttiili on keskitetty. Kuorma pysyy lukittuna, koska A ja B ovat kiinni, mutta pitovoima ei ole yhtä vahva kuin E-rullalla.
"J"-kela sulkee P:n ja yhdistää A:n, B:n ja T:n yhteen keskiasennossa. Näin kuorma kelluu vapaasti ja lämpölaajeneminen pääsee karkaamaan säiliöön. J-konfiguraatio on hyödyllinen järjestelmissä, joiden on liikuttava helposti vapaa-asennossa tai estämään paineen nousu lämpötilan muutoksista.
Väärän kelatyypin valinta aiheuttaa ongelmia. Esimerkiksi H-kelan käyttäminen pystysuorassa nostosovelluksessa saattaa antaa kuorman ajautua hitaasti alas sisäisen vuodon vuoksi. E-kela kestäisi paremmin. Toisaalta E-kelan käyttäminen vaaka-akselilla, jonka täytyy liikkua vapaasti, saisi järjestelmän tuntumaan jäykältä ja kuluttaisi energiaa. Sovelluksen ymmärtäminen auttaa sinua valitsemaan oikean suuntasäätöventtiilin WE 5 -kokoonpanon.
Asennus- ja huoltonäkökohdat
Suuntaohjausventtiilin WE 5 asentaminen vaatii huomiota muutamaan keskeiseen kohtaan. Venttiili kiinnitetään alalevyyn, jonka on täytettävä ISO 4401-05 -standardit. Rexroth-alalevyillä on omat osanumerot ja ne on tilattava erikseen. Ennen kuin asennat venttiilin, varmista, että alalevy on puhdas ja asennettu oikein jakotukkiin tai lohkoon.
Sähköliitännät käyttävät DIN EN 175301-803 -standardin mukaisia liittimiä. Liitintä voidaan kääntää 90 astetta erilaisten johtojen reititystarpeiden mukaan. Joissakin liittimissä on sisäänrakennetut tasasuuntaajat vaihtovirtakäyttöä varten, kun taas toiset lisäävät LED-ilmaisimet solenoidin tilan visuaaliseen vahvistamiseen.
Nesteiden puhtaudella on enemmän merkitystä kuin useimmat ihmiset ymmärtävät. Suuntasäätöventtiilin WE 5 sisällä olevat välykset ovat vain muutaman mikrometrin mittaisia. Epäpuhtaudet voivat tukkia kelan, jolloin venttiili juuttuu kiinni tai ei liiku. Suodatus 25 mikrometriin tai pienempään on erittäin suositeltavaa. Säännöllinen suodattimen huolto estää useimmat venttiiliongelmat.
Venttiili toimii mineraalipohjaisten hydrauliöljyjen ja useiden biohajoavien nesteiden kanssa. Tiivistemateriaalit ovat NBR (nitriili) vakioöljyille tai FKM (Viton) synteettisille nesteille ja korkeille lämpötiloille. Varmista, että tiivistemateriaali vastaa järjestelmässäsi olevaa nestettä.
Huolto on suhteellisen yksinkertaista. Solenoidikäämit voidaan vaihtaa irrottamatta venttiiliä järjestelmästä. Tarkista kelan vastus säännöllisesti havaitaksesi heikkeneminen ennen vikaa. Jos venttiili alkaa reagoida hitaasti tai ei siirry, kontaminaatio on todennäköisin syy. Järjestelmän huuhtelu ja suodattimien vaihtaminen ratkaisevat yleensä ongelman. Kuluneet sisäosat voidaan vaihtaa alkuperäisiin Rexroth-varaosiin, jotka ovat tyypillisesti saatavilla kymmenen vuoden ajan tuotannon jälkeen.
Ostopäätöksen tekeminen
Kun päätät ostaa suuntasäätöventtiilin WE 5 tai sen nykyaikaisen NG10-vastineen, valintaan vaikuttavat useat tekijät. Tarkista ensin virtaus- ja painevaatimukset. Jos tarvitset alle 20 litraa minuutissa kohtuullisella paineella, perinteinen NG5-koko saattaa riittää. Parempaa suorituskykyä varten 5X-sarjan NG10-mallit ovat nykyinen standardi.
