Коли ви працюєте з гідравлічними системами на заводах або на будівельному обладнанні, один компонент з’являється знову і знову: розподільний клапан. Rexroth 4WE 6 E є одним із найбільш широко використовуваних клапанів у промисловій гідравліці, і це не дарма. Цей клапан контролює, як гідравлічна рідина рухається через систему, що означає, що він контролює рух і роботу машин.
4WE 6 E – це те, що інженери називають електромагнітним золотниковим клапаном. Це звучить складно, але основна ідея проста. Коли електрика надходить до соленоїда клапана (електромагнітна котушка), вона штовхає металеву котушку всередину корпусу клапана. Цей рух золотника перенаправляє гідравлічну рідину з одного порту в інший, змінюючи напрямок руху гідравлічного циліндра або двигуна. Коли електрика припиняється, пружина повертає котушку у вихідне положення.
Чим відрізняється 4WE 6 E
Буква «E» у назві моделі говорить вам щось важливе про дизайн цього клапана. Це означає, що клапан використовує соленоїд із мокрим штифтом, де електромагнітна котушка контактує з гідравлічною рідиною. Цей вибір дизайну має кілька переваг. Олива допомагає охолодити соленоїд, зменшує робочий шум і продовжує термін служби компонента. Ви навіть можете повернути соленоїд на 360 градусів у більшості версій, що спрощує встановлення у вузьких місцях.
Клапан відповідає стандарту NG6, який також називається CETOP 3 або D03 у різних частинах світу. Ця стандартизація важливіша, ніж ви думаєте. Це означає, що клапан підходить до стандартних монтажних пластин і може бути замінений аналогічними клапанами від Parker, Vickers або Argo Hytos без зміни гідравлічного колектора. Для команд технічного обслуговування ця взаємозамінність зменшує час простою, коли вам потрібна швидка заміна деталі.
Rexroth оцінює 4WE 6 E для тиску до 350 бар, що дорівнює приблизно 5076 PSI. Максимальна пропускна здатність досягає 80 літрів на хвилину на версіях з живленням постійного струму, або близько 21 галону на хвилину. Ці цифри відносять клапан до високопродуктивної категорії за його розміром. Ви побачите, що він керує всім: від машин для лиття під тиском до гідравлічних систем екскаваторів і гірничого обладнання.
Як насправді працює клапан
Всередині корпусу клапана золотник рухається вперед і назад, щоб з’єднати різні порти. Клапан має чотири основні порти, які інженери позначають як P, T, A та B. Порт P з’єднується з вашим гідравлічним насосом, який подає рідину під тиском. Порт T з’єднується з резервуаром або баком, куди повертається рідина. Порти A і B з’єднуються з вашим гідравлічним приводом, як обидві сторони циліндра.
Коли ви подаєте напругу на один соленоїд, золотник зміщується, щоб з’єднати P з A і B з T. Це надсилає рідину під тиском до однієї сторони вашого циліндра, а іншу сторону зливає назад у бак. Увімкніть інший соленоїд, і з’єднання поміняються. Тепер P з’єднується з B, а A з’єднується з T, рухаючи ваш циліндр у протилежному напрямку. У центральному положенні без електромагнітів під напругою версії з пружинним центром утримують котушку в нейтральному положенні, що блокує всі порти.
Клапан поставляється в різних конфігураціях золотника, які інженери називають «символами». Символ Е є загальним для трипозиційних клапанів з пружинним центруванням. Коли клапан знаходиться в центральному положенні, усі порти заблоковані. Символ HA позначає двопозиційний клапан із пружинним поверненням, який використовується, коли потрібен рух лише в одному напрямку. У деяких додатках використовуються версії фіксатора з позначкою «OF», де механічний штифт фіксує котушку на місці, коли вона рухається. Цим стопорним клапанам потрібен лише короткий електричний імпульс для перемикання положень, що економить енергію в системах, які утримують положення протягом тривалого часу.
