عندما تعمل مع الأنظمة الهيدروليكية في البيئات الصناعية، فإن صمام التحكم الاتجاهي هو في الأساس وحدة التحكم في حركة المرور لطاقة السوائل لديك. يعد صمام التحكم الاتجاهي Bosch Rexroth 4WE 10 J واحدًا من تلك القوى العاملة التي تحافظ بهدوء على تشغيل خطوط الإنتاج في المصانع حول العالم. لقد كان هذا الصمام موجودًا منذ عقود، وهناك سبب وجيه وراء استمرار المهندسين في تحديده لمشاريعهم.
ما الذي يجعل صمام التحكم الاتجاهي 4WE 10 J مختلفًا
إن Rexroth 4WE 10 J هو ما نسميه صمام التخزين المؤقت الاتجاهي الذي يعمل بالملف اللولبي. فكر في الأمر كمفتاح يتم التحكم فيه كهربائيًا والذي يوجه الزيت الهيدروليكي إلى حيث يجب أن يذهب. يخبرنا الجزء "4WE" أنه يحتوي على أربعة منافذ رئيسية، ويتم تشغيله كهربائيًا. يشير الرقم "10" إلى أنه مقاس NG10، والذي يتوافق مع معيار التركيب CETOP 5. يعد حرف "J" الموجود في النهاية مهمًا للغاية لأنه يحدد كيفية تصرف الصمام عندما يكون في موضعه المركزي.
ما يميز هذا الصمام هو قدرته على التعامل مع الضغط والتدفق الخطيرين. نحن نتحدث عن الحد الأقصى لضغوط العمل التي تصل إلى 350 بار، وهو ما يترجم إلى حوالي 5000 رطل لكل بوصة مربعة. يمكن لإصدارات الجهد المستمر أن تدفع 160 لترًا في الدقيقة، بينما تتعامل إصدارات التيار المتردد مع 120 لترًا في الدقيقة. هذه الأرقام مهمة عندما تحاول نقل أحمال ثقيلة أو تشغيل أسطوانات كبيرة.
كيف يعمل موضع مركز J-Pattern
ربما يكون تكوين التخزين المؤقت J هو الميزة الأكثر تميزًا لصمام التحكم الاتجاهي هذا. عندما يستقر الصمام في موضعه المركزي مع إيقاف تشغيل كلا الملفين اللولبيين، يتم حظر جميع المنافذ الرئيسية. منفذ المضخة (P)، ومنفذي العمل (A وB)، ومنفذ رجوع الخزان (T) معزولون تمامًا عن بعضهم البعض.
يخدم تصميم المركز المحظور هذا غرضًا محددًا. عندما يكون لديك أسطوانة هيدروليكية تحمل حمولة ثقيلة، فأنت لا تريد أن يزحف هذا الحمل إلى الأسفل بينما لا تتحكم فيه بشكل فعال. يحافظ 4WE 10 J على كل شيء مغلقًا في مكانه. لا ترسل المضخة الزيت إلى أي مكان، ولا يمكن للأسطوانة أن تعود إلى الخزان. وهذا يجعله مفيدًا بشكل خاص في تطبيقات مثل ماكينات القولبة بالحقن، حيث تحتاج إلى تثبيت دقيق للموضع خلال مراحل مختلفة من دورة القولبة.
عند تنشيط أحد الملفات اللولبية، ينتقل الملف اللولبي لتوصيل المضخة بمنفذ عمل واحد بينما يفتح منفذ العمل الآخر بالخزان. قم بتنشيط الملف اللولبي الآخر، وستعكس التوصيلات. إنها مكونات هيدروليكية بسيطة، ولكن المركز المحظور يمنحك قدرة الإمساك الثابتة التي لا توفرها بعض أنماط التخزين المؤقت الأخرى.
التفاصيل الفنية التي تهم
يتبع 4WE 10 J معيار ISO 4401-05-04-0-05 لواجهة التثبيت الخاصة به. ويعني هذا التوحيد أنه يمكنك استبداله بصمامات NG10 أخرى من شركات مصنعة مختلفة إذا لزم الأمر، على الرغم من وجود تفاصيل للتحقق منها دائمًا. يستخدم التثبيت أربعة مسامير M6 x 50 مع عزم دوران يصل إلى 15 نيوتن متر. ستحتاج إلى لوحة تثبيت منفصلة، والتي يعينها Rexroth على أنها شيء مثل G 66/01.
