Sơ đồ van thủy lực 2 chiều

Khi bạn nhìn vào sơ đồ mạch thủy lực, sơ đồ van thủy lực 2 chiều xuất hiện dưới dạng một trong những ký hiệu đơn giản nhất trên trang. Hai chiếc hộp được nối với nhau, một vài đường kẻ, có thể là biểu tượng lò xo. Nhưng bộ phận cơ bản này kiểm soát một số chức năng quan trọng nhất trong các hệ thống công nghiệp, từ việc giữ cần cẩu 50 tấn ở đúng vị trí cho đến bảo vệ các máy bơm đắt tiền khỏi các xung áp suất.

Van thủy lực 2 chiều hay còn gọi là van 2/2, có 2 cổng và 2 vị trí. Ký hiệu ban đầu có vẻ trừu tượng nhưng nó tuân theo một khuôn mẫu logic. Số đầu tiên cho bạn biết van có bao nhiêu cổng (nơi chất lỏng đi vào và thoát ra) và số thứ hai cho bạn biết van có thể đảm nhận bao nhiêu vị trí riêng biệt. Trong trường hợp sơ đồ van thủy lực 2 chiều, chúng ta đang xử lý logic nhị phân cơ bản nhất trong năng lượng chất lỏng: có dòng chảy hoặc không có dòng chảy.

Hãy nghĩ đến vòi bếp của bạn. Khi bạn xoay tay cầm, bạn đang vận hành một van hai chiều cơ bản. Nước có thể chảy hoặc không. Van 2/2 công nghiệp hoạt động theo nguyên tắc tương tự, ngoại trừ việc chúng có thể kiểm soát 3.530 lít dầu thủy lực mỗi phút ở áp suất 630 bar thay vì nước máy ở áp suất 4 bar.

Đọc ký hiệu sơ đồ van thủy lực 2 chiều tiêu chuẩn

Ngành thủy lực sử dụng ISO 1219-1 làm tiêu chuẩn quốc tế cho ký hiệu mạch điện. Điều này quan trọng vì một kỹ sư ở Đức cần hiểu sơ đồ được vẽ ở Nhật Bản mà không bị nhầm lẫn. Tiêu chuẩn thiết lập rằng các ký hiệu thể hiện chức năng chứ không phải hình thức bên ngoài. Bạn không nhìn vào hình ảnh của van thực tế. Bạn đang xem sơ đồ chức năng của van đối với dòng chất lỏng.

Trong sơ đồ van thủy lực 2 chiều, mỗi vị trí làm việc có một ô vuông riêng. Vì chúng tôi có hai vị trí nên bạn sẽ luôn thấy hai hộp cạnh nhau. Hộp gần nhất với biểu tượng lò xo hoặc cơ chế quay trở lại khác hiển thị vị trí nghỉ, đó là trạng thái của van khi không có ai kích hoạt nó. Hộp còn lại hiển thị điều gì sẽ xảy ra khi bạn kích hoạt nó, cho dù đó là nhấn nút, cấp điện cho bộ điện từ hay tạo áp lực cho phi công.

Bên trong các hộp này, các đường và ký hiệu đơn giản cho bạn biết mọi thứ về đường dẫn dòng chảy. Đường thẳng hoặc mũi tên có nghĩa là chất lỏng có thể đi qua vị trí đó. Biểu tượng "T", trông giống như một đường thẳng vuông góc với đường dẫn luồng, có nghĩa là cổng đó bị chặn. Nếu bạn nhìn thấy sơ đồ van thủy lực 2 chiều có chữ "T" ở hộp vị trí nghỉ thì bạn đang xem van thường đóng. Cấu hình ngược lại, với chữ “T” ở vị trí được kích hoạt, biểu thị van thường mở.

Phương thức kích hoạt xuất hiện bên ngoài các hộp. Biểu tượng cuộn dây điện từ có nghĩa là điều khiển điện. Một lò xo thể hiện sự quay trở lại cơ học. Một đường đứt nét chỉ vào van biểu thị việc kiểm soát áp suất của phi công, trong đó tín hiệu thủy lực riêng biệt sẽ di chuyển van thay vì lực cơ hoặc điện trực tiếp.

