Когато хората търсят информация за управляващия клапан WE 5 за Rexroth, те обикновено искат да разберат какво прави този клапан, как работи и дали отговаря на техните нужди. Обозначението WE 5 се отнася до конкретна категория размер в гамата клапани на Rexroth, но историята е по-интересна от само един модел клапан.
Какво представлява насочващият клапан WE 5
Оригиналният WE 5 от Rexroth беше насочен контролен вентил, изграден по стандарта за размер NG5. Тези клапани контролират потока на хидравличната течност в системи, които се нуждаят от умерено налягане и дебит. Традиционният WE 5 може да се справи с налягане до 250 бара и дебит между 14 и 20 литра в минута. В продължение на много години това ниво на производителност работи добре за по-малки хидравлични системи като компактни машини и леко индустриално оборудване.
Съвременните индустриални приложения обаче изискват повече мощност и по-високи дебити. Тук еволюцията на насочващия управляващ вентил WE 5 става важна. Rexroth разработи серията 5X, която включва моделите 5-.WE 10. Тези по-нови вентили поддържат философията на дизайна на оригиналния WE 5, но се мащабират до размер NG10. Резултатът е клапан, който може да поеме до 160 литра в минута при налягания, достигащи 420 бара. Когато инженерите днес търсят насочващ управляващ вентил WE 5, те често в крайна сметка избират тези модели NG10, защото отговарят на текущите изисквания за производителност.
Семейството на насочващите управляващи вентили WE 5 следва международни стандарти като ISO 4401-05 и NFPA D05. Тази стандартизация означава, че вентилите могат да се монтират на стандартни монтажни плочи и да заменят подобни клапани от други производители, без да се препроектира цялата система.
Как работи вентилът вътре
Основната структура на насочващия управляващ вентил WE 5 е проста. Вътре в тялото на клапана има плъзгаща се макара, която се движи напред и назад, за да свързва различни портове. Когато макарата измести позицията си, тя променя кои портове се свързват един с друг. Например, макарата може да свърже порт P (налягане) към порт A, докато свързва порт B към порт T (резервоар). Когато макарата се движи в другата посока, тя обръща тези връзки.
Какво кара управляващия клапан WE 5 да движи тази макара? Отговорът е електромагнитен соленоид. Rexroth използва това, което наричат "мокър" дизайн на соленоида. Соленоидът седи вътре в хидравличната течност, вместо да бъде запечатан далеч от нея. Това може да звучи рисковано, но всъщност осигурява по-добро охлаждане и по-дълъг живот. Хидравличната течност отвежда топлината от бобината, позволявайки на соленоида да работи непрекъснато без прегряване.
Когато изключите захранването на соленоида, пружините вътре в клапана бутат макарата обратно в централната й позиция. Различните конфигурации на пружините създават различно поведение. Стандартната настройка използва възвратни пружини от двете страни. Някои версии използват по-здрави пружини, за да направят превключването на клапана по-бързо. Други версии елиминират изцяло пружините за специални приложения, при които макарата трябва да остане в каквато и позиция да се е преместила до последно.
Много модели на насочен контролен клапан WE 5 включват функция за ръчно управление. Това е бутон в горната част на вентила, който позволява на някой да движи макарата на ръка. По време на настройка или отстраняване на неизправности това ръчно управление се оказва много полезно. Можете да тествате системата без прилагане на електрическо захранване.
Възможности и ограничения на производителността
Съвременните версии NG10 на системата Directional Control Valve WE 5 се справят с впечатляващи резултати. Стандартните модели работят при 350 бара налягане, а специалните версии са с 420 бара. Дебитът достига 160 литра в минута при работа с постоянно напрежение или 120 литра в минута при променливо напрежение след коригиране.
Температурният диапазон варира от минус 30 градуса по Целзий до плюс 80 градуса по Целзий. Клапанът работи с хидравлични течности, вариращи от много тънки (2,8 милиметра квадратни в секунда) до доста дебели (500 милиметра квадратни в секунда). Тази гъвкавост означава, че един вентилен дизайн обслужва много различни приложения.
Високата производителност обаче идва с някои съображения. Когато течността тече през клапана с максимални скорости, хидравличните сили, действащи върху макарата, стават значителни. Тези сили могат да причинят нестабилност или вибрации. За да управлява това, Rexroth предлага дроселни касети, които се монтират в портовете. Тези патрони ограничават леко потока, което намалява динамичните сили и улеснява работата. Компромисът е по-висок спад на налягането през вентила, но подобрената стабилност обикновено си заслужава.