الملفات اللولبية هي ما يسميه ريكسروث تصميم "الدبوس الرطب". يتم وضع الملف الكهربائي في مبيت معرض للزيت الهيدروليكي، مما يساعد على التبريد ويقلل الضوضاء مقارنة بالملفات اللولبية الجافة. يمكن إزالة هذه الملفات وتدويرها بمقدار 90 درجة دون تفكيك الصمام بأكمله، وهو أمر مناسب عندما تكون المساحة ضيقة أو تحتاج إلى إعادة توجيه التوصيلات الكهربائية. تتضمن خيارات الفولتية الشائعة 24 فولت تيار مستمر و120 فولت تيار متردد، على الرغم من توفر الفولتية الأخرى.
أوقات الاستجابة محترمة لهذا النوع من صمامات التحكم الاتجاهي. عند تطبيق الطاقة، يتحرك التخزين المؤقت في حوالي 45 إلى 70 مللي ثانية. عند قطع الطاقة، يعيدها الزنبرك خلال 35 إلى 45 مللي ثانية. هذه ليست سرعات صمامات مؤازرة، ولكنها كافية لمعظم تطبيقات الآلات الصناعية.
أين ستجد هذا الصمام يعمل
يظهر 4WE 10 J في الكثير من المعدات الصناعية المختلفة. تستخدمها الأدوات الآلية الثقيلة للتحكم في طاولات العمل والمغازل. تعتمد عليها المكابس الهيدروليكية للتحكم الدقيق في الأسطوانة. من المحتمل أن تكون آلات القولبة بالحقن واحدة من أكثر التطبيقات شيوعًا، خاصة في دوائر تثبيت القالب حيث تحتاج إلى الاحتفاظ بأطنان من قوة التثبيت دون أي انحراف.
في إعداد قولبة الحقن النموذجي، يتعامل صمام التحكم الاتجاهي مع فتح وإغلاق القالب. أثناء الحقن، يقوم الموضع المركزي للنمط J بتأمين الزيت الهيدروليكي في أسطوانة التثبيت، مما يحافظ على الضغط المستمر على الرغم من أن المضخة قد تقوم بأعمال أخرى. وهذا يمنع الوميض (تسرب البلاستيك غير المرغوب فيه من القالب) ويضمن جودة ثابتة للجزء. عندما يحين وقت فتح القالب، يشتعل أحد الملفات اللولبية ويتحرك الصمام، ويوجه الزيت لسحب آلية التثبيت.
ويظهر الصمام أيضًا في المعدات المتنقلة وآلات البناء وأنظمة مناولة المواد. في أي مكان تحتاج فيه إلى تحكم في الاتجاه مع قدرة حمل جيدة ومعدلات تدفق معقولة، فإن 4WE 10 J يستحق الاهتمام.
فهم رمز الطلب
تستخدم شركة Rexroth نظام ترميز منهجي لصمامات التحكم الاتجاهية الخاصة بها، ويساعدك فهمه في الحصول على ما تحتاجه بالضبط. قد يبدو رقم الطراز الكامل النموذجي مثل 4WE 10 J3X/CG24N9K4، مع رقم الجزء Rexroth R900589988.
كسر ذلك: يؤكد الرقم "4" على أربعة منافذ رئيسية. "WE" تعني أنه صمام بكرة اتجاهي يعمل بالكهرباء. "10" هو تصنيف حجم NG10. يحدد "J" نمط التخزين المؤقت مع المركز المحظور. يشير "3X" أو "5X" إلى السلسلة، مع كون 5X هي سلسلة الإنتاج الحالية. تحدد الحروف والأرقام بعد الشرطة المائلة تفاصيل مثل جهد الملف اللولبي (G24 تعني 24 فولت تيار مستمر)، ومواد الختم، والخيارات المتنوعة.
إذا رأيت حرف "V" في اللاحقة، فهذا يشير إلى أختام FKM بدلاً من أختام NBR القياسية. قد ترغب في الحصول على FKM إذا كنت تستخدم سوائل إستر الفوسفات أو تعمل في درجات حرارة أعلى. تعمل أختام NBR القياسية بشكل جيد مع الزيوت الهيدروليكية المعدنية في نطاقات درجات الحرارة الصناعية العادية.
متطلبات السوائل والترشيح
تم تصميم 4WE 10 J بشكل أساسي للزيوت الهيدروليكية ذات الأساس المعدني، على الرغم من أنه يمكنه التعامل مع استرات الفوسفات باستخدام مادة الختم المناسبة. نطاق اللزوجة واسع إلى حد ما، من حوالي 2.8 إلى 380 ملليمتر مربع في الثانية، مع لزوجة تشغيل اسمية تبلغ حوالي 37 عند 55 درجة مئوية. يجب أن تظل درجة حرارة التشغيل بين 20 درجة مئوية تحت الصفر و50 درجة مئوية للبيئة المحيطة.