Nhãn cổng cũng tuân theo tiêu chuẩn riêng của họ. Thông thường, bạn sẽ thấy "P" cho đầu vào áp suất (kết nối máy bơm) và "A" cho cổng làm việc (kết nối bộ truyền động). Đôi khi bạn sẽ thấy chữ "T" nghĩa là trả lại xe tăng. Các mã chữ cái này nhất quán giữa các nhà sản xuất, mặc dù thay vào đó, các sơ đồ cũ ở Châu Âu có thể sử dụng số. ISO 9461 tiêu chuẩn hóa các nhận dạng cổng này để giảm nhầm lẫn trong quá trình cài đặt và bảo trì.

Các loại kết cấu: Thiết kế Poppet và Spool trong Van 2 chiều

Khi bạn chuyển từ sơ đồ van thủy lực 2 chiều trên giấy sang thành phần vật lý thực tế, bạn sẽ gặp hai cơ chế bên trong cơ bản khác nhau. Sự lựa chọn giữa con rối (còn gọi là van ngồi) và cấu trúc ống chỉ sẽ xác định xem van của bạn có thể giữ tải tĩnh trong nhiều giờ mà không bị trôi hay xử lý chu kỳ nhanh ở tần số cao.

Van Poppet sử dụng một bộ phận hình nón hoặc hình đĩa ép vào chỗ ngồi phù hợp. Khi đóng lại, kim loại gặp kim loại có lực lò xo ở phía sau. Điều này tạo ra cái mà ngành công nghiệp gọi là rò rỉ gần như bằng không. Chất lỏng thủy lực không thể lọt qua van hình múa rối được niêm phong đúng cách ngay cả dưới áp suất 400 bar. Điều này làm cho van 2 chiều kiểu poppet trở thành lựa chọn duy nhất cho các ứng dụng quan trọng về an toàn như mạch giữ tải trên bệ làm việc trên không hoặc cần cẩu di động.

Tiêu chuẩn rò rỉ FCI 70-2 định lượng hiệu suất này. Loại IV cho phép rò rỉ tương đương 0,01% công suất định mức, hoạt động tốt trong sử dụng công nghiệp nói chung. Nhưng khi bạn cần bảo mật tuyệt đối, bạn chỉ định Lớp V hoặc Lớp VI. Loại VI, đôi khi được gọi là phân loại ghế mềm, chỉ cho phép rò rỉ mililít mỗi phút ngay cả ở áp suất chênh lệch hoàn toàn. Chỉ có van poppet mới đạt được những xếp hạng này một cách đáng tin cậy vì cơ chế bịt kín không phụ thuộc vào các khe hở cơ khí chặt chẽ chắc chắn sẽ bị mòn.

Van ống chỉ có một cách tiếp cận khác. Một lõi hình trụ được gia công chính xác trượt bên trong một lỗ khoan có độ chính xác tương đương. Tiếp đất trên khối ống chỉ sẽ chảy, trong khi các rãnh cho phép điều đó. Khoảng hở giữa ống chỉ và lỗ khoan phải đủ lớn để cho phép chuyển động trơn tru nhưng đủ nhỏ để giảm thiểu rò rỉ. Sự thỏa hiệp cố hữu này có nghĩa là van ống luôn bị rò rỉ bên trong ở một mức độ nào đó.

Nhưng thiết kế ống chỉ có những ưu điểm riêng. Thời gian phản hồi có xu hướng nhất quán và có thể dự đoán được hơn. Chi phí sản xuất thấp hơn đối với các ứng dụng bật tắt đơn giản. Trong các hệ thống mà một số rò rỉ không thành vấn đề, chẳng hạn như cách ly mạch tạm thời trong quá trình bảo trì, van 2 chiều loại ống chỉ hoạt động hoàn hảo với chi phí thấp hơn.

Sự khác biệt về hiệu suất hiển thị rõ ràng trong các ứng dụng thực tế. Lắp đặt một van ống trên một hình trụ thẳng đứng giữ tải treo và bạn sẽ đo độ trôi xuống theo giờ vì rò rỉ bên trong khiến dầu trượt qua. Lắp đặt van hình múa rối được xếp hạng Loại VI và xi lanh đó sẽ được khóa ở vị trí trong nhiều ngày. Sơ đồ van thủy lực 2 chiều có thể trông giống hệt nhau cho cả hai, nhưng thực tế kỹ thuật lại hoàn toàn khác nhau.

