عندما يبحث الأشخاص عن معلومات حول صمام التحكم الاتجاهي WE 5 الخاص بـ Rexroth، فإنهم عادةً ما يريدون فهم وظيفة هذا الصمام، وكيف يعمل، وما إذا كان يناسب احتياجاتهم. تشير تسمية WE 5 إلى فئة حجم محددة في تشكيلة صمامات Rexroth، لكن القصة أكثر إثارة للاهتمام من نموذج صمام واحد فقط.
ما هو صمام التحكم الاتجاهي WE 5
كان WE 5 الأصلي من Rexroth عبارة عن صمام تحكم اتجاهي مصمم وفقًا لمعيار الحجم NG5. تتحكم هذه الصمامات في تدفق السوائل الهيدروليكية في الأنظمة التي تحتاج إلى ضغط معتدل ومعدلات تدفق. يمكن لـ WE 5 التقليدي التعامل مع ضغوط تصل إلى 250 بار ومعدلات تدفق تتراوح بين 14 و20 لترًا في الدقيقة. لسنوات عديدة، كان مستوى الأداء هذا يعمل بشكل جيد مع الأنظمة الهيدروليكية الأصغر مثل الآلات المدمجة والمعدات الصناعية الخفيفة.
ومع ذلك، تتطلب التطبيقات الصناعية الحديثة المزيد من الطاقة ومعدلات تدفق أعلى. هذا هو المكان الذي يصبح فيه تطور صمام التحكم الاتجاهي WE 5 مهمًا. قامت شركة Rexroth بتطوير سلسلة 5X، والتي تتضمن نماذج 5-.WE 10. تحافظ هذه الصمامات الأحدث على فلسفة التصميم الخاصة بـ WE 5 الأصلية ولكنها تصل إلى حجم NG10. والنتيجة هي صمام يمكنه التعامل مع ما يصل إلى 160 لترًا في الدقيقة عند ضغط يصل إلى 420 بار. عندما يبحث المهندسون اليوم عن صمام التحكم الاتجاهي WE 5، غالبًا ما ينتهي بهم الأمر باختيار موديلات NG10 هذه لأنها تلبي متطلبات الأداء الحالية.
تتبع عائلة صمام التحكم الاتجاهي WE 5 المعايير الدولية مثل ISO 4401-05 وNFPA D05. ويعني هذا التوحيد أنه يمكن تركيب الصمامات على لوحات فرعية قياسية واستبدال الصمامات المماثلة من الشركات المصنعة الأخرى دون إعادة تصميم النظام بأكمله.
كيف يعمل الصمام في الداخل
الهيكل الأساسي لصمام التحكم الاتجاهي WE 5 واضح ومباشر. يوجد داخل جسم الصمام بكرة منزلق تتحرك ذهابًا وإيابًا لتوصيل منافذ مختلفة. عندما يغير موضع التخزين المؤقت، فإنه يغير المنافذ التي تتصل ببعضها البعض. على سبيل المثال، قد يقوم التخزين المؤقت بتوصيل المنفذ P (الضغط) بالمنفذ A أثناء توصيل المنفذ B بالمنفذ T (الخزان). عندما يتحرك التخزين المؤقت في الاتجاه الآخر، فإنه يعكس هذه الاتصالات.
ما الذي يجعل صمام التحكم الاتجاهي WE 5 يحرك هذه البكرة؟ الجواب هو الملف اللولبي الكهرومغناطيسي. يستخدم ريكسروث ما يسمونه تصميم الملف اللولبي "الرطب". يقع الملف اللولبي داخل السائل الهيدروليكي بدلاً من عزله عنه. قد يبدو هذا محفوفًا بالمخاطر، لكنه في الواقع يوفر تبريدًا أفضل وعمرًا أطول. يقوم السائل الهيدروليكي بنقل الحرارة من الملف، مما يسمح للملف اللولبي بالعمل بشكل مستمر دون ارتفاع درجة الحرارة.
