Khi hệ thống thủy lực cần kiểm soát dòng chảy đáng tin cậy mà không bị rò rỉ, tấm kẹp van một chiều Z2S 22 nổi bật như một giải pháp đã được chứng minh. Bộ phận Bosch Rexroth này đã hỗ trợ thiết bị công nghiệp trong nhiều năm và việc hiểu cách hoạt động của nó có thể giúp bạn đưa ra quyết định tốt hơn cho thiết lập thủy lực của mình.
Điều gì làm cho Z2S 22 trở nên khác biệt
Tấm bánh sandwich van một chiều Z2S 22 hoạt động như một van một chiều do phi công vận hành được thiết kế cho các hệ thống cỡ NG25. Không giống như các van một chiều lò xo cơ bản, tấm bánh sandwich này sử dụng thiết kế hai giai đoạn giúp kiểm soát tốt hơn khi giải phóng áp suất. Van cho phép dòng chảy tự do theo một hướng trong khi chặn dòng chảy ngược và nó có thể được mở từ phía bị chặn khi áp suất điều khiển được áp dụng cho cổng X.
Thiết kế tấm bánh sandwich có nghĩa là bạn có thể xếp nó theo chiều dọc giữa các bộ phận thủy lực khác. Điều này giúp tiết kiệm không gian khi lắp đặt máy đông đúc. Z2S 22 tuân theo các mẫu cổng ISO 4401-08-08-0-05, giúp nó tương thích với các ống góp thủy lực tiêu chuẩn được sử dụng trên các loại thiết bị khác nhau.
Điều làm nên sự khác biệt của van một chiều này là tính năng mở trước ở hầu hết các phiên bản. Khi van điều khiển mở ra, áp suất sẽ giảm dần thông qua hệ thống giảm chấn thay vì tất cả cùng một lúc. Điều này ngăn chặn sóng xung kích và tiếng ồn làm hỏng phớt và gây đau đầu cho việc bảo trì trong hệ thống thủy lực.
Thông số kỹ thuật quan trọng
Tấm bánh sandwich van một chiều Z2S 22 xử lý áp suất làm việc tối đa lên tới 315 bar và tốc độ dòng chảy đạt 450 lít mỗi phút. Những con số này đến từ các thử nghiệm sử dụng dầu khoáng HLP46 ở nhiệt độ 40 độ C. Thân van nặng từ 12 đến 13 kg, với kích thước dài 212mm, rộng 117mm và cao 100mm.
Các tùy chọn áp suất nứt nằm trong khoảng từ 3 bar đến 10 bar, được đánh dấu bằng mã từ 1 đến 4 trong số bộ phận. Áp suất nứt cao hơn có nghĩa là khả năng chặn ngược mạnh hơn nhưng cần nhiều áp lực điều khiển hơn để mở. Van hoạt động với nhiệt độ dầu thủy lực từ âm 30 đến dương 80 độ C khi sử dụng phớt NBR, bao phủ hầu hết các môi trường công nghiệp.
Các kết nối cổng bao gồm các vị trí P, A, B, T, X và Y. Cổng A và B kết nối với bộ truyền động, trong khi cổng X nhận áp suất của phi công để giải phóng chức năng kiểm tra. Việc lắp đặt yêu cầu sáu bu lông M12 có mô men xoắn tới 70 Nm và bề mặt lắp đặt cần có độ nhám Rz 4 hoặc mịn hơn để tránh rò rỉ.
Tấm kẹp van một chiều Z2S 22 duy trì độ rò rỉ bằng 0 theo hướng chặn trong quá trình hoạt động bình thường. Điều này quan trọng đối với các ứng dụng như giữ các hình trụ thẳng đứng ở vị trí qua đêm hoặc trong thời gian dừng bảo trì. Ngay cả sau nhiều tháng ngừng hoạt động, van vẫn phải duy trì độ kín mà không bị trôi.
Z2S 22 thực sự hoạt động như thế nào
Dòng chảy di chuyển tự do từ A1 đến A2 hoặc B1 đến B2 qua van khi áp suất đẩy theo hướng mở. Một van nắp đơn giản mở ra dưới áp suất dòng chảy, tạo ra lực cản tối thiểu. Đường cong giảm áp suất thể hiện hành vi gần như tuyến tính, nghĩa là lưu lượng tăng theo dự đoán khi áp suất tăng.