Toiseksi, harkitse laitoksessasi saatavilla olevaa sähköjännitettä. 24 voltin DC-versio on yleisin teollisuusautomaatiossa, kun taas 110 tai 220 voltin vaihtoehdot sopivat eri alueille ja sovelluksiin.
Kolmanneksi arvioi, tarvitsetko erikoisominaisuuksia, kuten nopean vaihdon, energian vähentämisen tai asennonvalvontaa. Nämä vaihtoehdot lisäävät kustannuksia, mutta tarjoavat todellisia etuja vaativissa sovelluksissa.
Hinta vaihtelee huomattavasti eritelmien ja toimittajan mukaan. Valtuutetut jakelijat ja teollisuustoimittajat kuljettavat näitä venttiilejä, usein teknisen tuen avuksi valinnassa. Joukkoostoksille myönnetään yleensä määräalennuksia. Virallisessa Rexrothin luettelossa on yksityiskohtaiset tiedot ja tilauskoodit varmistaaksesi, että saat juuri oikean venttiilin.
Vaihtoehtoiset toimittajat tarjoavat yhteensopivia venttiileitä halvemmalla, mutta yhteensopivuus ja luotettavuus voivat vaihdella. Kriittisissä sovelluksissa aidot Rexroth-venttiilit tarjoavat paremman pitkän aikavälin arvon tasaisen suorituskyvyn ja osien saatavuuden ansiosta.
Käytännön sovellukset ja menestystekijät
Suuntaohjausventtiili WE 5 ja sen jälkeläiset löytävät kodit lukemattomissa sovelluksissa. Ruiskuvalukoneet käyttävät niitä muottipuristimien ja ejektoreiden ohjaamiseen. Robottijärjestelmät luottavat niihin tarkan liikkeen ohjaamiseen. Haarukkatrukit ovat riippuvaisia niistä ohjaus- ja nostotoiminnoissa. Metallinmuovauspuristimet, työstökoneet ja materiaalinkäsittelylaitteet sisältävät kaikki nämä venttiilit.
Minkä tahansa suuntasäätöventtiilin WE 5 asennuksen onnistuminen riippuu venttiilin sovittamisesta sovelluksen vaatimuksiin. Suurivirtaussovellukset tarvitsevat kaasupatruunoita vakauden ylläpitämiseksi. Korkean lämpötilan ympäristöt hyötyvät energiaa vähentävistä solenoideista. Kuormanpitosovellukset vaativat suljetun keskiosan puolat ja mahdollisesti ulkoiset takaiskuventtiilit.
Sähköjärjestelmän tulee tarjota oikea jännite ja suojata jännitepiikkejä vastaan. Hydraulijärjestelmän suunnittelussa tulee ottaa huomioon paineen aleneminen venttiilin läpi ja varmistaa riittävä suodatus.
Säännöllinen huolto pidentää venttiilin käyttöikää ja estää odottamattomia seisokkeja. Yksinkertaiset käytännöt, kuten suodattimen kunnon valvonta, ulkoisten vuotojen tarkistaminen ja solenoidivasteen testaus pitävät järjestelmän toiminnassa luotettavasti.
Evoluutio alkuperäisestä WE 5:stä nykyaikaiseen 5X-sarjaan osoittaa, kuinka teollisuuden hydrauliikkakomponentit edistyvät vastaamaan muuttuviin tarpeisiin. Sekä perinnön että nykyisten ominaisuuksien ymmärtäminen auttaa insinöörejä tekemään tietoon perustuvia päätöksiä siitä, mikä suuntasäätöventtiilin WE 5 -versio sopii parhaiten heidän sovelluksiinsa. Oikealla valinnalla, asennuksella ja huollolla nämä venttiilit tarjoavat vuosien luotettavan palvelun vaativissa teollisuusympäristöissä.