Phản ứng động cũng khác nhau. Van Poppet mở và đóng nhanh chóng vì chiều dài hành trình ngắn. Bạn chỉ cần nhấc một hình nón ra khỏi chỗ ngồi của nó chứ không phải trượt ống cuộn qua nhiều cổng. Điều này làm cho van 2 chiều kiểu poppet trở nên lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu bắt đầu dòng chảy ngay lập tức, như mạch tắt khẩn cấp hoặc bảo vệ chống xâm thực.

Các ứng dụng mạch quan trọng sử dụng sơ đồ van thủy lực 2 chiều

Giá trị thực sự của việc hiểu sơ đồ van thủy lực 2 chiều trở nên rõ ràng khi bạn thấy những bộ phận này giải quyết các vấn đề kỹ thuật thực tế ở đâu. Một số ứng dụng hoàn toàn yêu cầu các đặc tính cụ thể mà van 2/2 cung cấp.

Mạch giữ tải và đối trọng

Hãy hình dung một cần máy xúc đang nâng một thùng đầy lên cao ba mét. Xi lanh thủy lực hỗ trợ tải trọng đó không được trôi xuống dù chỉ một milimet, thậm chí trong nhiều giờ, ngay cả khi ống thủy lực bị rò rỉ nhỏ. Điều này đòi hỏi các van một chiều do phi công vận hành, là các bộ phận 2 chiều chuyên dụng được thể hiện trong sơ đồ mạch với một đường đứt nét bổ sung biểu thị cổng điều khiển phi công.

Van một chiều do phi công vận hành (POCV) cho phép dòng chảy tự do theo một hướng, làm đầy xi lanh khi cần nâng lên. Nhưng theo hướng ngược lại, dòng chảy bị chặn hoàn toàn cho đến khi áp suất của phi công đi qua đường điều khiển. Sơ đồ van thủy lực 2 chiều cho thấy đây là biểu tượng van một chiều tiêu chuẩn cộng với đường thí điểm. Khi người vận hành ra lệnh hạ cần cẩu xuống, áp suất của phi công sẽ nâng bộ phận bịt kín lên một cách cơ học, cho phép xả dầu được kiểm soát.

Đặc tính không rò rỉ của cấu trúc hình múa rối giúp POCV hoạt động. Ngay cả một tỷ lệ rò rỉ nhỏ cũng có thể khiến cần cẩu chìm xuống từ từ. Nhưng POCV có một hạn chế. Chúng không phải là thiết bị đo lường. Chúng được đóng hoàn toàn hoặc mở hoàn toàn. Khi hạ tải nặng được hỗ trợ bởi trọng lực, POCV đơn giản có thể gây ra chuyển động giật khi van tìm kiếm giữa trạng thái mở và đóng.

Đây là lúc van đối trọng xuất hiện. Van đối trọng là bộ phận 2 chiều phức tạp hơn, kết hợp van một chiều để có dòng chảy tự do theo một hướng với van giảm áp được kiểm soát cho đường hồi lưu. Sơ đồ van thủy lực 2 chiều cho van đối trọng cho thấy ba bộ phận chức năng: van một chiều, bộ phận giảm áp và pít-tông thí điểm làm giảm áp suất mở van giảm áp.

Nhiệt độ vận hành ảnh hưởng đến cả tuổi thọ của phốt và độ nhớt của chất lỏng. Độ nhớt của dầu thủy lực thay đổi đáng kể theo nhiệt độ. Ở -20°C, dầu ISO VG 46 của bạn có thể đặc như mật ong. Ở 80°C, nó chảy như nước. Sự thay đổi độ nhớt này ảnh hưởng đến việc giảm áp suất qua van và có thể ảnh hưởng đến thời gian đáp ứng. Một số van điều khiển lưu lượng 2 chiều sử dụng các lỗ có cạnh sắc đặc biệt vì dòng chảy qua cạnh sắc ít phụ thuộc vào độ nhớt hơn so với dòng chảy qua một đoạn dài có đường kính nhỏ.

Mạch sạc và dỡ pin tích lũy

Trong các hệ thống sử dụng máy bơm chuyển động cố định có bình tích áp thủy lực, bạn cần có van xả 2 chiều đặc biệt để quản lý lưu lượng máy bơm một cách hiệu quả. Khi bộ tích điện đạt mức sạc đầy, việc tiếp tục bơm ngược lại áp suất đó sẽ gây lãng phí năng lượng và sinh ra nhiệt. Van dỡ tải giải quyết vấn đề này bằng cách chuyển hướng dòng bơm sang bể chứa ở áp suất gần bằng 0 sau khi bộ tích lũy được sạc.