Ở chiều ngược lại, van nắp nằm chắc chắn vào thân van, tạo thành vòng đệm chặn. Van sử dụng thiết kế mặt cầu có diện tích A2 và một con búp bê có diện tích A1. Khi áp suất phi công đi qua cổng X, nó sẽ tác động lên khu vực ống điều khiển A3. Tỷ lệ diện tích giữa A3 và A2 dao động trong khoảng từ 1 đến 12,5, có nghĩa là bạn cần áp suất thí điểm tương đối thấp để mở van chính.
Cơ chế mở trước bắt đầu hoạt động trước khi áp suất toàn bộ của phi công xuất hiện. Khi ống điều khiển bắt đầu di chuyển, một lỗ nhỏ xuất hiện giúp áp suất cân bằng dần dần. Lỗ mở có đệm này ngăn chặn sự sụt giảm áp suất đột ngột gây ra hiệu ứng búa nước trong đường thủy lực. Tác động giảm chấn bảo vệ các vòng đệm máy bơm, các đầu nối ống và vòng đệm thanh xi lanh khỏi tải sốc.
Phiên bản đặc biệt thay đổi hoạt động cơ bản này. Biến thể SO40 bổ sung thêm cổng G1/4 bên ngoài để điều khiển phi công, hữu ích khi bạn cần vận hành van từ xa. Phiên bản SO60 thông ống điều khiển đến cổng T, cải thiện độ chính xác khi nhả trong một số thiết kế mạch nhất định.
Van một chiều Z2S 22 hoạt động tốt nhất ở đâu
Các hệ thống tự động hóa công nghiệp sử dụng rộng rãi tấm bánh sandwich van một chiều Z2S 22. Máy ép phun dựa vào các van này để giữ trục lăn khuôn ổn định trong chu kỳ làm mát. Phanh ép sử dụng chúng để duy trì vị trí của thanh nén khi bơm thủy lực ngừng hoạt động giữa các lần uốn. Cánh tay robot cần có van để chống trôi tải khi giữ vị trí.
Thiết bị xử lý vật liệu như xe nâng và xe nâng cắt kéo được hưởng lợi từ thiết kế không rò rỉ. Van một chiều lò xo tiêu chuẩn có thể cho phép lượng nước thấm vừa đủ để hạ bệ xuống từ từ trong nhiều giờ. Tấm bánh sandwich Z2S 22 loại bỏ vấn đề này, duy trì vị trí vô thời hạn mà không cần vận hành máy bơm.
Hệ thống điều khiển bước tuabin gió hoạt động trong điều kiện đầy thách thức với sự thay đổi nhiệt độ và rủi ro ô nhiễm. Tấm bánh sandwich van một chiều xử lý các môi trường này khi kết hợp với bộ lọc thích hợp. Các ứng dụng trong lĩnh vực năng lượng đòi hỏi độ tin cậy vì hỏng van trong quá trình vận hành tuabin có thể làm hỏng các hộp số đắt tiền.
Thiết kế dạng bánh sandwich nhỏ gọn đóng vai trò quan trọng nhất trong thiết bị di động, nơi không gian có giá trị cao. Máy xúc, cần cẩu và máy móc nông nghiệp đóng gói nhiều chức năng vào những khu vực hạn chế. Xếp chồng van một chiều Z2S 22 giữa các van định hướng và các tấm bánh sandwich khác giúp giảm kích thước ống góp so với van một chiều gắn trên đường ống truyền thống.
So sánh các tùy chọn van
Van một chiều lò xo tiêu chuẩn có giá thấp hơn Z2S 22, thường dao động từ 200 đến 500 đô la. Chúng hoạt động tốt với các ứng dụng đơn giản nhưng thiếu khả năng điều khiển của phi công và thường có hiện tượng rò rỉ nhỏ. Tốc độ phản ứng chậm hơn vì lò xo phải nén trước khi dòng chảy bắt đầu.
