Khi hệ thống thủy lực cần giữ áp suất mà không bị rò rỉ, tấm kẹp van một chiều Z2S 10 trở thành một bộ phận thiết yếu. Van một chiều vận hành bằng thí điểm này của Bosch Rexroth đã là lựa chọn đáng tin cậy trong thủy lực công nghiệp trong nhiều năm và việc hiểu cách thức hoạt động của van này có thể giúp bạn đưa ra quyết định tốt hơn cho thiết bị của mình.
Điều gì làm cho Z2S 10 trở nên khác biệt
Z2S 10 không chỉ là một van một chiều đơn giản. Đó là một thiết kế do phi công vận hành nằm giữa các bộ phận thủy lực mà các kỹ sư gọi là cấu hình tấm bánh sandwich. Điều này có nghĩa là bạn có thể xếp nó trực tiếp giữa các van hoặc bộ truyền động khác mà không cần thêm đường ống hoặc giá đỡ. Các khối van chảy hoàn toàn theo một hướng đồng thời cho phép giải phóng có kiểm soát khi cần thông qua tín hiệu thí điểm.
Thiết kế sử dụng hai phần chính làm việc cùng nhau. Một ống điều khiển phản ứng với áp suất của phi công và van bi cung cấp chức năng chặn thực tế. Khi áp suất phi công đạt đến cổng X hoặc Y, ống cuộn sẽ dịch chuyển và mở đế bi, cho phép chất lỏng chảy ngược. Nếu không có tín hiệu điều khiển đó, tấm kẹp van một chiều Z2S 10 sẽ giữ cho mạch được khóa chặt và không bị rò rỉ.
Thông số kỹ thuật quan trọng
Hiểu được những con số phía sau Z2S 10 sẽ giúp bạn biết liệu nó có phù hợp với hệ thống của bạn hay không. Van này xử lý áp suất lên tới 315 bar, bao gồm hầu hết các ứng dụng công nghiệp. Công suất dòng chảy đạt 120 lít/phút, phù hợp với các thiết bị truyền động từ trung bình đến lớn. Áp suất nứt theo hướng dòng chảy tự do có bốn lựa chọn: 1,5, 3, 6 hoặc 10 bar. Bạn chọn phiên bản dựa trên mức độ áp suất ngược mà hệ thống của bạn cần.
Phạm vi nhiệt độ cũng quan trọng. Phớt NBR tiêu chuẩn hoạt động từ -30°C đến +80°C, trong khi phớt FKM xử lý -20°C đến +80°C nhưng mang lại khả năng tương thích tốt hơn với chất lỏng thủy lực có khả năng phân hủy sinh học. Van nặng khoảng 3 kg và được gắn ở bất kỳ vị trí nào, mặc dù việc xếp chồng theo chiều dọc hoạt động tốt nhất cho hầu hết các lắp đặt.
Độ sạch của chất lỏng là rất quan trọng đối với tấm bánh sandwich van một chiều Z2S 10. Nhà sản xuất khuyến nghị mức độ sạch của ISO 4406 là 20/18/15 hoặc cao hơn. Dầu bẩn khiến các bộ phận bên trong bị dính, dẫn đến trục trặc. Việc lắp đặt bộ lọc thích hợp sẽ ngăn ngừa những vấn đề này và kéo dài tuổi thọ của van.
Hoạt động thí điểm hoạt động như thế nào
Tính năng do phi công vận hành khiến van này khác biệt với các van một chiều cơ bản. Trong thiết lập thông thường, bạn kết nối cổng A1 với bộ truyền động và cổng A2 với van điều khiển hướng. Dòng chảy di chuyển tự do từ A1 đến A2 khi áp suất vượt quá giá trị cài đặt áp suất nứt. Nhưng khi bạn cố gắng đẩy chất lỏng lùi lại từ A2 đến A1, ghế bi sẽ chặn nó hoàn toàn.
Để giải phóng áp suất bị mắc kẹt, bạn áp dụng áp suất điều khiển vào cổng X. Áp suất điều khiển này có thể khá thấp, thường chỉ từ 1,5 đến 10 bar tùy thuộc vào cấu hình của bạn. Ống điều khiển dịch chuyển, mở van bi một cách cơ học. Bây giờ chất lỏng có thể quay trở lại từ phía bộ truyền động qua van. Việc nhả có kiểm soát này giúp ngăn ngừa sốc và tiếng ồn trong mạch thủy lực của bạn.