Вътрешното изтичане е друга характеристика на дизайна на насочващия клапан WE 5. Всички вентили на макарата пропускат малко течност покрай макарата, защото макарата се нуждае от свободно пространство, за да се движи свободно. Това изтичане се увеличава постепенно, тъй като клапанът се износва в продължение на хиляди цикли. За приложения, които трябва да задържат товари в позиция за дълги периоди, само насочващият контролен клапан WE 5 може да не осигури достатъчно сила на задържане. Добавянето на външни възвратни клапани или избирането на конфигурация на макарата със затворен център помага за решаването на този проблем.
Електрически контрол и време за реакция
Електрическата страна на насочващия управляващ вентил WE 5 работи при стандартни индустриални напрежения. DC версиите приемат 12, 24, 110 или 220 волта, като 24 волта са най-често срещаните. Версиите с променлив ток се нуждаят от токоизправителен конектор за преобразуване на променлив ток в постоянен ток, който се изисква от соленоида.
Консумираната мощност варира от 17 до 38 вата в зависимост от конкретния модел. Вентилите са проектирани за 100 процента работен цикъл, което означава, че могат да останат под напрежение непрекъснато без повреда. Тази непрекъсната оценка е важна, тъй като много хидравлични системи задържат позиция за продължителни периоди.
Времето за реакция варира в зависимост от няколко фактора. Стандартните соленоиди отнемат между 65 и 150 милисекунди, за да се включат и между 48 и 104 милисекунди, за да се изключат. Тези времена може да изглеждат бързи, но някои приложения се нуждаят от още по-бърз отговор. Rexroth предлага патрони с широчинно-импулсна модулация, които намаляват наполовина времето за превключване. Тези PWM касети пулсират бързо напрежението на соленоида в контролиран модел, който ускорява движението на макарата.
Друга опция за ШИМ намалява консумацията на енергия, вместо да подобрява скоростта. Този патрон за намаляване на енергията намалява температурата на намотката с поне 30 градуса по Целзий. По-ниската температура удължава живота на вентила в горещи среди или приложения с високи натоварвания. Инженерите трябва да избират между оптимизиране за скорост или оптимизиране за управление на топлината. Системата Directional Control Valve WE 5 предоставя опции и за двата приоритета.
Когато соленоидът се изключи, свиващото се магнитно поле генерира пик на напрежението. Този пик може да повреди чувствителната електроника, свързана към същото захранване. Стандартните K4 соленоиди изискват външни диоди за потискане, за да се ограничи това напрежение под 500 волта. Версията на соленоид K72L включва интегрирана защита, която опростява окабеляването и гарантира съответствие със стандартите за електрическа безопасност.
Избор на правилната конфигурация на спула
Макарата вътре в насочващ контролен вентил WE 5 определя какво прави вентилът във всяка позиция. Най-често срещаните са четирипосочни, трипозиционни макари. Тези макари имат четири порта (P, T, A, B) и три различни позиции (ляво, централно, дясно).
Поведението на централната позиция е особено важно. Макара "E" затваря всичките четири порта в централна позиция. Това създава затворен център, който фиксира товара на място и създава налягане в помпата. Конфигурацията E осигурява максимално поддържане на натоварването, но изисква предпазен клапан за защита на помпата от свръхналягане.
Макара "H" затваря портове P, A и B, докато свързва T в централна позиция. Това разтоварва помпата към резервоара, намалявайки загубата на енергия, когато вентилът е центриран. Товарът остава заключен, защото A и B са затворени, но силата на задържане не е толкова силна, колкото при E макара.
Макара "J" затваря P, докато свързва A, B и T заедно в централна позиция. Това позволява на товара да се движи свободно и позволява топлинното разширение да излезе в резервоара. Конфигурацията J е полезна за системи, които трябва да се движат лесно в неутрално положение или за предотвратяване на натрупване на налягане от температурни промени.
Избирането на грешен тип макара създава проблеми. Например, използването на H макара при приложение за вертикално повдигане може да позволи на товара да се спусне бавно поради вътрешно изтичане. Макара E ще държи по-добре. От друга страна, използването на E макара на хоризонтална ос, която трябва да се движи свободно, би накарало системата да се почувства твърда и да изразходва енергия. Разбирането на вашето приложение ви помага да изберете правилната конфигурация на насочващия управляващ вентил WE 5.
Съображения за инсталиране и поддръжка
Инсталирането на управляващ вентил WE 5 изисква внимание към няколко ключови точки. Вентилът се монтира върху подложка, която трябва да отговаря на стандартите ISO 4401-05. Подложките на Rexroth имат специфични номера на части и трябва да се поръчат отделно. Преди да инсталирате вентила, уверете се, че подложната плоча е чиста и правилно монтирана върху колектора или блока.