هنا يبدأ الكثير من مشاكل الصيانة: نظافة السوائل. يتم قياس الخلوصات داخل صمام التحكم الاتجاهي بالميكرون. نحن نتحدث عن فجوات بين ثلاثة وثلاثة عشر ميكرونا في المناطق الحرجة. يبلغ حجم شعرة الإنسان حوالي 70 ميكرون للمقارنة. إذا سمحت للتلوث بالدخول إلى الزيت الهيدروليكي، فقد تنحشر الجزيئات في هذه الخلوصات وتتسبب في التصاق البكرة.
توصي شركة Rexroth بالترشيح بمعدل 10 ميكرون أو أفضل. هذا ليس اقتراحًا يجب عليك تجاهله. البكرة العالقة تعني أن صمامك لن يتحرك، أو ما هو أسوأ من ذلك، أنه قد يتحرك ولا يعود. مع الملفات اللولبية للتيار المتردد على وجه الخصوص، يمكن أن يؤدي التخزين المؤقت العالق إلى احتراق الملف لأن الملف اللولبي مصمم للخدمة المتقطعة، وليس للإمساك المستمر. إن اتباع شيء مثل معايير النظافة NAS 1638 Class 9 سيوفر عليك الحزن على الطريق.
المشكلات الشائعة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها
تعود معظم مشكلات 4WE 10 J إلى ثلاث مناطق: التلوث، أو الأعطال الكهربائية، أو الأضرار الميكانيكية. والخبر السار هو أن Rexroth يتضمن تجاوزًا يدويًا لهذه الصمامات، مما يمنحك أداة تشخيصية.
إذا لم يتغير صمام التحكم الاتجاهي عند تنشيط الملف اللولبي، فحاول التجاوز اليدوي أولاً. ادفع دبوس التجاوز ولاحظ ما إذا كان الصمام يتحرك ميكانيكيًا. إذا كان يتحول يدويًا ولكن ليس كهربائيًا، فأنت تنظر إلى مشكلة كهربائية. تحقق من الجهد الكهربي عند موصل الملف اللولبي، وتحقق من الأسلاك، واختبر مقاومة الملف. إذا لم يتحرك الصمام حتى يدويًا، فإن البكرة تكون عالقة، عادةً بسبب التلوث.
تعلن مشاكل التلوث عن نفسها بطرق مختلفة. في بعض الأحيان يتحرك الصمام ولكنه لا يعود إلى المركز بشكل صحيح. وفي أحيان أخرى قد يتحول ببطء أو لا يتغير على الإطلاق. يعد التسرب الداخلي أحد الأعراض الأخرى، حيث تفقد الضغط أو ترى انجراف الأسطوانة حتى مع وجود الصمام في الوضع المركزي المغلق. تعني هذه المشكلات عادةً أن التلوث قد أصاب البكرة أو جسم الصمام، مما أدى إلى إنشاء مسارات تسرب.
المشاكل الكهربائية عادة ما تكون واضحة. عدم وجود جهد يعني التحقق من الأسلاك ونظام التحكم الخاص بك. يعني الجهد الكهربي أو القطبية الخاطئة (بالنسبة للملفات اللولبية التي تعمل بالتيار المستمر) أن الصمام قد لا يتحرك بشكل موثوق. تظهر الملفات المنفوخة على شكل دوائر مفتوحة أو مقاومة منخفضة جدًا. يعد استبدال الملف أمرًا بسيطًا بدرجة كافية نظرًا لأنه يخرج من جسم الصمام.
الضرر الميكانيكي أقل شيوعًا ولكنه يمكن أن يحدث. سوف تمنع نوابض العودة المكسورة البكرة من التمركز. لن تقوم دبابيس الملف اللولبي التالفة بدفع التخزين المؤقت بشكل صحيح. تتطلب هذه عادةً استبدال الصمام أو إعادة بنائه بدلاً من إجراء إصلاحات بسيطة.
اعتبارات التثبيت
يبدأ تركيب 4WE 10 J بشكل صحيح بسطح تثبيت نظيف ومسطح. يتم تثبيت الصمام على لوحة فرعية أو مشعب باستخدام مسامير M6 الأربعة التي ذكرناها سابقًا. إن تسطيح السطح مهم لأن الحلقات الدائرية التي تغلق كل منفذ يجب أن تنضغط بالتساوي. أي تزييف أو حطام يمكن أن يخلق مسارات تسرب.