عند إيقاف تشغيل الطاقة عن الملف اللولبي، تقوم النوابض الموجودة داخل الصمام بدفع البكرة مرة أخرى إلى موضعها المركزي. تكوينات الربيع المختلفة تخلق سلوكيات مختلفة. يستخدم الإعداد القياسي نوابض العودة على كلا الجانبين. تستخدم بعض الإصدارات نوابض أقوى لجعل الصمام يتحول بشكل أسرع. تعمل الإصدارات الأخرى على التخلص من الزنبركات تمامًا للتطبيقات الخاصة حيث يجب أن يبقى التخزين المؤقت في أي موضع انتقل إليه لآخر مرة.
تتضمن العديد من نماذج صمام التحكم الاتجاهي WE 5 ميزة التجاوز اليدوي. هذا هو زر الضغط الموجود أعلى الصمام والذي يسمح لأي شخص بتحريك البكرة يدويًا. أثناء الإعداد أو استكشاف الأخطاء وإصلاحها، يكون هذا التحكم اليدوي مفيدًا للغاية. يمكنك اختبار النظام دون استخدام الطاقة الكهربائية.
قدرات الأداء وحدوده
تتعامل إصدارات NG10 الحديثة من نظام Directional Control Valve WE 5 مع أرقام أداء مذهلة. تعمل الموديلات القياسية عند ضغط 350 بار، مع إصدارات خاصة مصنفة لضغط 420 بار. تصل سعة التدفق إلى 160 لترًا في الدقيقة مع التشغيل بجهد التيار المستمر، أو 120 لترًا في الدقيقة مع جهد التيار المتردد بعد التصحيح.
يتراوح نطاق درجة الحرارة من -30 درجة مئوية إلى زائد 80 درجة مئوية. يعمل الصمام مع سوائل هيدروليكية تتراوح من رقيقة جدًا (2.8 ملم مربع في الثانية) إلى سميكة جدًا (500 ملم مربع في الثانية). وتعني هذه المرونة أن تصميم الصمام الواحد يخدم العديد من التطبيقات المختلفة.
ومع ذلك، الأداء العالي يأتي مع بعض الاعتبارات. عندما يتدفق السائل عبر الصمام بأقصى معدلاته، تصبح القوى الهيدروليكية المؤثرة على البكرة كبيرة. هذه القوى يمكن أن تسبب عدم الاستقرار أو الاهتزاز. لإدارة ذلك، تقدم شركة Rexroth خراطيش خانقة يتم تركيبها في المنافذ. تعمل هذه الخراطيش على تقييد التدفق قليلاً، مما يقلل من القوى الديناميكية ويسهل التشغيل. والمقايضة هي انخفاض الضغط العالي عبر الصمام، ولكن الاستقرار المحسن عادة ما يكون يستحق ذلك.
يعد التسرب الداخلي سمة أخرى لتصميم صمام التحكم الاتجاهي WE 5. تتسرب جميع صمامات التخزين المؤقت لبعض السوائل عبر التخزين المؤقت لأن التخزين المؤقت يحتاج إلى مساحة كافية للتحرك بحرية. ويزداد هذا التسرب تدريجيًا مع تآكل الصمام على مدى آلاف الدورات. بالنسبة للتطبيقات التي تحتاج إلى تثبيت الأحمال في موضعها لفترات طويلة، قد لا يوفر صمام التحكم الاتجاهي WE 5 وحده قوة تثبيت كافية. تساعد إضافة صمامات فحص خارجية أو اختيار تكوين تخزين مؤقت مغلق المركز على حل هذه المشكلة.
التحكم الكهربائي وزمن الاستجابة
يعمل الجانب الكهربائي لصمام التحكم الاتجاهي WE 5 على الفولتية الصناعية القياسية. تقبل إصدارات التيار المباشر 12 أو 24 أو 110 أو 220 فولت، مع كون 24 فولت هو الأكثر شيوعًا. تحتاج إصدارات التيار المتردد إلى موصل مقوم لتحويل التيار المتردد إلى التيار المباشر الذي يتطلبه الملف اللولبي.