Електрическите връзки използват стандартни конектори DIN EN 175301-803. Конекторът може да се завърти на 90 градуса, за да отговори на различни нужди за прокарване на кабели. Някои конектори включват вградени токоизправители за AC работа, докато други добавят LED индикатори за визуално потвърждение на състоянието на соленоида.
Чистотата на течностите е по-важна, отколкото повечето хора осъзнават. Хлабините вътре в насочващия контролен вентил WE 5 са само няколко микрометра. Замърсените частици могат да задръстят макарата, причинявайки залепване на клапана или неуспешно преместване. Силно се препоръчва филтриране до 25 микрометра или по-фино. Редовната поддръжка на филтъра предотвратява повечето проблеми с клапаните.
Вентилът работи с хидравлични масла на минерална основа и няколко вида биоразградими течности. Уплътнителните материали се предлагат в NBR (нитрил) за стандартни масла или FKM (Viton) за синтетични течности и високи температури. Уверете се, че материалът на уплътнението съответства на течността във вашата система.
Поддръжката е относително проста. Електромагнитните намотки могат да се сменят, без да се демонтира вентилът от системата. Проверявайте периодично съпротивлението на бобината, за да откриете влошаване, преди да възникне повреда. Ако клапанът започне да реагира бавно или не успее да се премести, най-вероятната причина е замърсяване. Промиването на системата и смяната на филтрите обикновено решават проблема. Износените вътрешни компоненти могат да бъдат заменени с оригинални резервни части на Rexroth, които обикновено са налични десет години след производството.
Вземане на решение за покупка
Когато решите да закупите разпределител WE 5 или неговия модерен еквивалент NG10, няколко фактора влияят върху избора. Първо проверете вашите изисквания за дебит и налягане. Ако имате нужда от по-малко от 20 литра в минута при умерено налягане, традиционният размер NG5 може да е достатъчен. За по-висока производителност моделите от серия 5X NG10 са текущият стандарт.
Второ, помислете за наличното електрическо напрежение във вашето съоръжение. 24-волтовата DC версия е най-разпространена в индустриалната автоматизация, докато 110 или 220-волтовите опции отговарят на различни региони и приложения.
Трето, преценете дали имате нужда от специални функции като бързо превключване, намаляване на енергията или наблюдение на позицията. Тези опции увеличават разходите, но осигуряват реални предимства при взискателни приложения.
Цената варира значително в зависимост от спецификациите и доставчика. Оторизирани дистрибутори и промишлени доставчици доставят тези вентили, често с техническа поддръжка, която да помогне при избора. Покупките на едро обикновено отговарят на условията за отстъпки за количество. Официалният каталог на Rexroth предоставя подробни спецификации и кодове за поръчка, за да сте сигурни, че получавате точно правилния вентил.
Алтернативни доставчици предлагат съвместими вентили на по-ниски цени, но съвместимостта и надеждността могат да варират. За критични приложения, оригиналните клапани Rexroth осигуряват по-добра дългосрочна стойност чрез постоянна производителност и наличност на части.
Практически приложения и фактори за успех
Насочващият управляващ вентил WE 5 и неговите наследници намират дом в безброй приложения. Машините за леене под налягане ги използват за управление на скобите и ежекторите на формата. Роботизираните системи разчитат на тях за прецизен контрол на движението. Мотокарите разчитат на тях за функциите на управление и повдигане. Пресите за формоване на метал, машинните инструменти и оборудването за обработка на материали включват всички тези клапани.
Успехът на всяка инсталация на насочващ управляващ вентил WE 5 зависи от съответствието на вентила с изискванията на приложението. Приложенията с голям поток се нуждаят от дроселни патрони, за да поддържат стабилност. Високотемпературните среди се възползват от соленоидите за намаляване на енергията. Приложенията за задържане на товара изискват макари със затворен център и евентуално външни възвратни клапани.
Електрическата система трябва да осигурява подходящо напрежение и да включва защита срещу пикове на напрежението. Дизайнът на хидравличната система трябва да отчита падането на налягането през клапана и да осигурява адекватно филтриране.
Редовната поддръжка удължава живота на клапаните и предотвратява неочаквани прекъсвания. Прости практики като наблюдение на състоянието на филтъра, проверка за външни течове и тестване на реакцията на соленоида поддържат системата да работи надеждно.
Еволюцията от оригиналната WE 5 до модерната серия 5X демонстрира как индустриалните хидравлични компоненти напредват, за да отговорят на променящите се нужди. Разбирането както на наследството, така и на настоящите възможности помага на инженерите да вземат информирани решения за това кой вариант на насочващ контролен клапан WE 5 отговаря най-добре на тяхното приложение. С правилен избор, монтаж и поддръжка, тези вентили осигуряват години на надеждна работа в взискателни индустриални среди.