Tính năng mở trước trong các phiên bản tiêu chuẩn có nghĩa là van bắt đầu mở nhẹ trước khi áp suất điều khiển đạt mức tối đa. Hành động dần dần này làm trơn tru quá trình chuyển đổi áp suất. Một số phiên bản như SO41 loại bỏ tính năng mở trước cho các ứng dụng mà bạn muốn điều khiển sắc nét hơn, mặc dù điều này có thể tạo ra nhiều tiếng ồn hơn trong quá trình chuyển đổi.
Chi tiết lắp đặt và lắp đặt
Việc lắp tấm kẹp van một chiều Z2S 10 tuân theo tiêu chuẩn ISO 4401 cho van cỡ 05. Kiểu lắp sử dụng bốn vít M6 có mô men xoắn tới 15,5 Newton-mét. Bề mặt hoàn thiện trên tấm lắp của bạn phải có Rz 4 micromet hoặc nhẵn hơn để tránh rò rỉ qua vòng chữ O.
Khi xếp chồng các bộ phận phải tính toán kỹ chiều dài bu lông. Bạn cần phải đi qua tất cả các tấm bánh sandwich cộng với van cơ sở hoặc ống góp. Z2S 10 tăng thêm 50 mm chiều cao ngăn xếp của bạn ở cấu hình tiêu chuẩn. Các kết nối cổng phù hợp với các mẫu ISO tiêu chuẩn, giúp nó tương thích với hầu hết các bộ phận thủy lực công nghiệp.
Vòng chữ O bịt kín tất cả các kết nối cổng. Chúng phải tương thích với chất lỏng thủy lực của bạn. Hệ thống dầu khoáng sử dụng phớt NBR, trong khi hệ thống chạy HETG hoặc chất lỏng phân hủy sinh học khác cần phớt FKM. Việc lắp đặt các vòng đệm bị hư hỏng hoặc sai loại sẽ gây ra các vấn đề về rò rỉ và ô nhiễm.
Ứng dụng phổ biến trong công nghiệp
Máy công cụ sử dụng tấm kẹp van một chiều Z2S 10 để giữ vị trí phôi trong quá trình thay dao. Nếu không có van này, xi lanh thủy lực sẽ bị trôi do rò rỉ dầu, làm hỏng độ chính xác. Cơ cấu nhả trục điều khiển cho phép chuyển động có kiểm soát khi chu trình máy tiếp tục.
Máy ép phun dựa vào các van này để giữ áp suất kẹp khuôn không đổi trong giai đoạn làm mát. Bất kỳ sự sụt giảm áp suất nào cũng sẽ tạo ra các bộ phận bị lỗi. Z2S 10 khóa xi lanh kẹp một cách chắc chắn trong khi sử dụng áp suất thí điểm tối thiểu để giải phóng giữa các chu kỳ.
Máy ép thủy lực cần giữ vị trí chính xác trong quá trình tạo hình nhiều bước. Tấm kẹp van một chiều Z2S 10 ngăn không cho thanh nén trượt xuống giữa các lần nhấn. Điều này cải thiện chất lượng bộ phận và sự an toàn của người vận hành bằng cách loại bỏ chuyển động bất ngờ.
Thiết bị xử lý vật liệu như xe nâng hàng sử dụng các van này để ngăn chặn tình trạng sụt tải nếu đường thủy lực bị hỏng. Thiết kế do phi công vận hành cho phép nâng và hạ bình thường đồng thời cung cấp khóa an toàn theo hướng giữ tải.
Mã đặt hàng và các biến thể
Bosch Rexroth sử dụng hệ thống mã cụ thể cho dòng Z2S 10. Định dạng cơ bản là Z2S 10, theo sau là các chữ cái và số chỉ các tính năng cụ thể. Vị trí trống có nghĩa là cả hai cổng A và B đều có chức năng chặn. Chữ A chỉ có nghĩa là khối cổng A, trong khi B chỉ có nghĩa là khối cổng B.
Con số sau đó biểu thị áp suất nứt: 1 cho 1,5 bar, 2 cho 3 bar, 3 cho 6 bar và 4 cho 10 bar. Sau đó đến 3X hiển thị chuỗi thành phần. Chữ V xuất hiện khi phớt FKM thay thế phớt NBR tiêu chuẩn. Các mã bổ sung như SO14, SO40, SO41 hoặc SO60 biểu thị các tính năng đặc biệt như giới hạn hành trình hoặc cổng điều khiển bên ngoài.