Van một chiều wafer đĩa kép xử lý dòng chảy lớn hơn, đôi khi vượt quá 500 lít mỗi phút. Chúng có trọng lượng nhẹ hơn đĩa bánh sandwich và hoạt động tốt trong hệ thống đường ống áp suất thấp dưới 250 bar. Tuy nhiên, van đĩa có thể bị đóng lại nếu chất bẩn lọt vào giữa đĩa và mặt ngồi. Khả năng chống ăn mòn cũng thấp hơn trong các thiết kế tiêu chuẩn.
Tấm bánh sandwich van một chiều Z2S 22 thường có giá từ 1000 đến 1500 đô la tùy thuộc vào cấu hình và nhà cung cấp. Mức giá cao hơn này phản ánh khả năng vận hành thử nghiệm, thiết kế không rò rỉ và lợi ích tích hợp. Chi phí bảo trì có thể thấp hơn trong suốt thời gian sử dụng của van vì thiết kế bánh sandwich bảo vệ các bộ phận bên trong khỏi hư hỏng bên ngoài.
So sánh hiệu suất cho thấy Z2S 22 duy trì lưu lượng ổn định lên tới 450 lít mỗi phút ở 315 bar, trong khi nhiều lần kiểm tra lò xo bắt đầu cho thấy mức giảm áp suất tăng lên trên 300 lít mỗi phút. Thiết kế vận hành bằng phi công cũng phản ứng nhanh hơn với các tín hiệu điều khiển so với loại lò xo vì nó không chống lại lực lò xo trong quá trình mở.
Yêu cầu cài đặt bạn nên biết
Gắn tấm kẹp van một chiều Z2S 22 theo bất kỳ hướng nào, mặc dù xếp chồng theo chiều dọc là phổ biến nhất. Làm sạch cả hai bề mặt giao phối thật kỹ trước khi lắp ráp. Bất kỳ bụi bẩn, gờ hoặc vật liệu đệm cũ nào cũng có thể tạo ra các đường rò rỉ làm ảnh hưởng đến thiết kế không rò rỉ.
Áp các vòng đệm được cung cấp vào mỗi cổng trước khi định vị van. Các con dấu nằm trong các rãnh được gia công trên mặt tấm bánh sandwich. Đảm bảo các vòng đệm được đặt đúng vị trí và không bị xoắn, điều này có thể khiến chúng bị đùn ra dưới áp lực.
Các mẫu bu lông sử dụng sáu vít có nắp M12 theo mẫu ISO tiêu chuẩn. Siết chặt các vít theo hình ngôi sao với mô-men xoắn 70 Nm. Siết quá chặt có thể làm biến dạng thân van và khiến các bộ phận bên trong bị kẹt. Việc siết chặt quá mức cho phép rò rỉ bên ngoài và có khả năng gây mất áp suất.
Đối với các phiên bản SO40 có cổng thí điểm bên ngoài, hãy kết nối phụ kiện G1/4 với nguồn áp suất thí điểm của bạn. Đảm bảo áp suất trục điều khiển vượt quá áp suất nứt ít nhất 50 phần trăm để đảm bảo mở hoàn toàn. Áp suất phi công không đủ gây ra sự mở một phần và dòng chảy bị hạn chế.
Kiểm tra độ sạch của hệ thống trước khi khởi động. Tấm bánh sandwich van một chiều Z2S 22 yêu cầu dầu thủy lực đáp ứng mã độ sạch ISO 4406 20/18/15 hoặc cao hơn. Điều này có nghĩa là ít hơn 5000 hạt lớn hơn 4 micron trên mỗi mililit chất lỏng. Theo dữ liệu bảo trì của ngành, sự ô nhiễm gây ra 80% số vụ hỏng van.
Bảo trì và khắc phục sự cố
Thay đổi bộ lọc thường xuyên sẽ bảo vệ tấm bánh sandwich van một chiều khỏi bị hư hỏng do nhiễm bẩn. Thay bộ lọc theo định kỳ được khuyến nghị cho loại dầu thủy lực của bạn. Dầu khoáng như HLP46 chạy lâu hơn giữa các lần thay dầu so với chất lỏng phân hủy sinh học, có thể cần bảo dưỡng thường xuyên gấp đôi.