عزم دوران مسامير التثبيت هذه يصل إلى 15 نيوتن متر، لا أكثر ولا أقل. قليل جدًا وقد تحصل على تسربات خارجية. أكثر من اللازم وأنت تخاطر بتشويه جسم الصمام، مما قد يتسبب في ربط البكرة. استخدم مفتاح عزم الدوران، وليس تخمينًا.
التوصيلات الكهربائية تحتاج إلى الاهتمام أيضًا. تأكد من أنك متصل بأطراف الجهد الصحيحة. يحتوي الصمام عادةً على شريط طرفي أو موصل لكل ملف لولبي، بالإضافة إلى اتصال أرضي. يعد هذا الاتصال الأرضي أمرًا إلزاميًا للسلامة ويمكنه أيضًا تقليل الضوضاء الكهربائية في نظام التحكم الخاص بك.
يجب أن يكون صمام التحكم الاتجاهي موجهًا بحيث تكون الملفات اللولبية موجهة لأعلى عندما يكون ذلك ممكنًا. وهذا يساعد على منع تراكم الرطوبة في التوصيلات الكهربائية. إذا كان يجب عليك تركيبه بشكل مختلف، ففكر في إضافة أحذية أو أغطية لحماية أطراف التوصيل الكهربائية.
مقارنة البدائل
إن 4WE 10 J ليس صمام التحكم الاتجاهي NG10 الوحيد المتوفر. تقوم شركة Parker بتصنيع سلسلة D3W التي تقدم مواصفات مماثلة. إيتون فيكرز لديه سلسلة DG4V-5. تنتج شركة HYDAC صمامات NG10 التي يمكن استبدالها في العديد من التطبيقات. فلماذا لا تزال تختار Rexroth؟
قدرة التدفق هي أحد العوامل. يتفوق محرك 4WE 10 J الذي تبلغ سرعته 160 لترًا في الدقيقة في إصدارات DC على بعض المنافسين. وقت الاستجابة تنافسي من 45 إلى 70 مللي ثانية للتنشيط. يوفر تصميم الملف اللولبي ذي الدبوس الرطب مع الملفات القابلة للإزالة والتدوير مزايا صيانة عملية. توفر Rexroth أيضًا مجموعة واسعة من أنماط وخيارات البكرة ضمن سلسلة 4WE 10، مما يمنحك مرونة أكبر لتناسب احتياجاتك الدقيقة.
من حيث السعر، فإن هذه الصمامات موجودة في نفس الملعب. قد تدفع ما بين 950 إلى 1050 دولارًا أمريكيًا مقابل التكوين المشترك. يعكس هذا السعر الجودة الصناعية والهندسة التي تدخل في الحفاظ على الموافقات الصارمة والأداء الموثوق.
غالبًا ما يرجع التمييز الحقيقي إلى ما تستخدمه بالفعل في نظامك. إذا كانت أجهزتك مبنية بالفعل على مكونات Rexroth، فإن الالتزام بـ 4WE 10 J يحافظ على الاتساق في مخزون الأجزاء ومعرفة الفنيين. إذا كنت تعمل مع أنظمة Parker أو Eaton، فقد تتكامل الأنظمة المكافئة لها بشكل أكثر سلاسة.
المصادر والتوافر
يعد العثور على 4WE 10 J أمرًا سهلاً بشكل عام. عادةً ما تكون التكوينات الشائعة مثل R900589988 (إصدار 24 VDC) متوفرة لدى الموزعين الصناعيين. لدى Rexroth متجر رسمي عبر الإنترنت حيث يمكنك الشراء مباشرة. تقدم منصات التوريد الصناعية مثل Alibaba كلاً من صمامات Rexroth الأصلية والبدائل المتوافقة، على الرغم من أنك تحتاج إلى التحقق مما تحصل عليه بالفعل.
تختلف المهل الزمنية حسب التكوين. قد يتم شحن عناصر المخزون في غضون أيام قليلة. قد تستغرق الطلبات الخاصة ذات الخيارات غير العادية عدة أسابيع. إذا كنت تقوم بصيانة المعدات الهامة، فإن الاحتفاظ بصمام احتياطي في متناول اليد أمر منطقي نظرًا للتكلفة المنخفضة نسبيًا مقارنة بوقت التوقف عن العمل.
