Коли люди шукають інформацію про напрямний регулюючий клапан WE 5 для Rexroth, вони зазвичай хочуть зрозуміти, що цей клапан робить, як він працює та чи відповідає він їхнім потребам. Позначення WE 5 відноситься до певної категорії розмірів у лінійці клапанів Rexroth, але ця історія набагато цікавіша, ніж просто одна модель клапана.
Що таке розподільний клапан WE 5
Оригінальний WE 5 від Rexroth був спрямованим регулюючим клапаном, виготовленим за стандартом розміру NG5. Ці клапани контролювали потік гідравлічної рідини в системах, які потребували помірного тиску та швидкості потоку. Традиційний WE 5 міг витримувати тиск до 250 бар і швидкість потоку від 14 до 20 літрів на хвилину. Протягом багатьох років цей рівень продуктивності добре працював для невеликих гідравлічних систем, таких як компактні машини та легке промислове обладнання.
Однак сучасні промислові застосування вимагають більшої потужності та більших витрат. Ось де еволюція напрямного регулюючого клапана WE 5 стає важливою. Компанія Rexroth розробила серію 5X, яка включає моделі 5-.WE 10. Ці новіші клапани зберігають філософію дизайну оригінального WE 5, але масштабуються до розміру NG10. Результатом є клапан, який може працювати до 160 літрів на хвилину при тиску, що досягає 420 бар. Коли сьогодні інженери шукають напрямний регулюючий клапан WE 5, вони часто обирають ці моделі NG10, оскільки вони відповідають поточним вимогам до продуктивності.
Сімейство розподільних клапанів WE 5 відповідає таким міжнародним стандартам, як ISO 4401-05 і NFPA D05. Ця стандартизація означає, що клапани можна монтувати на стандартних плитах і замінювати аналогічні клапани інших виробників без перепроектування всієї системи.
Як працює клапан всередині
Основна структура напрямного регулюючого клапана WE 5 проста. Всередині корпусу клапана розташована ковзаюча котушка, яка рухається вперед і назад для підключення різних портів. Коли котушка змінює положення, вона змінює, які порти підключаються один до одного. Наприклад, золотник може з’єднувати порт P (тиск) з портом A, а порт B – з портом T (резервуар). Коли котушка рухається в іншому напрямку, ці з’єднання змінюються.
Що примушує клапан управління WE 5 рухати цей золотник? Відповідь - електромагнітний соленоїд. Компанія Rexroth використовує те, що вони називають «мокрою» конструкцією соленоїда. Соленоїд знаходиться всередині гідравлічної рідини, а не герметично від неї. Це може здатися ризикованим, але насправді це забезпечує краще охолодження та довший термін служби. Гідравлічна рідина відводить тепло від котушки, дозволяючи соленоїду працювати безперервно без перегріву.
Коли ви вимикаєте живлення соленоїда, пружини всередині клапана штовхають золотник назад у центральне положення. Різні конфігурації пружин створюють різну поведінку. Стандартна установка використовує поворотні пружини з обох сторін. Деякі версії використовують міцніші пружини, щоб клапан перемикався швидше. Інші версії повністю виключають пружини для спеціальних застосувань, де котушка повинна залишатися в будь-якому положенні, до якого вона перемістилася.
Багато моделей розподільних клапанів WE 5 містять функцію ручного керування. Це кнопка на верхній частині клапана, яка дозволяє комусь рухати котушку вручну. Під час налаштування або усунення несправностей це ручне керування виявляється дуже корисним. Ви можете перевірити систему без підключення електрики.
Можливості та обмеження продуктивності
Сучасні версії NG10 системи Directional Control Valve WE 5 мають вражаючі показники продуктивності. Стандартні моделі працюють при тиску 350 бар, а спеціальні версії розраховані на 420 бар. Пропускна здатність досягає 160 л/хв при роботі на постійному струмі або 120 л/хв при змінній напрузі після випрямлення.
Температурний діапазон коливається від мінус 30 градусів Цельсія до плюс 80 градусів Цельсія. Клапан працює з гідравлічними рідинами від дуже тонких (2,8 міліметрів в квадраті за секунду) до досить густих (500 міліметрів в секунду). Ця гнучкість означає, що одна конструкція клапана служить для багатьох різних застосувань.
Однак висока продуктивність має певні міркування. Коли рідина тече через клапан з максимальною швидкістю, гідравлічні сили, що діють на золотник, стають значними. Ці сили можуть викликати нестабільність або вібрацію. Для цього Rexroth пропонує дросельні картриджі, які встановлюються в порти. Ці картриджі злегка обмежують потік, що зменшує динамічні сили та згладжує роботу. Компромісом є більший перепад тиску на клапані, але покращена стабільність зазвичай того варта.