Van sạc ắc quy điển hình là một bộ phận hộp mực hai giai đoạn với giai đoạn thí điểm hình nộm và giai đoạn chính của ống chỉ. Sơ đồ van thủy lực 2 chiều cho thấy nó kết nối dòng bơm (P) với bình tích áp hoặc bình chứa (A và B). Khi áp suất hệ thống giảm xuống dưới điểm đặt "mở" do sử dụng bộ truyền động, van sẽ chặn đường quay trở lại của bình, buộc dòng bơm quay trở lại sạc ắc quy. Khi áp suất tăng đến điểm đặt "đóng", van sẽ dịch chuyển để dỡ bơm.

Điều này đòi hỏi đặc tính chuyển số mềm và giảm xóc thích hợp trong thiết kế. Sự chuyển đổi đột ngột giữa tải và dỡ tải tạo ra các xung áp suất làm hỏng máy bơm và các phụ kiện chịu áp lực. Các van dỡ tải được thiết kế tốt bao gồm các buồng giảm chấn bên trong làm chậm chuyển động chuyển mạch, trải rộng quá trình chuyển đổi áp suất trong vài mili giây thay vì tích tắc tức thời.

Kiểm soát dòng chảy để điều chỉnh tốc độ

Van điều khiển lưu lượng thủy lực 2 chiều xuất hiện trong sơ đồ mạch có biểu tượng hạn chế ga, được thể hiện dưới dạng hai đường thẳng hoặc đường cong tạo thành một lối đi bị thu hẹp. Van tiết lưu có thể điều chỉnh thêm một mũi tên chéo qua biểu tượng hạn chế, biểu thị diện tích lỗ có thể thay đổi. Các van này điều khiển tốc độ truyền động bằng cách hạn chế tốc độ dòng chảy thay vì chặn hoàn toàn.

Mối quan hệ giữa dòng chảy và tốc độ tuân theo các nguyên tắc cơ bản về thủy lực. Đối với một lỗ xi ​​lanh nhất định, vận tốc bằng tốc độ dòng chảy chia cho diện tích piston. Bằng cách hạn chế dòng chảy qua một lỗ có thể điều chỉnh, bạn trực tiếp kiểm soát tốc độ kéo dài hoặc rút lại của xi lanh. Van tiết lưu tạo ra sự sụt giảm áp suất và dòng chảy qua hạn chế đó phụ thuộc vào căn bậc hai của chênh lệch áp suất trên nó.

Van điều khiển dòng chảy 2 chiều tiên tiến bao gồm bù áp suất. Sơ đồ van thủy lực 2 chiều cho thấy đây là một bộ phận điều khiển áp suất bổ sung, thường được biểu thị bằng mũi tên chỉ piston bù. Bộ bù này tự động điều chỉnh độ mở của van tiết lưu để duy trì lưu lượng đầu ra không đổi bất kể sự thay đổi áp suất tải. Nếu không được bù, xi lanh sẽ chạy chậm lại khi tải tăng vì áp suất tải cao hơn sẽ làm giảm sự chênh lệch giữa van tiết lưu. Với sự bù trừ, van giữ tốc độ xi lanh ổn định ngay cả khi tải thay đổi đáng kể.

Công nghệ van hộp mực và kiểm soát mật độ cao

Khi bạn cần chuyển đổi tốc độ dòng chảy rất cao trong không gian nhỏ gọn, sơ đồ van thủy lực 2 chiều có thể hiển thị bộ phận kiểu hộp mực thay vì van gắn trên thân thông thường. Van hộp mực, còn được gọi là phần tử logic trượt, thể hiện một cách tiếp cận tinh vi để điều khiển thủy lực nhằm tối đa hóa mật độ năng lượng.

Van hộp mực về cơ bản là một mô-đun logic thủy lực được lắp vào lỗ ống góp và được điều khiển bằng một tấm che riêng biệt. Biểu tượng sơ đồ van thủy lực 2 chiều trông giống như van tiêu chuẩn, nhưng cách thực hiện vật lý hoàn toàn khác. Thay vì một bộ phận khép kín với các cổng có ren, bạn có một hộp mực hình trụ thả vào một khoang được gia công chính xác. Tất cả hệ thống ống nước đều nằm bên trong khối đa tạp.