انتبه إلى أنه قد تم إيقاف إنتاج السلسلة الأقدم مثل 3X. إذا كنت تستبدل صمام سلسلة 3X، فيمكنك الترقية إلى سلسلة 5X، وهو إصدار الإنتاج الحالي. تظل واجهة التثبيت والتشغيل الأساسي كما هو، على الرغم من أنه قد تكون هناك اختلافات طفيفة في الخيارات أو مواصفات الأداء.
جعلها الأخيرة
إن الحصول على أقصى عمر لصمام التحكم الاتجاهي الخاص بك يعود إلى بعض الممارسات الأساسية. الأول والأهم: الحفاظ على نظافة السائل الهيدروليكي. إن الترشيح ذو الـ 10 ميكرون الذي تحدثنا عنه سابقًا ليس اختياريًا إذا كنت تريد خدمة موثوقة. قم بتغيير المرشحات بانتظام وراقب انخفاض الضغط عبر عنصر المرشح.
ثانيًا، تأكد من أن نمط التخزين المؤقت J يطابق تطبيقك فعليًا. إذا كنت تستخدم مضخة ذات إزاحة ثابتة بدون صمام تفريغ، فقد يتسبب المركز المسدود في حدوث مشكلات. سوف تتجه المضخة إلى طريق مسدود تجاه المنافذ المسدودة، مما يؤدي إلى توليد الحرارة وإهدار الطاقة. تعمل البكرة J بشكل أفضل مع المضخات أو الأنظمة ذات الإزاحة المتغيرة التي تتمتع بقدرة تفريغ منفصلة.
ثالثًا، استخدم التجاوز اليدوي أثناء التشخيص، وليس كأسلوب تشغيل عادي. توجد دبابيس التجاوز هذه لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها والصيانة، وليس للاستخدام اليومي للإنتاج. قد يؤدي الضغط المتكرر على التجاوز إلى إتلاف الآلية بمرور الوقت.
رابعا، انتبه إلى ضغط التشغيل والتدفق في نظامك. فقط لأن 4WE 10 J يمكنه التعامل مع 350 بارًا و160 لترًا في الدقيقة، لا يعني أنه يجب عليك تشغيله بهذه الحدود بشكل مستمر. سيؤدي التشغيل في منتصف نطاق الأداء وليس في أقصى الحدود إلى إطالة عمر الخدمة.
أخيرًا، عندما يكون لديك عطل، لا تقم فقط برمي ملف لولبي جديد دون التحقق من سبب فشله. عادة لا تفشل الملفات من تلقاء نفسها. إنها تفشل لأن البكرة عالقة وارتفاع درجة حرارة الملف، أو بسبب مشاكل كهربائية في نظام التحكم الخاص بك. أصلح السبب الجذري، وليس الأعراض فقط.
الخط السفلي
يمثل صمام التحكم الاتجاهي Rexroth 4WE 10 J عقودًا من التطور الهيدروليكي الصناعي. إنها ليست فاخرة أو ذات تقنية عالية وفقًا لمعايير اليوم، ولكنها تؤدي وظيفتها بشكل موثوق عند تطبيقها وصيانتها بشكل صحيح. يمنحك نمط بكرة J مع المركز المحظور حملًا إيجابيًا للحمل. يتعامل حجم NG10 مع التدفق والضغط الكبيرين. يعمل تصميم الملف اللولبي ذي الدبوس الرطب على موازنة الأداء مع إمكانية الوصول إلى الصيانة العملية.
إذا كنت تصمم نظامًا هيدروليكيًا جديدًا يحتاج إلى التحكم في الاتجاه مع إمكانية التثبيت، أو إذا كنت تستبدل صمامًا مهترئًا في المعدات الموجودة، فإن 4WE 10 J يستحق الاهتمام. فقط تأكد من تحديد السلسلة الصحيحة (5X للإنتاج الحالي)، وجهد الملف اللولبي الصحيح، ومواد الختم المناسبة لسائلك. انتبه إلى عملية الترشيح منذ اليوم الأول، وستحصل على سنوات من الخدمة الموثوقة من هذه الصمامات.
إن فهم كيفية عمل صمام التحكم الاتجاهي الخاص بك وما يحتاجه للبقاء بصحة جيدة ليس بالأمر المعقد. يتطلب الأمر فقط الاهتمام بالتفاصيل المهمة: السائل النظيف، والجهد المناسب، والتطبيق الصحيح، والصيانة الدورية. قم بذلك بشكل صحيح، وسوف يحافظ 4WE 10 J على تدفق المكونات الهيدروليكية الخاصة بك أينما تريد، وعندما تحتاج إلى الذهاب إلى هناك.