Kiểm tra van trong quá trình tắt hệ thống để bảo trì. Tìm kiếm sự rò rỉ dầu bên ngoài xung quanh các mặt của tấm bánh sandwich, điều này cho thấy độ mòn của phớt hoặc bu-lông lắp bị lỏng. Rò rỉ bên trong xuất hiện khi bộ truyền động bị trôi theo thời gian, mặc dù điều này hiếm khi xảy ra khi lắp đặt đúng cách.
Nếu van phát sinh vấn đề trôi dạt, trước tiên hãy kiểm tra áp suất trục điều khiển. Áp suất trục điều khiển không đủ có thể không mở van hoàn toàn, gây ra dòng chảy bị hạn chế và việc nhả vị trí không hoàn toàn. Đo áp suất thực tế tại cổng X trong điều kiện tải, không chỉ áp suất tĩnh.
Tiếng ồn hoặc chấn động trong quá trình mở van khiến các bộ phận trước khi mở van bị thiếu hoặc bị hỏng. Một số mẫu Z2S 22 cũ hơn thiếu tính năng này và việc trang bị thêm cho phiên bản SO55 sẽ loại bỏ được vấn đề. Áp suất giảm đột ngột tạo ra tiếng búa, cuối cùng làm hỏng các vòng đệm và kết nối trong toàn hệ thống.
Việc mở không thành công thường gây ra ô nhiễm làm tắc ống điều khiển phi công. Rửa hệ thống và cài đặt bộ lọc thích hợp sẽ khắc phục được hầu hết các trường hợp. Các vấn đề dai dẳng có thể yêu cầu phải tháo van và kiểm tra bề mặt đế bóng và hình múa rối để phát hiện các vết ghim hoặc các hạt nhúng.
Bảo quản các tấm bánh sandwich van một chiều dự phòng ở khu vực khô ráo, tránh nhiệt độ quá cao. Giữ nắp bảo vệ trên các cổng để ngăn ngừa ô nhiễm trong quá trình bảo quản. Các con dấu thay thế sẵn có cho NBR hoặc FKM tùy thuộc vào yêu cầu hệ thống của bạn, vì sự hư hỏng của con dấu do lão hóa thời hạn sử dụng có thể xảy ra trong vài năm.
Chi tiết đặt hàng và số bộ phận
Tấm bánh sandwich van một chiều Z2S 22 sử dụng hệ thống đánh số bộ phận có cấu trúc. Bắt đầu với Z2S 22, sau đó thêm chỉ định kênh. Dấu gạch ngang có nghĩa là kênh kép cho cả hai bên A và B. Riêng chữ A hoặc B chỉ xác định hoạt động của kênh đơn ở phía đó.
Tiếp theo là mã áp suất nứt từ 1 đến 4, tương ứng là 3, 5, 7,5 hoặc 10 bar. Số cao hơn cung cấp khả năng chặn ngược mạnh hơn nhưng cần nhiều áp lực phi công hơn. Sau đó, 5X xuất hiện trong tất cả các mẫu tiêu chuẩn, theo sau là các mã xử lý bề mặt tùy chọn như J50 để thụ động.
Các phiên bản đặc biệt bổ sung thêm các mã như SO40 cho các cổng thí điểm bên ngoài hoặc SO60 cho hệ thống thông gió từ ống đến bể. Chữ V ở cuối chỉ định các vòng đệm FKM thay vì NBR tiêu chuẩn để tương thích với chất lỏng ở nhiệt độ cao hoặc mạnh. Một ví dụ hoàn chỉnh có thể đọc là Z2S 22 A 2 5X V SO40.
Bộ dụng cụ lắp đặt có vòng đệm và miếng đệm đặt hàng riêng. Kiểm tra danh mục Bosch Rexroth để biết các bộ dụng cụ tương thích phù hợp với phiên bản van của bạn. Sử dụng vật liệu làm kín không phù hợp sẽ gây ra hư hỏng nhanh chóng, đặc biệt với các loại dầu thủy lực chống cháy hoặc dầu phân hủy sinh học.
Tìm nhà cung cấp đáng tin cậy
Bosch Rexroth bán trực tiếp thông qua cửa hàng trực tuyến và nhà phân phối khu vực của họ. Các kênh chính thức đảm bảo phụ tùng chính hãng và hỗ trợ kỹ thuật phù hợp. Tải xuống bảng dữ liệu từ trang web của họ bằng số tài liệu R900432915.