Розгляд тиску та проектування системи
Одне число вимагає уваги, коли ви проектуєте системи з використанням 4WE 6 E: максимальний тиск у порту резервуара. У той час як порти P, A і B можуть витримувати 350 бар, порт T зазвичай досягає максимального тиску в 160 бар, хоча деякі варіанти досягають 210 бар. Ця різниця створює важливе обмеження дизайну. Коли ви запускаєте клапан при максимальному робочому тиску з певними символами золотника, Rexroth попереджає, що порт T слід використовувати як дренажну лінію, а не як зворотну лінію, яка може спостерігати протитиск із вашого бака чи інших компонентів.
Це обмеження тиску пов’язане з внутрішньою роботою золотникових клапанів. Невеликі зазори між золотником і корпусом клапана, які дозволяють клапану функціонувати, також створюють внутрішній витік. Це не дефект; це невід'ємна характеристика конструкції золотникового клапана. Оскільки клапан з часом зношується, цей внутрішній витік поступово збільшується. Рідина, що витікає, має кудись подітися, тому обмеження тиску в порту резервуара має значення для довгострокової надійності.
Інша проблема, пов’язана з тиском, пов’язана з диференціальними циліндрами, де площа з боку штока менша, ніж площа з боку поршня. Якщо ваш символ клапана блокує повернення зі сторони штока під час певних умов перемикання, співвідношення площ може підвищити тиск у камері штока за межі номінального тиску клапана 350 бар. Це явище називається підвищенням тиску, і воно може пошкодити циліндри або навіть викликати небезпечні збої. Рішення передбачає додавання зовнішніх запобіжних клапанів на стороні штока диференціальних циліндрів або вибір символів золотника, які не створюють умови блокування.
Електричні характеристики та параметри керування
4WE 6 E працює як з джерелами постійного, так і з змінним струмом. Загальні напруги постійного струму включають 12, 24, 96 і 205 вольт. Версії змінного струму зазвичай працюють від 110/120 або 230 вольт при 50 або 60 Гц. Електричний роз’єм відповідає стандарту EN 175301-803 із триполюсною конструкцією, яка включає два з’єднання живлення та заземлення. Більшість версій включають вбудовані запобіжні діоди для захисту від стрибків напруги, коли соленоїд вимикається.
Для застосування в небезпечних зонах Rexroth пропонує вибухозахищені версії з маркуванням XE або VE1. Ці варіанти відповідають стандартам ATEX для європейських установок або вимогам NEC 505/Class I Zone 1 для північноамериканських сайтів. Вибухозахищені корпуси та іскробезпечні соленоїди дозволяють клапану безпечно працювати в середовищах з легкозаймистими газами або парами, наприклад на хімічних заводах або морських нафтових платформах.
Опція фіксатора з позначенням «OF» забезпечує значні переваги щодо енергоефективності. Замість того, щоб постійно підтримувати електромагніт під напругою для утримання положення, ви надсилаєте 100-мілісекундний імпульс, щоб зрушити котушку, а потім механічний фіксатор зафіксує її на місці. Це зменшує виділення тепла, продовжує термін служби соленоїда та скорочує споживання електроенергії. Верстатобудівники використовують цю функцію для гідравлічних затискних систем, які повинні міцно утримувати заготовки під час тривалих операцій обробки.
Сумісність рідин і матеріали ущільнень
Стандартна модель 4WE 6 E поставляється з ущільненнями з нітрилового каучуку (NBR), які працюють з більшістю мінеральних гідравлічних олив, що відповідають специфікаціям HLP або HVLP. Ущільнення NBR також працюють з водно-гліколевими вогнестійкими рідинами в категорії HFC. Однак, якщо у вашій системі використовуються гідравлічні рідини, які біологічно розкладаються, такі як HETG, HEES або HEPG, або синтетичні вогнестійкі рідини, такі як HFDU або HFDR, ви повинні вказати FKM (фторвуглецеві) ущільнення під час замовлення.
Неправильний ущільнювальний матеріал призводить до швидкого псування та відмови системи. Якщо ви замінюєте ущільнення під час технічного обслуговування, перевірте, яку рідину насправді використовує ваша система, перш ніж замовляти запчастини. Комплект ущільнювачів NBR має номер деталі 3492432, тоді як комплект FKM має номер деталі 3120269. Використання невідповідного комплекту означає, що ви знову будете розривати клапан на частини через кілька місяців після того, як несумісні ущільнення набухнуть, тріснуть або розпадуться.