يتراوح استهلاك الطاقة من 17 إلى 38 واط حسب الموديل المحدد. تم تصنيف الصمامات لدورة تشغيل بنسبة 100 بالمائة، مما يعني أنها يمكن أن تظل نشطة بشكل مستمر دون حدوث أي ضرر. يعد هذا التصنيف المستمر مهمًا لأن العديد من الأنظمة الهيدروليكية تحتفظ بموقعها لفترات طويلة.
يختلف وقت الاستجابة بناءً على عدة عوامل. تستغرق الملفات اللولبية القياسية ما بين 65 و150 مللي ثانية للتشغيل، وما بين 48 و104 مللي ثانية لإيقاف التشغيل. قد تبدو هذه الأوقات سريعة، ولكن بعض التطبيقات تحتاج إلى استجابة أسرع. تقدم Rexroth خراطيش تعديل عرض النبضة التي تقلل وقت التبديل إلى النصف. تعمل خراطيش PWM هذه على نبض جهد الملف اللولبي بسرعة بنمط متحكم فيه يعمل على تسريع حركة التخزين المؤقت.
هناك خيار آخر لـ PWM يقلل من استهلاك الطاقة بدلاً من تحسين السرعة. تعمل خرطوشة تقليل الطاقة هذه على خفض درجة حرارة الملف بما لا يقل عن 30 درجة مئوية. تعمل درجة الحرارة المنخفضة على إطالة عمر الصمام في البيئات الساخنة أو التطبيقات عالية التحمل. يحتاج المهندسون إلى الاختيار بين تحسين السرعة أو تحسين الإدارة الحرارية. يوفر نظام صمام التحكم الاتجاهي WE 5 خيارات لكلا الأولويتين.
عندما ينطفئ الملف اللولبي، يولد المجال المغناطيسي المنهار ارتفاعًا في الجهد. يمكن أن يؤدي هذا الارتفاع إلى إتلاف الأجهزة الإلكترونية الحساسة المتصلة بنفس مصدر الطاقة. تتطلب الملفات اللولبية K4 القياسية وجود ثنائيات قمع خارجية لتثبيت هذا الجهد أقل من 500 فولت. يتضمن إصدار الملف اللولبي K72L حماية متكاملة، مما يبسط الأسلاك ويضمن الامتثال لمعايير السلامة الكهربائية.
اختيار التكوين الصحيح للتخزين المؤقت
يحدد التخزين المؤقت الموجود داخل صمام التحكم الاتجاهي WE 5 ما يفعله الصمام في كل موضع. الأكثر شيوعًا هي البكرات ذات الأربعة اتجاهات وثلاثة مواضع. تحتوي هذه المكبات على أربعة منافذ (P، T، A، B) وثلاثة أوضاع مختلفة (يسار، وسط، يمين).
سلوك الموقف المركزي مهم بشكل خاص. يقوم التخزين المؤقت "E" بإغلاق جميع المنافذ الأربعة في الموضع المركزي. يؤدي هذا إلى إنشاء مركز مغلق يعمل على تثبيت الحمل في مكانه وزيادة الضغط في المضخة. يوفر التكوين E أقصى قدر من تحمل الحمولة ولكنه يتطلب صمام تنفيس لحماية المضخة من الضغط الزائد.
يقوم التخزين المؤقت "H" بإغلاق المنافذ P وA وB أثناء توصيل T في الموضع المركزي. يؤدي هذا إلى تفريغ المضخة إلى الخزان، مما يقلل من هدر الطاقة عندما يكون الصمام في المنتصف. تظل الحمولة مقفلة لأن A وB مغلقان، لكن قوة الإمساك ليست بنفس قوة البكرة E.