Mã bộ phận chung là R900407394 cho phiên bản cổng đôi tiêu chuẩn có áp suất nứt 1,5 bar. Phiên bản một cổng A mang số hiệu R900407424. Khi bạn cần con dấu FKM cho dầu phân hủy sinh học, hãy tìm số bộ phận như R900407439.
Khả năng tương thích và bảo trì chất lỏng
Tấm bánh sandwich van một chiều Z2S 10 hoạt động với hầu hết các chất lỏng thủy lực. Phiên bản tiêu chuẩn xử lý các loại dầu khoáng như HL, HLP và HVLP mà không gặp vấn đề gì. Phạm vi độ nhớt trải dài từ 2,8 đến 500 mm vuông mỗi giây, bao gồm mọi thứ từ chất lỏng thủy lực mỏng đến dầu đặc trong điều kiện lạnh.
Chất lỏng phân hủy sinh học đòi hỏi phải chú ý đến vật liệu bịt kín. Chất lỏng HFC hoạt động với phớt NBR, nhưng dầu HETG và HFDU cần phớt FKM để tránh hư hỏng. Sử dụng vật liệu bịt kín không đúng sẽ dẫn đến phồng, cứng hoặc nứt, gây rò rỉ và nhiễm bẩn.
Bảo trì thường xuyên bao gồm việc kiểm tra độ sạch của chất lỏng thủy lực và thay thế các bộ phận lọc trước khi chúng bỏ qua. Sự ô nhiễm biểu hiện dưới dạng phản ứng van chậm hoặc không nhả ra khi áp suất phi công được áp dụng. Việc lấy mẫu dầu và phân tích theo tiêu chuẩn ISO 4406 sẽ sớm phát hiện được vấn đề.
Khoảng thời gian thay thế con dấu phụ thuộc vào điều kiện hoạt động. Hoạt động ở nhiệt độ cao hoặc chất lỏng mạnh sẽ rút ngắn tuổi thọ của phớt. Khi bạn chế tạo lại van, hãy khớp vật liệu bịt kín với loại chất lỏng của bạn và kiểm tra tất cả các bộ phận bên trong xem có bị mòn hoặc hư hỏng không.
So sánh các giải pháp thay thế
Các nhà sản xuất khác cung cấp van một chiều vận hành bằng thí điểm, nhưng thiết kế tấm bánh sandwich Z2S 10 có những ưu điểm. Dòng CVS của Parker cung cấp chức năng tương tự với công suất dòng chảy cao hơn lên tới 150 lít mỗi phút, nhưng thiếu tính năng mở trước giúp làm trơn tru quá trình chuyển đổi áp suất trong Z2S 10. Dòng PVG của Eaton sử dụng kích thước nhỏ gọn hơn nhưng cung cấp ít tùy chọn áp suất nứt hơn.
Một số nhà sản xuất châu Á như Huade sản xuất van tương thích Z2S 10 với giá thấp hơn. Chúng hoạt động hiệu quả trong các ứng dụng ít đòi hỏi hơn nhưng có thể không phù hợp với độ bền của Bosch Rexroth trong môi trường khắc nghiệt hoặc với dầu bị ô nhiễm. Chất lượng luyện kim và con dấu trong thiết bị gốc thường được chứng minh là tốt hơn trong thời gian sử dụng lâu dài.
Van một chiều đơn giản không cần vận hành thí điểm sẽ có chi phí thấp hơn và lắp đặt gọn gàng hơn. Tuy nhiên, chúng không thể cung cấp sự giải phóng có kiểm soát áp suất bị mắc kẹt. Hạn chế này khiến chúng không phù hợp với các ứng dụng mà bạn cần điều khiển di chuyển bộ truyền động theo cả hai hướng.
Yêu cầu về áp suất thí điểm
Hiểu nhu cầu về áp suất của phi công giúp bạn thiết kế các mạch đáng tin cậy. Tấm kẹp van một chiều Z2S 10 chỉ cần khoảng 1,5 đến 10 bar ở cổng thí điểm để mở hoàn toàn, tùy thuộc vào áp suất và lưu lượng chính. Yêu cầu thấp này có nghĩa là bạn có thể thường xuyên chạm vào áp suất điều khiển từ các van điều khiển hiện có mà không cần thêm mạch tăng áp.
Tỷ lệ mở điều khiển khoảng 1 đến 11,5 giữa khu vực thí điểm và khu vực con rối chính mang lại sự nhân áp suất thuận lợi này. Lực điều khiển nhỏ tạo ra lực mở lớn trên ghế bi. Hiệu quả này làm giảm mức tiêu thụ năng lượng và sinh nhiệt trong hệ thống của bạn.