BuyRexroth hoạt động như một nhà phân phối lớn với dịch vụ đặt hàng trực tuyến và vận chuyển ngay lập tức đối với các cấu hình thông thường. Giá của họ dao động khoảng 1426 đô la cho các tấm bánh sandwich van một chiều Z2S 22 tiêu chuẩn với thời gian giao hàng thông thường trong một đến ba ngày làm việc.
Các thị trường thứ cấp trên eBay cung cấp các loại van đã qua sử dụng và dư thừa từ 500 đến 1000 đô la. Mua các bộ phận đã qua sử dụng có ý nghĩa đối với các bộ phận thay thế trong thiết bị cũ hơn, nhưng hãy kiểm tra cẩn thận xem có hư hỏng hoặc hao mòn hay không. Con dấu bị thiếu hoặc bị hư hỏng có thể không rõ ràng trong ảnh.
Các nhà cung cấp công nghiệp như Hydrangics Online và Pha-Auto cung cấp Z2S 22 cùng với các hệ thống thủy lực hoàn chỉnh. Họ cung cấp hỗ trợ kỹ thuật tại địa phương và có thể trợ giúp các câu hỏi về cài đặt. Người mua số lượng lớn có thể thương lượng mức giá tốt hơn thông qua liên hệ trực tiếp với đại diện Bosch Rexroth trong khu vực.
Các nhà sản xuất Trung Quốc cung cấp các lựa chọn thay thế với chi phí thấp hơn thông qua các nền tảng như Made-in-China. Mặc dù những sản phẩm này có thể hoạt động với những ứng dụng ít quan trọng hơn nhưng chất lượng và đặc tính hiệu suất sẽ khác với các sản phẩm Bosch Rexroth chính hãng. Mong đợi sự thay đổi về xếp hạng áp suất, vật liệu bịt kín và dung sai kích thước.
Cân nhắc về khả năng tương thích chất lỏng
Dầu thủy lực gốc khoáng như HL và HLP hoạt động hoàn hảo với phớt NBR tiêu chuẩn trong tấm kẹp van một chiều Z2S 22. Đây vẫn là những chất lỏng phổ biến nhất trong thủy lực công nghiệp vì hiệu suất ổn định và chi phí hợp lý.
Chất lỏng chống cháy đòi hỏi sự chú ý đặc biệt. Các loại HFDU và HFDR giới hạn áp suất tối đa ở mức 210 bar thay vì định mức 315 bar tiêu chuẩn. Nhiệt độ hoạt động không được vượt quá 60 độ C với các chất lỏng này. Tuổi thọ sử dụng có thể giảm từ 30 đến 100% so với vận hành bằng dầu khoáng.
Các thiết bị thủy lực có khả năng phân hủy sinh học như HETG và HEES hoạt động với Z2S 22 nhưng cần khoảng thời gian bảo trì thường xuyên hơn. Những chất lỏng này hấp thụ độ ẩm dễ dàng hơn và phân hủy nhanh hơn dầu khoáng. Thay bộ lọc thường xuyên hơn và giám sát chặt chẽ độ sạch của hệ thống.
Chất lỏng tổng hợp thường yêu cầu phớt FKM thay vì NBR tiêu chuẩn. Mã V trong số bộ phận chỉ định vật liệu bịt kín này. Kiểm tra bảng tương thích trước khi chọn van cho hệ thống chất lỏng tổng hợp hoặc ngoại lai. Sử dụng vật liệu bịt không phù hợp có thể gây phồng hoặc cứng nhanh chóng dẫn đến rò rỉ hoặc dính.
Chất lỏng nước-glycol có thể hoạt động tùy thuộc vào công thức cụ thể. Hãy tham khảo bộ phận hỗ trợ kỹ thuật của Bosch Rexroth về thông số kỹ thuật chất lỏng của bạn trước khi đặt hàng. Một số chất lỏng gốc nước tấn công các vật liệu bịt kín tiêu chuẩn hoặc ăn mòn các bộ phận bên trong.