يقوم التخزين المؤقت "J" بإغلاق P أثناء توصيل A وB وT معًا في الموضع المركزي. وهذا يسمح للحمل بالطفو بحرية ويسمح للتمدد الحراري بالهروب إلى الخزان. يعد التكوين J مفيدًا للأنظمة التي تحتاج إلى التحرك بسهولة في الوضع المحايد أو لمنع تراكم الضغط الناتج عن تغيرات درجة الحرارة.
يؤدي اختيار نوع التخزين المؤقت الخاطئ إلى حدوث مشكلات. على سبيل المثال، قد يؤدي استخدام بكرة H في تطبيق الرفع الرأسي إلى انخفاض الحمل ببطء بسبب التسرب الداخلي. التخزين المؤقت E سيكون أفضل. من ناحية أخرى، فإن استخدام بكرة E على محور أفقي يحتاج إلى التحرك بحرية من شأنه أن يجعل النظام يشعر بالصلابة ويهدر الطاقة. يساعدك فهم التطبيق الخاص بك على تحديد التكوين الصحيح لصمام التحكم الاتجاهي WE 5.
اعتبارات التثبيت والصيانة
يتطلب تركيب صمام التحكم الاتجاهي WE 5 الانتباه إلى بعض النقاط الرئيسية. يتم تركيب الصمام على لوحة فرعية يجب أن تفي بمعايير ISO 4401-05. تحتوي لوحات Rexroth الفرعية على أرقام أجزاء محددة ويجب طلبها بشكل منفصل. قبل تثبيت الصمام، تأكد من أن اللوحة الفرعية نظيفة ومثبتة بشكل صحيح على المشعب أو الكتلة.
تستخدم التوصيلات الكهربائية الموصلات القياسية DIN EN 175301-803. يمكن تدوير الموصل بمقدار 90 درجة ليناسب احتياجات توجيه الأسلاك المختلفة. تتضمن بعض الموصلات مقومات مدمجة لتشغيل التيار المتردد، بينما يضيف البعض الآخر مؤشرات LED للتأكيد البصري لحالة الملف اللولبي.
نظافة السوائل مهمة أكثر مما يدركه معظم الناس. لا تقيس الخلوصات الموجودة داخل صمام التحكم الاتجاهي WE 5 سوى بضعة ميكرومترات. يمكن أن تؤدي جزيئات التلوث إلى تشويش البكرة، مما يتسبب في التصاق الصمام أو فشله في التحرك. يوصى بشدة بالترشيح حتى 25 ميكرومتر أو أدق. الصيانة الدورية للمرشح تمنع معظم مشاكل الصمامات.
يعمل الصمام مع الزيوت الهيدروليكية ذات الأساس المعدني وعدة أنواع من السوائل القابلة للتحلل. تأتي مواد الختم في NBR (النتريل) للزيوت القياسية أو FKM (Viton) للسوائل الاصطناعية ودرجات الحرارة المرتفعة. تأكد من أن مادة الختم تتوافق مع السائل الموجود في نظامك.
الصيانة بسيطة نسبيا. يمكن استبدال ملفات الملف اللولبي دون إزالة الصمام من النظام. تحقق من مقاومة الملف بشكل دوري للكشف عن التدهور قبل حدوث الفشل. إذا بدأ الصمام في الاستجابة ببطء أو فشل في التحول، فإن التلوث هو السبب الأكثر احتمالاً. عادة ما يؤدي مسح النظام واستبدال المرشحات إلى حل المشكلة. يمكن استبدال المكونات الداخلية البالية بقطع غيار ريكسروث الأصلية، والتي تتوفر عادة لمدة عشر سنوات بعد الإنتاج.
اتخاذ قرار الشراء
عندما تقرر شراء صمام التحكم الاتجاهي WE 5 أو ما يعادله NG10 الحديث، هناك عدة عوامل تؤثر على اختيارك. أولاً، تحقق من متطلبات التدفق والضغط لديك. إذا كنت تحتاج إلى أقل من 20 لترًا في الدقيقة عند ضغط معتدل، فقد يكون حجم NG5 التقليدي كافيًا. للحصول على أداء أعلى، تعد موديلات سلسلة 5X NG10 هي المعيار الحالي.