Kiến trúc này cho phép khả năng lưu lượng cực cao. Van hộp mực 2 chiều công nghiệp xử lý tới 3.530 lít mỗi phút trong khi vẫn duy trì mức giảm áp suất rất thấp, thường dưới 1 bar ngay cả ở lưu lượng tối đa. Lưu lượng cao với mức giảm áp suất thấp trực tiếp mang lại hiệu quả sử dụng năng lượng. Mất áp suất ít hơn có nghĩa là sinh nhiệt ít hơn và chi phí vận hành thấp hơn.

Nguyên tắc điều khiển sử dụng khuếch đại thí điểm. Một van điều khiển nhỏ, chỉ có thể chuyển đổi vài lít mỗi phút, điều khiển dầu áp suất cao di chuyển con nhộng của hộp mực chính. Điều này tách công suất điều khiển khỏi công suất dòng chính. Bạn có thể chuyển đổi hàng trăm kilowatt năng lượng thủy lực bằng cách sử dụng một cuộn điện từ nhỏ tiêu thụ khoảng 20 watt điện.

Thiết kế hộp mực cũng tích hợp các tính năng chẩn đoán. Vỏ điều khiển thường bao gồm các cổng phát hiện rò rỉ và cửa sổ kiểm tra. Khi các vòng đệm bên trong bắt đầu hỏng, dầu bị rò rỉ sẽ xuất hiện tại các cổng chẩn đoán này trước khi hiệu suất hệ thống suy giảm rõ rệt. Cảnh báo sớm này ngăn chặn thời gian ngừng hoạt động bất ngờ.

Một yếu tố quan trọng cần cân nhắc là yêu cầu cung cấp phi công. Sơ đồ van thủy lực 2 chiều cần thể hiện nguồn áp suất của phi công. Một số van hộp mực có thể hoạt động ở chế độ thường mở hoặc thường đóng tùy thuộc vào cấu hình phi công. Thiết kế tấm bìa xác định logic, trong khi bản thân hộp mực vẫn được giữ nguyên. Tính mô-đun này làm giảm yêu cầu về hàng tồn kho vì một số bộ phận của hộp mực phục vụ nhiều chức năng.

Truyền động điện từ: Trực tiếp và vận hành thí điểm

Sơ đồ van thủy lực 2 chiều thể hiện các phương pháp dẫn động bằng các ký hiệu bên ngoài các hộp vị trí. Van điều khiển bằng điện từ xuất hiện với biểu tượng cuộn dây, nhưng đồ họa đơn giản đó ẩn giấu một lựa chọn thiết kế quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống.

Van điện từ tác động trực tiếp sử dụng lực điện từ để di chuyển trực tiếp phần tử van. Khi bạn cấp điện cho cuộn dây, từ trường sẽ kéo một phần ứng đẩy vật lý vào con búp bê hoặc ống cuộn. Các van này phản ứng rất nhanh, thường trong vòng một phần nghìn giây vì không có bước trung gian. Nhưng lực điện từ sẵn có sẽ hạn chế kích thước van. Van lớn hơn cần các cuộn dây điện từ lớn hơn, tiêu thụ nhiều điện năng hơn và tạo ra nhiều nhiệt hơn.

Van điện từ vận hành thí điểm có cách tiếp cận hai giai đoạn. Bộ điện từ di chuyển một van thí điểm nhỏ, sau đó điều khiển áp suất thủy lực để di chuyển phần tử van chính. Điều này thúc đẩy sự nhân lên của lực thủy lực. Một điện từ nhỏ, công suất thấp điều khiển một phi công chuyển đổi dầu áp suất cao để dẫn động một ống cuộn chính hoặc con rối lớn. Kết quả là van 2 chiều vận hành bằng thí điểm có thể xử lý tốc độ dòng chảy cao hơn nhiều so với thiết kế tác động trực tiếp.

Sự đánh đổi là thời gian phản hồi. Các van vận hành bằng trục điều khiển phản ứng chậm hơn vì giai đoạn điều khiển phải di chuyển trước, sau đó tạo áp suất cho buồng điều khiển, sau đó đợi bộ phận chính dịch chuyển. Độ trễ bổ sung này có thể chỉ từ 20 đến 50 mili giây, nhưng trong tự động hóa tốc độ cao hoặc điều khiển chuyển động chính xác, những mili giây đó rất quan trọng.