Khi áp suất phi công giảm xuống dưới ngưỡng, van sẽ đóng lại ngay lập tức. Lực lò xo đặt quả bóng chắc chắn vào chỗ ngồi của nó. Việc đóng nhanh này ngăn dòng chảy ngược nhưng có thể tạo ra áp suất tăng vọt nếu mạch không có khả năng hấp thụ sốc thích hợp. Việc bổ sung thêm các bộ tích điện nhỏ hoặc van hạn chế sẽ làm giảm các quá độ này.
Cân nhắc tích hợp hệ thống
Việc tích hợp tấm kẹp van một chiều Z2S 10 vào mạch thủy lực của bạn cần phải có kế hoạch. Van phải nằm giữa van điều khiển hướng và bộ truyền động trên cổng bạn muốn khóa. Các đường dẫn điều khiển kết nối với cổng làm việc đối diện của van điều hướng, do đó áp suất điều khiển sẽ tự động xuất hiện khi bạn đảo hướng.
Các kết nối bể để thoát nước ống điều khiển là rất quan trọng. Phiên bản SO60 cung cấp một cổng T riêng để xả phần thí điểm vào bể, ngăn ngừa sự tích tụ áp suất có thể cản trở hoạt động của van. Phiên bản tiêu chuẩn thoát nước bên trong qua mạch chính, hoạt động tốt trong hầu hết các ứng dụng nhưng có thể gây ra sự cố trong các mạch chuyên dụng.
Khi bạn sử dụng nhiều van Z2S 10 trong một hệ thống, mỗi van cần có tín hiệu điều khiển riêng. Các cổng thí điểm kết nối chéo có thể tạo ra các tương tác không mong muốn khi việc mở một van sẽ ảnh hưởng đến một van khác. Giữ các mạch thí điểm độc lập trừ khi bạn thiết kế cụ thể cho hoạt động kết hợp.
Khắc phục sự cố thường gặp
Khi tấm kẹp van một chiều Z2S 10 không chặn đúng cách, thủ phạm thường là do ô nhiễm. Các hạt bụi bẩn lọt vào giữa quả bóng và chỗ ngồi, tạo ra đường rò rỉ. Làm sạch hệ thống và cải thiện quá trình lọc sẽ khắc phục được hầu hết các trường hợp. Nếu rò rỉ vẫn tiếp tục sau khi vệ sinh, ghế có thể bị hư hỏng cần thay thế.
Việc không mở được bằng áp suất phi công thường có nghĩa là ống điều khiển bị kẹt. Điều này xảy ra khi lớp sơn bóng tích tụ do dầu quá nóng hoặc khi ô nhiễm nước gây ra sự ăn mòn. Tháo và làm sạch van phục hồi chức năng, nhưng bạn cũng nên giải quyết nguyên nhân cốt lõi trong tình trạng chất lỏng thủy lực của mình.
Tiếng ồn quá lớn trong quá trình mở thường dẫn đến hiện tượng xâm thực hoặc thay đổi áp suất nhanh chóng. Tính năng mở trước thường ngăn chặn điều này, do đó, tiếng ồn gợi ý phiên bản không mở trước hoặc các bộ phận bên trong bị mòn làm trì hoãn trình tự mở. Kiểm tra phiên bản và kiểm tra độ hao mòn giúp xác định cách khắc phục cần thiết.
Phản ứng chậm với tín hiệu phi công có thể cho thấy áp suất phi công thấp hoặc rò rỉ bên trong xung quanh ống điều khiển. Đo áp suất trục điều khiển ở đầu vào van sẽ xác nhận xem mạch của bạn có cung cấp đủ tín hiệu hay không. Rò rỉ bên trong đòi hỏi phải xây dựng lại van bằng các vòng đệm mới và kiểm tra tình trạng lỗ khoan ống chỉ.
Chi phí và tính sẵn có
Giá của tấm bánh sandwich van một chiều Z2S 10 khác nhau tùy theo khu vực và nhà cung cấp. Van Bosch Rexroth chính hãng thông qua các nhà phân phối được ủy quyền ở Anh có giá khoảng £605 trước VAT cho các phiên bản tiêu chuẩn. Giá ở các khu vực khác khác nhau dựa trên mạng lưới phân phối địa phương và thuế nhập khẩu.