Внутрішній витік є ще однією характеристикою конструкції регулюючого клапана WE 5. Усі золотникові клапани витікають трохи рідини повз золотник, оскільки золотнику потрібен зазор, щоб вільно рухатися. Цей витік поступово збільшується, оскільки клапан зношується протягом тисяч циклів. Для застосувань, які потребують утримання вантажів у певному положенні протягом тривалого періоду часу, один лише напрямний регулюючий клапан WE 5 може не забезпечити достатньої утримуючої сили. Додавання зовнішніх зворотних клапанів або вибір конфігурації золотника із закритим центром допомагає вирішити цю проблему.
Електричне керування та час відгуку
Електрична сторона регулювального клапана WE 5 працює від стандартної промислової напруги. Версії постійного струму приймають 12, 24, 110 або 220 вольт, причому 24 вольта є найбільш поширеними. Версії змінного струму потребують роз’єму випрямляча для перетворення змінного струму на постійний, який вимагає соленоїд.
Споживана потужність коливається від 17 до 38 Вт в залежності від конкретної моделі. Клапани розраховані на 100-відсотковий робочий цикл, тобто вони можуть постійно залишатися під напругою без пошкоджень. Цей безперервний рейтинг важливий, оскільки багато гідравлічних систем зберігають положення протягом тривалого часу.
Час відповіді залежить від кількох факторів. Для ввімкнення стандартних соленоїдів потрібно від 65 до 150 мілісекунд, а для вимкнення – від 48 до 104 мілісекунд. Цей час може здатися швидким, але деякі програми потребують навіть швидшої реакції. Rexroth пропонує картриджі широтно-імпульсної модуляції, які скорочують час перемикання вдвічі. Ці ШІМ-картриджі швидко імпульсують напругу соленоїда в контрольованому порядку, що прискорює рух золотника.
Інший варіант ШІМ зменшує споживання енергії, а не покращує швидкість. Цей картридж зі зниженням енергії знижує температуру змійовика щонайменше на 30 градусів за Цельсієм. Нижча температура подовжує термін служби клапана в жаркому середовищі або у важких умовах. Інженерам потрібно вибрати між оптимізацією для швидкості або оптимізацією для керування температурою. Система Directional Control Valve WE 5 надає варіанти для обох пріоритетів.
Коли соленоїд вимикається, згорнуте магнітне поле створює стрибок напруги. Цей сплеск може пошкодити чутливу електроніку, підключену до одного джерела живлення. Стандартні соленоїди K4 вимагають зовнішніх гальмівних діодів, щоб зменшити цю напругу нижче 500 вольт. Версія соленоїда K72L включає вбудований захист, що спрощує підключення та забезпечує відповідність стандартам електробезпеки.
Вибір правильної конфігурації спула
Золотник всередині розподільного клапана WE 5 визначає дії клапана в кожному положенні. Найбільш поширені чотириходові, трипозиційні шпулі. Ці котушки мають чотири порти (P, T, A, B) і три різні позиції (ліворуч, по центру, справа).
Поведінка в центральній позиції особливо важлива. Котушка "E" закриває всі чотири порти в центральному положенні. Це створює закритий центр, який фіксує вантаж на місці та створює тиск у насосі. Конфігурація E забезпечує максимальне утримання навантаження, але вимагає запобіжного клапана для захисту насоса від надмірного тиску.
Котушка «H» закриває отвори P, A і B, з’єднуючи T у центральному положенні. Це розвантажує насос до бака, зменшуючи витрати енергії, коли клапан знаходиться в центрі. Вантаж залишається заблокованим, оскільки A і B закриті, але сила утримування не така сильна, як у E котушки.
Котушка «J» закриває P, з’єднуючи A, B і T разом у центральному положенні. Це дозволяє вантажу вільно плавати та дозволяє тепловому розширенню виходити в резервуар. Конфігурація J корисна для систем, які повинні легко переміщатися в нейтральному положенні, або для запобігання підвищенню тиску через зміни температури.
Вибір неправильного типу котушки створює проблеми. Наприклад, використання золотника H для вертикального підйому може призвести до повільного дрейфу вантажу через внутрішній витік. Котушка E тримала б краще. З іншого боку, використання котушки E на горизонтальній осі, яка повинна вільно рухатися, призведе до того, що система стане жорсткою та витрачатиме енергію. Розуміння вашої програми допоможе вам вибрати правильну конфігурацію гідророзподільника WE 5.
Рекомендації щодо встановлення та обслуговування
Встановлення регулювального клапана WE 5 вимагає уваги до кількох ключових моментів. Клапан встановлюється на підкладку, яка має відповідати стандартам ISO 4401-05. Вкладиші Rexroth мають спеціальні номери деталей і їх потрібно замовляти окремо. Перед встановленням клапана переконайтеся, що підкладка чиста та правильно встановлена на колекторі або блоці.