Hiệu suất trong các môi trường khác nhau
Nhiệt độ cực cao ảnh hưởng đến hiệu suất của tấm bánh sandwich van một chiều Z2S 22. Khởi động ở nhiệt độ dưới âm 20 độ cần có phớt NBR, trong khi FKM xử lý nhiệt độ môi trường xung quanh cao hơn lên đến 80 độ. Độ nhớt của chất lỏng thay đổi theo nhiệt độ, ảnh hưởng đến đặc tính dòng chảy và thời gian đáp ứng.
Môi trường bẩn đòi hỏi khả năng lọc tuyệt vời. Thiết bị xây dựng và khai thác mỏ phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm liên tục do bụi, nước và mảnh vụn. Việc lắp đặt bộ lọc đạt tiêu chuẩn ISO 4406 20/18/15 ngăn ngừa hầu hết các vấn đề ô nhiễm, nhưng các điều kiện khắc nghiệt có thể cần bộ lọc tốt hơn nữa.
Các ứng dụng có độ rung cao được hưởng lợi từ kiểu lắp tấm bánh sandwich. Van một chiều có ren có thể bị lỏng theo thời gian do rung động, trong khi các tấm bánh sandwich được bắt vít vẫn an toàn. Sử dụng hợp chất khóa ren để lắp bu lông trong môi trường rung động khắc nghiệt.
Các khu vực ven biển và biển khiến các bộ phận thủy lực tiếp xúc với không khí có muối và độ ẩm. Phương pháp xử lý thụ động J50 tùy chọn mang lại khả năng chống ăn mòn tốt hơn cho bên ngoài thân van. Các bộ phận bên trong vẫn được bảo vệ bằng dầu thủy lực, nhưng ô nhiễm độ ẩm trở thành mối lo ngại lớn hơn khi ở gần nước.
Độ cao ảnh hưởng đến hiệu suất thủy lực thông qua các mối quan hệ áp suất và nhiệt độ. Thiết bị ở độ cao lớn có thể cần cài đặt áp suất nứt khác nhau vì áp suất khí quyển khác nhau. Tham khảo ý kiến của các kỹ sư thủy lực khi lắp đặt ở độ cao trên 2000 mét.
Sự phát triển trong tương lai của công nghệ van thủy lực
Tích hợp giám sát điện tử thể hiện bước tiếp theo cho các bộ phận như tấm kẹp van một chiều Z2S 22. Cảm biến được nhúng trong tấm kẹp có thể báo cáo tốc độ dòng chảy thực tế, độ giảm áp suất và tình trạng hao mòn bên trong. Có thể thực hiện bảo trì dự đoán khi hệ thống phát hiện sự suy giảm hiệu suất trước khi xảy ra lỗi.
Vật liệu làm kín cải tiến tiếp tục phát triển. Các hợp chất polymer mới mang lại khả năng kháng hóa chất tốt hơn và tuổi thọ dài hơn trong phạm vi nhiệt độ rộng hơn. Những vật liệu này ban đầu có giá cao hơn nhưng giảm thời gian dừng bảo trì và tần suất thay thế.
Sản xuất bồi đắp có thể thay đổi cách sản xuất các bộ phận thủy lực. Thân van in 3D có thể tối ưu hóa đường dẫn dòng chảy bên trong vượt xa những gì gia công cho phép. Hình học bên trong phức tạp có thể cải thiện hiệu suất đồng thời giảm trọng lượng và mức sử dụng vật liệu.
Hệ thống thủy lực thông minh sẽ tự động điều chỉnh các thông số van dựa trên điều kiện vận hành. Van một chiều có thể thay đổi áp suất nứt để phù hợp với yêu cầu tải, cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng. Áp suất trục điều khiển có thể được điều chỉnh để có tốc độ mở tối ưu trong các điều kiện dòng chảy khác nhau.
Tấm bánh sandwich van một chiều Z2S 22 đại diện cho công nghệ hoàn thiện phục vụ đáng tin cậy các nhu cầu công nghiệp hiện tại. Mặc dù những cải tiến sẽ diễn ra dần dần nhưng các nguyên tắc thiết kế cơ bản của van một chiều vận hành bằng thí điểm có thể sẽ vẫn phù hợp trong nhiều năm đối với các ứng dụng thủy lực trên toàn thế giới.