Компанія Rexroth визначає, що гідравлічна рідина має відповідати стандартам чистоти ISO 4406 Class 20/18/15. Цей тризначний код вказує на максимальну кількість частинок у різних діапазонах розмірів. Очищувальна рідина зменшує знос високоточно обробленої шпулі та поверхонь отвору. Забруднена рідина прискорює зношування, збільшує внутрішній витік і може призвести до залипання або нерівного руху котушки. Встановлення належної фільтрації з елементами з розміром 10 мікрометрів або менше захищає ваші інвестиції в клапан і продовжує термін служби.
Встановлення та перша експлуатація
Клапан кріпиться безпосередньо до стандартної опорної плити NG6 або CETOP 3 за допомогою чотирьох болтів. Схема монтажу та розташування портів відповідають стандарту ISO 4401-03-02-0-05, що забезпечує сумісність між виробниками. Ущільнювальні кільця ущільнюють кожне з’єднання портів, і ви повинні нанести тонку плівку гідравлічної рідини на ці ущільнювальні кільця під час встановлення, щоб запобігти защемленню або скочуванню.
Оскільки соленоїди мають конструкцію з мокрим штифтом, для належної роботи внутрішні порожнини мають бути заповнені гідравлічною рідиною. Під час початкового запуску вам може знадобитися кілька разів перемикати клапан під час роботи гідравлічного насоса, щоб видалити повітря з камер соленоїда. Повітря, що затримується в цих просторах, впливає на силу соленоїда та час відгуку клапана. Деякі установки включають невеликі вентиляційні гвинти на корпусах електромагнітів, щоб допомогти вивільнити повітря, що потрапило під час введення в експлуатацію.
Кожен 4WE 6 E містить ручне керування, яке дозволяє перемикати клапан без електрики. Для доступу до стандартної прихованої версії потрібен спеціальний інструмент. Додаткові версії включають рифлені ручки або кнопки з грибоподібною головкою, що замикаються, що дозволяє керувати вручну під час технічного обслуговування або в екстрених ситуаціях. На двох електромагнітних клапанах ніколи не натискайте обидва ручні перемикачі одночасно, оскільки це створює механічний конфлікт, який може пошкодити внутрішні компоненти.
Контроль потоку та м'яке перемикання
Деякі версії 4WE 6 E постачаються з дросельними вставками, які в основному є каліброваними отворами, встановленими в певних портах. Позначення "/B12" вказує на 1,2-міліметровий отвір у порту P. Ці дроселі не просто обмежують максимальний потік. Їхнє головне призначення – контролювати стрибки тиску та потоку, які виникають під час швидкого перемикання клапанів. Контролюючи швидкість, з якою потік може змінюватися, дросельні вставки зменшують удари системи, захищають наступні компоненти та подовжують загальний термін служби системи.
Деякі варіанти моделей, позначені як ".73…A12", включають плавне перемикання через змінену геометрію золотника. Ці версії забезпечують приблизно 85-відсоткове зменшення ударів порівняно зі стандартним перемиканням. Більш м’який перехід допомагає у випадках, коли перемикання клапанів створює небажаний шум або коли гідравлічний удар з часом пошкоджує з’єднання трубопроводів і колектори. Компромісом є дещо повільніший відгук, що має значення для високошвидкісних додатків, але забезпечує явні переваги в системах, які віддають перевагу плавній роботі та довговічності.
Загальні програми та випадки використання
Напрямний регулюючий клапан 4WE 6 E з’являється в промисловій автоматизації. Машини для лиття під тиском використовують ці клапани для керування зусиллям затиску прес-форми та рухами ежектора. Високий тиск клапана та надійне перемикання роблять його придатним для складних робочих циклів у обробці пластмас. Обладнання для формування гуми використовує аналогічні конфігурації клапанів для управління пресом і викиду деталей.