ثانيًا، خذ بعين الاعتبار الجهد الكهربائي المتوفر في منشأتك. يعد إصدار التيار المباشر بجهد 24 فولت هو الأكثر شيوعًا في الأتمتة الصناعية، بينما تناسب خيارات 110 أو 220 فولت مناطق وتطبيقات مختلفة.
ثالثًا، قم بتقييم ما إذا كنت بحاجة إلى ميزات خاصة مثل التبديل السريع أو تقليل الطاقة أو مراقبة الموضع. تضيف هذه الخيارات تكلفة ولكنها توفر فوائد حقيقية في التطبيقات كثيرة المتطلبات.
يختلف السعر بشكل كبير حسب المواصفات والمورد. يحمل الموزعون المعتمدون والموردين الصناعيون هذه الصمامات، وغالبًا ما يكون ذلك بدعم فني للمساعدة في الاختيار. عادةً ما تكون عمليات الشراء بالجملة مؤهلة للحصول على خصومات كبيرة. يوفر كتالوج Rexroth الرسمي مواصفات تفصيلية وأكواد طلب لضمان حصولك على الصمام الصحيح تمامًا.
يقدم الموردون البديلون صمامات متوافقة بأسعار أقل، ولكن يمكن أن يختلف التوافق والموثوقية. بالنسبة للتطبيقات المهمة، توفر صمامات Rexroth الأصلية قيمة أفضل على المدى الطويل من خلال الأداء المتسق وتوافر الأجزاء.
التطبيقات العملية وعوامل النجاح
يجد صمام التحكم الاتجاهي WE 5 وأحفاده منازل في عدد لا يحصى من التطبيقات. تستخدمها آلات القولبة بالحقن للتحكم في مشابك القالب والقاذفات. تعتمد الأنظمة الروبوتية عليها للتحكم الدقيق في الحركة. تعتمد الرافعات الشوكية عليها في وظائف التوجيه والرفع. تشتمل جميع مكابس تشكيل المعادن، والأدوات الآلية، ومعدات مناولة المواد على هذه الصمامات.
يعتمد نجاح أي تركيب لصمام التحكم الاتجاهي WE 5 على مطابقة الصمام لمتطلبات التطبيق. تحتاج التطبيقات عالية التدفق إلى خراطيش دواسة الوقود للحفاظ على الاستقرار. تستفيد البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة من الملفات اللولبية لتقليل الطاقة. تتطلب تطبيقات حمل الأحمال مكبات مغلقة المركز وربما صمامات فحص خارجية.
يجب أن يوفر النظام الكهربائي الجهد المناسب ويتضمن الحماية ضد ارتفاع الجهد. يجب أن يأخذ تصميم النظام الهيدروليكي في الاعتبار انخفاض الضغط عبر الصمام وتوفير الترشيح المناسب.
تعمل الصيانة الدورية على إطالة عمر الصمام وتمنع التوقف غير المتوقع. ممارسات بسيطة مثل مراقبة حالة الفلتر، والتحقق من التسرب الخارجي، واختبار استجابة الملف اللولبي، تحافظ على تشغيل النظام بشكل موثوق.
يوضح التطور من سلسلة WE 5 الأصلية إلى سلسلة 5X الحديثة كيفية تقدم المكونات الهيدروليكية الصناعية لتلبية الاحتياجات المتغيرة. يساعد فهم كل من التراث والقدرات الحالية المهندسين على اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن نوع صمام التحكم الاتجاهي WE 5 الذي يخدم تطبيقاتهم بشكل أفضل. مع الاختيار والتركيب والصيانة المناسبة، توفر هذه الصمامات سنوات من الخدمة الموثوقة في البيئات الصناعية الصعبة.