Для електричних з’єднань використовуються стандартні роз’єми DIN EN 175301-803. З’єднувач можна повернути на 90 градусів, щоб відповідати різним потребам у прокладці проводів. Деякі роз’єми містять вбудовані випрямлячі для роботи змінного струму, а інші додають світлодіодні індикатори для візуального підтвердження стану соленоїда.
Чистота рідини важливіша, ніж більшість людей усвідомлюють. Зазори всередині регулювального клапана WE 5 становлять лише кілька мікрометрів. Частинки забруднення можуть заклинити золотник, в результаті чого клапан застрягне або не зрушиться. Настійно рекомендується фільтрувати до 25 мікрометрів або тонше. Регулярне обслуговування фільтра запобігає більшості проблем з клапанами.
Клапан працює з гідравлічними маслами на мінеральній основі та декількома типами біорозкладаних рідин. Матеріали ущільнень складаються з NBR (нітрилу) для стандартних масел або FKM (Viton) для синтетичних рідин і високих температур. Переконайтеся, що матеріал ущільнення відповідає рідині у вашій системі.
Технічне обслуговування відносно просте. Електромагнітні котушки можна замінити без вилучення клапана з системи. Періодично перевіряйте опір котушки, щоб виявити погіршення до того, як станеться збій. Якщо клапан починає реагувати повільно або не зміщується, найімовірнішою причиною є забруднення. Зазвичай проблему вирішує промивка системи та заміна фільтрів. Зношені внутрішні компоненти можна замінити на оригінальні запасні частини Rexroth, які зазвичай доступні протягом десяти років після виробництва.
Прийняття рішення про купівлю
Коли ви вирішуєте купити розподільний клапан WE 5 або його сучасний еквівалент NG10, на вибір впливає кілька факторів. Спочатку перевірте свої вимоги до потоку та тиску. Якщо вам потрібно менше 20 літрів на хвилину за помірного тиску, традиційного розміру NG5 може бути достатньо. Для підвищення продуктивності поточним стандартом є моделі NG10 серії 5X.
По-друге, враховуйте електричну напругу, доступну у вашому закладі. Версія на 24 вольта постійного струму найбільш поширена в промисловій автоматизації, тоді як варіанти на 110 або 220 вольт підходять для різних регіонів і застосувань.
По-третє, оцініть, чи потрібні вам спеціальні функції, такі як швидке перемикання, зменшення споживання енергії або моніторинг положення. Ці опції збільшують вартість, але забезпечують реальні переваги у вимогливих додатках.
Ціна значно відрізняється в залежності від специфікацій і постачальника. Уповноважені дистриб’ютори та промислові постачальники пропонують ці клапани, часто з технічною підтримкою, щоб допомогти у виборі. Оптові покупки зазвичай мають право на оптові знижки. Офіційний каталог Rexroth містить докладні характеристики та коди замовлення, щоб гарантувати, що ви отримаєте саме той клапан.
Альтернативні постачальники пропонують сумісні клапани за нижчими цінами, але сумісність і надійність можуть відрізнятися. Для критичних застосувань оригінальні клапани Rexroth забезпечують кращу довгострокову цінність завдяки стабільній продуктивності та доступності запчастин.
Практичне застосування та фактори успіху
Напрямний регулюючий клапан WE 5 і його нащадки знаходять застосування в незліченних сферах застосування. Машини для лиття під тиском використовують їх для керування затискачами форми та ежекторами. Роботизовані системи покладаються на них для точного керування рухом. Вилочні навантажувачі залежать від них для виконання функцій керування та підйому. Преси для формування металу, верстати та обладнання для обробки матеріалів містять ці клапани.
Успіх установки будь-якого регулювального клапана WE 5 залежить від відповідності клапана вимогам застосування. Додатки з високим потоком потребують дросельних картриджів для підтримки стабільності. Високотемпературне середовище має переваги від соленоїдів зменшення енергії. Для утримування навантаження потрібні золотники із закритим центром і, можливо, зовнішні зворотні клапани.
Електрична система повинна забезпечувати належну напругу та мати захист від стрибків напруги. Конструкція гідравлічної системи повинна враховувати падіння тиску через клапан і забезпечувати відповідну фільтрацію.
Регулярне технічне обслуговування подовжує термін служби клапана та запобігає несподіваним простоям. Такі прості дії, як моніторинг стану фільтра, перевірка зовнішнього витоку та перевірка реакції соленоїда, забезпечують надійну роботу системи.
Еволюція від оригінальної серії WE 5 до сучасної серії 5X демонструє, як промислові гідравлічні компоненти розвиваються відповідно до мінливих потреб. Розуміння як спадщини, так і поточних можливостей допомагає інженерам приймати обґрунтовані рішення про те, який варіант розподільного клапана WE 5 найкраще відповідає їхньому застосуванню. При належному виборі, установці та обслуговуванні ці клапани забезпечують роки надійної служби в складних промислових умовах.