Будівельне та мобільне обладнання включає 4WE 6 E у схеми стріли екскаватора, елементи керування відвалами бульдозера та функції стріли крана. Компактний розмір клапана відносно його пропускної здатності економить місце в переповнених мобільних гідравлічних системах. Його стандартизоване кріплення дозволяє виробникам обладнання отримувати від багатьох постачальників без перепроектування колекторів.
Верстатобудівники встановлюють ці клапани в шліфувальні верстати, фрезерні центри та автоматизовані виробничі лінії. Фіксаційні версії особливо добре працюють у пристосуваннях і затискних системах, які повинні надійно утримувати положення без постійного споживання електроенергії. Операції механічної обробки без нагляду виграють від економії енергії та зменшеного виділення тепла запірними клапанами з імпульсним керуванням.
Усунення несправностей і технічне обслуговування
Коли 4WE 6 E не працює належним чином, проблему зазвичай пояснюють кілька типових проблем. Повільне або непослідовне перемикання передач часто вказує на забруднену рідину, через яку котушка застряє в отворі. Перевірка індикатора перепаду тиску на системному фільтрі покаже вам, чи фільтрація відповідає утворенню забруднення. Якщо фільтри прострочені для заміни, це ваше перше рішення.
Проблеми з електрикою проявляються повною нездатністю перемикання передач або слабкою, невпевненою роботою клапана. Перевірте напругу живлення на роз’ємі клапана, поки соленоїд має бути під напругою. Низька напруга зменшує силу соленоїда та уповільнює реакцію. Ослаблені штирі роз’єму створюють переривчасту роботу, що неприємно діагностувати. Запобіжні діоди, вбудовані в більшість клапанів, можуть вийти з ладу або замкнутися, що впливає на роботу соленоїда.
Збільшення внутрішнього витоку протягом терміну служби клапана зрештою потребує заміни ущільнювача або клапана. Якщо ви помітили, що гідравлічний циліндр повзе вниз під навантаженням, коли клапан повинен утримувати положення, імовірною причиною є внутрішній витік. Встановлення зовнішнього утримуючого клапана може бути простішим рішенням, ніж заміна клапана, якщо витік не є сильним. Для додатків утримання критичного положення зовнішні зворотні клапани або зворотні клапани з пілотним керуванням забезпечують позитивне утримання навантаження незалежно від стану напрямного клапана.
Конструкція соленоїда з мокрим штифтом забезпечує перевагу в обслуговуванні: ви можете замінити котушку без опорожнення системи або втрати гідравлічної рідини. Просто від'єднайте електричний роз'єм, відкрутіть блок соленоїда та поміняйте котушку. Така можливість обслуговування на місці скорочує час простою під час ремонту. Замовляючи запасні котушки, переконайтеся, що номінальна напруга та тип роз’єму відповідають вашій установці.
Розміри та вибір
Вибір правильного регулюючого клапана передбачає узгодження кількох параметрів з вимогами вашого застосування. Почніть з тиску: якщо ваша система працює вище 350 бар, 4WE 6 E не працюватиме. Необхідно перевірити пропускну здатність відповідно до вимог до швидкості приводу. Клапан на 80 літрів на хвилину може здатися достатнім на папері, але якщо ви працюєте близько до цієї межі, падіння тиску на клапані збільшується, і теплогенерація стає проблемою.
Подумайте про робочий цикл і частоту перемикань. Програми, які постійно перемикаються, виграють від соленоїдів змінного струму, які краще справляються з теплом завдяки вищій тепловій масі. Соленоїди постійного струму добре працюють у періодичному режимі та забезпечують більш швидкий час відгуку. Якщо вашій системі необхідно тривалий час утримувати позицію без руху, укажіть конфігурацію фіксатора, щоб усунути безперервну активацію соленоїда.
Символ золотника визначає роботу клапана в центральному положенні та в кожному крайньому положенні. Уважно вивчіть символи на гідравлічній схемі, щоб зрозуміти, що кожна конфігурація з’єднання портів робить із приводом. Символ E (усі порти заблоковані в центрі) підходить для застосувань, де потрібно, щоб зупинені приводи протистояли зовнішнім силам. Символ P-to-T у центрі забезпечує вільну циркуляцію, що зменшує виділення тепла під час періодів простою. Виберіть символ, який відповідає вашим функціональним вимогам.