Trong thực tế, van điện từ tác động trực tiếp hoạt động tốt với tốc độ khoảng 80 lít/phút ở áp suất công nghiệp tiêu chuẩn. Ngoài ra, bạn thường cần vận hành thử nghiệm. Sơ đồ van thủy lực 2 chiều không phải lúc nào cũng chỉ rõ loại nào, vì vậy bạn cần kiểm tra bảng dữ liệu của nhà sản xuất khi thời gian phản hồi là quan trọng.

Một cân nhắc khác là mức tiêu thụ điện năng trong quá trình giữ. Các cuộn dây tác động trực tiếp cần dòng điện liên tục để giữ cho van mở trước lực lò xo và áp suất chất lỏng. Các van điều khiển bằng trục điều khiển sử dụng áp suất để giữ bộ phận chính, do đó bộ điện từ chỉ cần giữ cho van điều khiển nhỏ dịch chuyển. Điều này làm giảm tải điện và sinh nhiệt trong cuộn dây điện từ.

Tiêu chí lựa chọn và thông số kỹ thuật

Khi bạn đang thiết kế một mạch điện và quyết định chỉ định van thủy lực 2 chiều nào, sơ đồ sẽ cho bạn biết chức năng logic chứ không phải các yêu cầu về hiệu suất. Một số thông số chính xác định liệu van có hoạt động đáng tin cậy trong ứng dụng của bạn hay không.

Áp suất làm việc tối đa xác định giới hạn kết cấu. Một van được định mức ở mức 350 bar sẽ bị hỏng nghiêm trọng nếu bạn vượt quá áp suất đó một cách đáng kể. Nhưng chỉ riêng mức áp suất không nói lên toàn bộ câu chuyện. Một số van chỉ duy trì dòng định mức ở một áp suất nhất định, sau đó giảm khi áp suất tăng do biến dạng khe hở bên trong hoặc do nén bịt kín.

Công suất dòng chảy đòi hỏi sự kết hợp cẩn thận với nhu cầu của hệ thống. Van có kích thước nhỏ sẽ tạo ra sự sụt giảm áp suất quá mức, gây lãng phí năng lượng và sinh nhiệt. Van quá khổ có giá cao hơn và có thể gây mất ổn định điều khiển. Hệ số van (Cv) định lượng lượng dòng chảy đi qua đối với một mức giảm áp suất nhất định. Bạn tính toán Cv cần thiết từ tốc độ dòng chảy và tổn thất áp suất có thể chấp nhận được, sau đó chọn một van đáp ứng yêu cầu đó với một số giới hạn an toàn.

Phân loại rò rỉ quan trọng nhất trong các ứng dụng giữ tải. Nếu sơ đồ van thủy lực 2 chiều của bạn hiển thị một van phải ngăn chặn sự trôi tải, hãy chỉ định Loại V hoặc Loại VI. Để cách ly đơn giản trong quá trình bảo trì, Cấp IV là đủ. Sự khác biệt về chi phí giữa các loại rò rỉ có thể rất lớn, vì vậy đừng chỉ định quá mức một cách không cần thiết.

Thời gian đáp ứng trở nên quan trọng trong dây chuyền sản xuất tự động hoặc thiết bị di động nơi thời gian chu kỳ quyết định năng suất. Nếu cần máy xúc của bạn cần ngừng di chuyển trong vòng 100 mili giây khi người vận hành nhả cần điều khiển, lựa chọn van của bạn cần phải hỗ trợ thời gian đó. Tính cả thời gian chuyển mạch van và thời gian cần thiết để áp suất tăng hoặc giảm trong mạch.

Khả năng tương thích chất lỏng là không thể thương lượng. Phớt Nitrile tiêu chuẩn (NBR) hoạt động tốt với dầu thủy lực gốc dầu mỏ nhưng phồng lên và hỏng trong một số chất lỏng tổng hợp. Nếu bạn đang sử dụng chất lỏng thủy lực gốc este có khả năng phân hủy sinh học hoặc glycol nước chống cháy, hãy xác minh rõ ràng khả năng tương thích của phốt. Vật liệu bịt kín không phù hợp dẫn đến hư hỏng sớm ngay cả khi tất cả các thông số kỹ thuật khác đều đúng.