Các nhà cung cấp thay thế và các sản phẩm tương thích có chi phí thấp hơn. Các sản phẩm tương đương do Châu Á sản xuất có thể thấp hơn mức giá của Bosch từ 30 đến 50% trong khi vẫn duy trì chất lượng hợp lý cho các ứng dụng ít quan trọng hơn. Mua hàng thông qua các nền tảng cung ứng công nghiệp như MISUMI hoặc các thị trường chung như eBay đôi khi mang lại chiết khấu, mặc dù việc xác minh tính xác thực trở nên quan trọng.
Thời gian giao hàng phụ thuộc vào việc nhà phân phối có cung cấp phiên bản cụ thể mà bạn cần hay không. Các biến thể phổ biến như phiên bản thanh 1,5 cổng đôi được xuất xưởng nhanh chóng từ kho. Cấu hình bất thường với các tùy chọn đặc biệt có thể yêu cầu đơn đặt hàng của nhà máy với thời gian giao hàng vài tuần. Lập kế hoạch trước và bảo trì phụ tùng cho các máy móc quan trọng giúp ngăn ngừa thời gian ngừng hoạt động tốn kém.
Xu hướng Môi trường và Tương lai
Thiết bị thủy lực ngày càng sử dụng chất lỏng phân hủy sinh học để giảm tác động môi trường do tràn và rò rỉ. Tấm kẹp van một chiều Z2S 10 thích ứng với xu hướng này thông qua các tùy chọn phớt FKM tương thích với HETG và các chất lỏng gốc sinh học khác. Khả năng tương thích này cho phép bạn nâng cấp lên hệ thống thủy lực thân thiện với môi trường mà không cần thay thế tất cả các van.
Các quy định về khí thải chặt chẽ hơn thúc đẩy việc bịt kín tốt hơn trong hệ thống thủy lực. Tính năng chặn không rò rỉ trong Z2S 10 giúp máy đáp ứng các tiêu chuẩn này. Thiết bị hoạt động trong môi trường nhạy cảm như chế biến thực phẩm hoặc phòng sạch sẽ đặc biệt được hưởng lợi từ độ kín đáng tin cậy mà van này mang lại.
Sự phát triển trong tương lai có thể mang lại sự giám sát điện tử cho van thủy lực. Các cảm biến phát hiện áp suất trục điều khiển, tốc độ dòng chảy hoặc vị trí van có thể tích hợp với hệ thống điều khiển máy. Mặc dù thiết kế cơ bản của Z2S 10 vẫn hoàn toàn là cơ khí nhưng những bổ sung này sẽ cho phép bảo trì dự đoán và tối ưu hóa hệ thống tốt hơn.
Đưa ra lựa chọn đúng đắn
Việc chọn tấm kẹp van một chiều Z2S 10 sẽ rất hợp lý khi bạn cần khả năng duy trì áp suất đáng tin cậy trong một gói nhỏ gọn. Việc lắp tấm bánh sandwich giúp tiết kiệm không gian và giảm các điểm rò rỉ tiềm ẩn so với lắp đặt van nội tuyến. Hoạt động thử nghiệm giúp bạn giải phóng có kiểm soát mà không cần mạch bổ sung phức tạp.
Xem xét mức áp suất, yêu cầu về lưu lượng và loại chất lỏng khi đặt hàng. Điều chỉnh áp suất nứt phù hợp với nhu cầu hệ thống của bạn, cân bằng giữa điện trở thấp trong dòng chảy tự do và tải trước phù hợp để có chỗ ngồi chắc chắn. Chọn con dấu FKM nếu bạn sử dụng bất cứ thứ gì khác ngoài dầu khoáng để đảm bảo tuổi thọ con dấu lâu dài.
Z2S 10 hoạt động tốt nhất trong các hệ thống có độ sạch chất lỏng tốt và bảo trì thường xuyên. Nếu hoạt động của bạn có xu hướng bỏ bê bảo trì hoặc điều kiện rất bẩn, van có thể gặp vấn đề về độ tin cậy. Trong những trường hợp đó, các thiết kế chắc chắn hơn với khoảng hở lớn hơn có thể phục vụ tốt hơn mặc dù tỷ lệ rò rỉ cao hơn.
Đối với hầu hết các ứng dụng thủy lực công nghiệp yêu cầu giữ vị trí và nhả có kiểm soát, tấm kẹp van một chiều Z2S 10 mang lại hiệu suất đáng tin cậy với chi phí hợp lý. Thành tích lâu dài và tính sẵn có rộng rãi khiến nó trở thành lựa chọn an toàn cho các thiết kế mới cũng như các ứng dụng thay thế.