Конкурентні альтернативи та перехресні посилання
Хоча Rexroth 4WE 6 E є провідним продуктом, кілька інших виробників виробляють функціонально еквівалентні клапани. Серія Parker D1VW009CNT пропонує можливість прямої заміни з аналогічними показниками тиску та витрати. Компанія Vickers, яка тепер є частиною Eaton, виробляє серію DG4V-3-8C, яка замінюється безпосередньо на підкладки NG6. Argo Hytos пропонує RPE3-063C11 як ще один взаємозамінний варіант.
Ця сумісність між виробниками забезпечує гнучкість відділів закупівель. Якщо ваш основний постачальник стикається з тривалими термінами виконання робіт або дефіцитом запасів, існують альтернативи без перепроектування вашої гідравлічної системи. Цінова конкуренція між цими виробниками приносить користь покупцям, хоча розгалужена дистриб'юторська мережа Rexroth і технічна підтримка часто виправдовують будь-які надбавки до ціни.
При заміні клапанів різних виробників переконайтеся, що символи золотника збігаються функціонально, а не лише номінально. Те, що один виробник називає «Символ Е», може мати дещо інші з’єднання портів, ніж версія іншого виробника. Перегляньте докладні схеми з’єднання портів у каталозі кожного виробника, перш ніж завершити заміну перехресних посилань.
Ціноутворення та стратегія закупівель
Ринкова ціна на 4WE 6 E залежить від регіону, конфігурації та обсягу покупки. У Північній Америці очікувані ціни близько 140 доларів США за стандартні конфігурації, що купуються окремо. Індійські ринки показують ціни від ₹7799 до ₹9203, тоді як малайзійські дистриб'ютори виставляють близько 196,50 рупій. Ці варіації відображають місцеві витрати на розподіл, імпортні мита та ринкову конкуренцію.
Мінімальна кількість замовлень у більшості дистриб’юторів починається з однієї штуки, що робить невеликі покупки практичними. Терміни виконання стандартних конфігурацій зазвичай становлять від семи до десяти днів, хоча звичайні комбінації напруги та символів часто постачаються зі складу дистриб’ютора. Менш поширені конфігурації можуть розтягнутися на кілька тижнів, якщо вони вимагають заводського виготовлення на замовлення.
Для відділів технічного обслуговування, які керують інвентаризацією критичних запасних частин, подумайте про наявність однієї чи двох часто використовуваних конфігурацій як страхування від несподіваних збоїв. Довгий термін служби клапана означає, що запасні частини можуть стояти на полицях роками, але вартість запасних частин є мінімальною порівняно з витратами на час простою обладнання. Якщо у вашій системі використовуються нестандартні рідини, переконайтеся, що ваш запас містить будь-які спеціальні конфігурації, наприклад ущільнювачі FKM.
Остаточні рекомендації
Направлений регулюючий клапан Rexroth 4WE 6 E забезпечує надійну роботу в компактному, стандартному промисловому корпусі. Його номінальний тиск 350 бар і пропускна здатність 80 літрів за хвилину забезпечують потужну продуктивність у класі розмірів NG6. Конструкція соленоїда з мокрим штифтом збалансовує продуктивність і зручність обслуговування, а стандартизоване кріплення забезпечує широку сумісність гідравлічних систем.
Визначаючи або обслуговуючи ці клапани, звертайте увагу на найважливіші деталі. Підберіть матеріали ущільнень до хімічного складу гідравлічної рідини. Вибирайте розмір клапана консервативно, щоб уникнути надмірного падіння тиску та виділення тепла. Розгляньте версії з фіксатором для економії енергії в додатках із утриманням позиції. Захистіть диференціальні циліндри від підвищення тиску за допомогою належної схеми.
Розуміння того, як працює клапан, які його обмеження та як він вписується в конкурентне середовище, допоможе вам прийняти кращі рішення щодо вибору, обслуговування та усунення несправностей. 4WE 6 E не ідеально підходить для будь-якого застосування, але в рамках своєї конструкції він забезпечує перевірену продуктивність, що пояснює його широке застосування в промисловій гідравліці.