Nhiệt độ vận hành ảnh hưởng đến cả tuổi thọ của phốt và độ nhớt của chất lỏng. Độ nhớt của dầu thủy lực thay đổi đáng kể theo nhiệt độ. Ở -20°C, dầu ISO VG 46 của bạn có thể đặc như mật ong. Ở 80°C, nó chảy như nước. Sự thay đổi độ nhớt này ảnh hưởng đến việc giảm áp suất qua van và có thể ảnh hưởng đến thời gian đáp ứng. Một số van điều khiển lưu lượng 2 chiều sử dụng các lỗ có cạnh sắc đặc biệt vì dòng chảy qua cạnh sắc ít phụ thuộc vào độ nhớt hơn so với dòng chảy qua một đoạn dài có đường kính nhỏ.

Khắc phục sự cố thường gặp với mạch van 2 chiều

Ngay cả khi sơ đồ van thủy lực 2 chiều của bạn được vẽ chính xác và bạn đã chọn các bộ phận thích hợp, các vấn đề vẫn có thể xuất hiện trong quá trình vận hành. Hiểu các chế độ lỗi phổ biến giúp chẩn đoán nhanh và ngăn ngừa các sự cố nhỏ trở thành lỗi nghiêm trọng.

Ô nhiễm và suy thoái phản ứng

Ô nhiễm chất lỏng là nguyên nhân hàng đầu gây ra các vấn đề về hiệu suất của van. Khi dầu thủy lực bị nhiễm các hạt hoặc độ nhớt giảm do phân hủy nhiệt, một số triệu chứng sẽ xuất hiện. Phản ứng chậm chạp thường là dấu hiệu đầu tiên. Các hạt bụi bẩn bám vào các khe hở nhỏ giữa các bộ phận chuyển động, tạo ra ma sát làm chậm hoạt động của van. Một van cần dịch chuyển trong 15 mili giây có thể mất 50 mili giây khi bị nhiễm bẩn.

Độ trễ dường như nhỏ này sẽ truyền qua hệ thống. Trong sản xuất tự động, mỗi mili giây tăng thêm của mỗi chu kỳ sẽ gây ra tổn thất về sản lượng. Trong thiết bị di động, phản ứng của người vận hành có vẻ chậm chạp, làm giảm độ chính xác của việc định vị. Tệ hơn nữa, việc đóng van chậm sẽ gây ra áp suất tăng vọt khi bộ truyền động chuyển động đột nhiên gặp phải lực cản, tạo ra sóng xung kích làm mỏi các phụ kiện và ống mềm.

Tiêu chuẩn sạch ISO 4406 định lượng ô nhiễm hạt. Một hệ thống thủy lực công nghiệp điển hình có thể nhắm mục tiêu 19/17/14, chỉ định số lượng hạt tối đa ở các kích thước 4, 6 và 14 micron. Nhưng van servo và van tỷ lệ hiệu suất cao cần chất lỏng sạch hơn nhiều, có thể là 16/14/11. Khi dầu vượt quá giới hạn này, hiệu suất của van sẽ giảm đi đáng kể.

Phân tích dầu thường xuyên và thay thế bộ lọc sẽ duy trì thời gian phản hồi của van. Hệ thống lọc chất lượng cao có thể tự khắc phục nhanh chóng bằng cách ngăn ngừa các vấn đề liên quan đến ô nhiễm. Một số hệ thống tiên tiến bao gồm bộ đếm hạt trực tuyến cảnh báo người vận hành khi ô nhiễm đạt đến mức cảnh báo, cho phép thực hiện hành động phòng ngừa trước khi hiệu suất của van suy giảm.

Tiếng kêu của van và sự mất ổn định động

Tiếng kêu của van mô tả việc đóng mở nhanh chóng, lặp đi lặp lại xung quanh điểm vận hành. Bạn nghe thấy nó như một âm thanh vo ve hoặc búa đập và nó có thể phá hủy các bộ phận của van thông qua hoạt động đạp xe cơ học nhanh chóng. Tiếng kêu thường cho thấy kích thước van không chính xác hoặc chênh lệch áp suất hệ thống không đủ chứ không phải lỗi thành phần.

Khi hệ số lưu lượng của van không phù hợp với yêu cầu lưu lượng thực tế của hệ thống, van sẽ hoạt động ở vùng không ổn định trên đường cong lưu lượng của nó. Sự dao động áp suất nhỏ gây ra sự thay đổi vị trí lớn, tạo ra dao động. Van săn giữa trạng thái mở và đóng, không bao giờ ổn định ở vị trí ổn định.

Chênh lệch áp suất cũng ảnh hưởng đến điều này. Nếu áp suất ngược dòng và hạ lưu quá gần nhau thì van không đủ lực để giữ vị trí ổn định. Thực tiễn trong ngành khuyến nghị duy trì chênh lệch ít nhất 1 psi (0,07 bar) giữa các van điều khiển dòng chảy để đảm bảo hoạt động ổn định. Khi chênh lệch giảm xuống dưới mức này, khả năng xảy ra tranh cãi sẽ xảy ra.

Giải pháp liên quan đến việc định cỡ van thích hợp dựa trên yêu cầu giảm áp suất tối thiểu thay vì chỉ dựa trên công suất dòng chảy tối đa. Một van có kích thước phù hợp với lưu lượng tối đa tuyệt đối có thể quá lớn để hoạt động bình thường, không đủ vi sai để duy trì sự ổn định. Tốt hơn nên điều chỉnh kích thước van cho các điều kiện vận hành điển hình với biên độ áp suất phù hợp, sau đó chấp nhận giảm áp suất cao hơn một chút ở lưu lượng tối đa.

Rò rỉ bên trong và trôi tải

Trong các mạch sử dụng van 2 chiều để giữ tải, mọi rò rỉ bên trong đều biểu hiện dưới dạng trôi chậm, liên tục. Tải trọng treo giảm dần. Một bộ truyền động nằm ngang sẽ từ từ rút lại. Sự trôi dạt này có thể hầu như không đáng chú ý trong vài phút nhưng trở nên rõ ràng sau nhiều giờ hoặc toàn bộ ca làm việc.

Trước tiên, hãy xác minh xem sự cố thực sự là do van 2 chiều hay ở nơi khác trong mạch điện. Kết nối đồng hồ đo áp suất ở đầu ra của van và theo dõi sự giảm áp suất. Nếu áp suất giảm đều đặn khi bộ truyền động bị khóa thì có nghĩa là có thứ gì đó đang rò rỉ. Nếu áp suất giữ ổn định nhưng bộ truyền động vẫn trôi đi, thì sự rò rỉ sẽ xảy ra ở phía hạ lưu, có thể qua các vòng đệm piston của bộ truyền động.

Khi bản thân van 2 chiều bị rò rỉ, hãy xác định xem nó có vượt quá thông số kỹ thuật thiết kế hay đã xuống cấp do mài mòn. Van Loại IV rò rỉ ở 0,01% lưu lượng định mức đang hoạt động theo thông số kỹ thuật, mặc dù điều đó có thể không đủ chặt cho ứng dụng của bạn. Trong trường hợp này, bạn cần phân loại chặt chẽ hơn như Loại VI chứ không phải sửa chữa van.

Nếu van đã siết chặt trước đó bắt đầu rò rỉ, hãy kiểm tra ba nguyên nhân phổ biến. Sự nhiễm bẩn có thể làm hỏng bề mặt bịt kín. Chu kỳ nhiệt có thể làm vật liệu bịt kín bị xuống cấp. Áp suất tăng đột biến vượt quá định mức có thể đã làm hỏng ghế múa rối. Đôi khi van chỉ cần làm sạch và làm kín mới. Đôi khi, ứng dụng đã vượt quá giới hạn thiết kế của van và bạn cần một bộ phận mạnh mẽ hơn.

Hiểu được sự khác biệt giữa các hạn chế về thiết kế và lỗi thành phần rất quan trọng vì các giải pháp hoàn toàn khác nhau. Yêu cầu lớp rò rỉ chặt chẽ hơn ở giai đoạn thiết kế sẽ tốn kém hơn một chút nhưng sẽ giải quyết được vấn đề vĩnh viễn. Việc thay thế nhiều lần các van bị mòn không bao giờ phù hợp với ứng dụng sẽ gây lãng phí thời gian và tiền bạc mà không bao giờ thực sự khắc phục được sự cố.

Sơ đồ van thủy lực 2 chiều trên sơ đồ của bạn có thể trông đơn giản nhưng những phần tử này kích hoạt một số chức năng quan trọng nhất trong hệ thống truyền động chất lỏng. Vẽ đúng sơ đồ, lựa chọn các bộ phận thích hợp và bảo trì chúng đúng cách sẽ đảm bảo các mạch thủy lực của bạn mang lại hiệu suất đáng tin cậy trong nhiều năm hoạt động.