Khi mọi người tìm kiếm thông tin về Van điều khiển hướng WE 5 cho Rexroth, họ thường muốn hiểu van này làm gì, hoạt động như thế nào và liệu nó có phù hợp với nhu cầu của họ hay không. Ký hiệu WE 5 đề cập đến một loại kích thước cụ thể trong dòng van của Rexroth, nhưng câu chuyện còn thú vị hơn việc chỉ có một mẫu van.
Van điều khiển hướng WE 5 là gì
WE 5 ban đầu của Rexroth là van điều khiển hướng được chế tạo theo tiêu chuẩn kích thước NG5. Các van này kiểm soát dòng chất lỏng thủy lực trong các hệ thống cần áp suất và tốc độ dòng chảy vừa phải. WE 5 truyền thống có thể xử lý áp suất lên tới 250 bar và tốc độ dòng chảy từ 14 đến 20 lít mỗi phút. Trong nhiều năm, mức hiệu suất này hoạt động tốt đối với các hệ thống thủy lực nhỏ hơn như máy móc nhỏ gọn và thiết bị công nghiệp nhẹ.
Tuy nhiên, các ứng dụng công nghiệp hiện đại đòi hỏi nhiều năng lượng hơn và tốc độ dòng chảy cao hơn. Đây là lúc sự phát triển của Van điều khiển hướng WE 5 trở nên quan trọng. Rexroth đã phát triển dòng 5X, bao gồm các mẫu 5-.WE 10. Những van mới hơn này duy trì triết lý thiết kế của WE 5 ban đầu nhưng có kích thước lên tới kích thước NG10. Kết quả là một van có thể xử lý tới 160 lít mỗi phút ở áp suất đạt tới 420 bar. Ngày nay, khi các kỹ sư tìm kiếm Van điều khiển hướng WE 5, họ thường chọn những mẫu NG10 này vì chúng đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất hiện tại.
Van điều khiển hướng dòng WE 5 tuân theo các tiêu chuẩn quốc tế như ISO 4401-05 và NFPA D05. Việc tiêu chuẩn hóa này có nghĩa là các van có thể được gắn trên các tấm phụ tiêu chuẩn và thay thế các van tương tự của các nhà sản xuất khác mà không cần thiết kế lại toàn bộ hệ thống.
Van hoạt động bên trong như thế nào
Cấu trúc cơ bản của Van điều khiển hướng WE 5 rất đơn giản. Bên trong thân van có một ống trượt di chuyển qua lại để kết nối các cổng khác nhau. Khi ống cuộn thay đổi vị trí, nó sẽ thay đổi các cổng kết nối với nhau. Ví dụ: ống chỉ có thể kết nối cổng P (áp suất) với cổng A trong khi kết nối cổng B với cổng T (bể chứa). Khi ống cuộn di chuyển theo hướng khác, nó sẽ đảo ngược các kết nối này.
Điều gì làm cho Van điều khiển hướng WE 5 di chuyển ống cuộn này? Câu trả lời là một điện từ. Rexroth sử dụng cái mà họ gọi là thiết kế điện từ "ướt". Bộ điện từ nằm bên trong chất lỏng thủy lực chứ không phải bịt kín khỏi nó. Điều này nghe có vẻ nguy hiểm nhưng thực tế nó mang lại khả năng làm mát tốt hơn và tuổi thọ cao hơn. Chất lỏng thủy lực mang nhiệt ra khỏi cuộn dây, cho phép bộ điện từ chạy liên tục mà không bị quá nóng.
Khi bạn tắt nguồn điện cho bộ điện từ, các lò xo bên trong van sẽ đẩy ống chỉ trở lại vị trí trung tâm của nó. Cấu hình lò xo khác nhau tạo ra các hành vi khác nhau. Thiết lập tiêu chuẩn sử dụng lò xo hồi vị ở cả hai bên. Một số phiên bản sử dụng lò xo khỏe hơn giúp việc chuyển van nhanh hơn. Các phiên bản khác loại bỏ hoàn toàn lò xo cho các ứng dụng đặc biệt trong đó ống cuộn phải ở bất kỳ vị trí nào mà nó di chuyển đến cuối cùng.
Nhiều mẫu Van điều khiển hướng WE 5 có tính năng ghi đè thủ công. Đây là một nút ấn trên đầu van cho phép ai đó di chuyển ống chỉ bằng tay. Trong quá trình thiết lập hoặc khắc phục sự cố, điều khiển thủ công này tỏ ra rất hữu ích. Bạn có thể kiểm tra hệ thống mà không cần sử dụng nguồn điện.
Khả năng và giới hạn hiệu suất
Các phiên bản NG10 hiện đại của hệ thống Van điều khiển hướng WE 5 xử lý những con số hiệu suất ấn tượng. Các mẫu tiêu chuẩn hoạt động ở áp suất 350 bar, với các phiên bản đặc biệt được đánh giá ở áp suất 420 bar. Lưu lượng đạt 160 lít/phút khi vận hành bằng điện áp DC, hoặc 120 lít/phút với điện áp xoay chiều sau khi chỉnh lưu.
Phạm vi nhiệt độ trải dài từ âm 30 độ C đến hơn 80 độ C. Van hoạt động với chất lỏng thủy lực từ rất mỏng (2,8 mm bình phương mỗi giây) đến khá dày (500 mm bình phương mỗi giây). Tính linh hoạt này có nghĩa là một thiết kế van phục vụ nhiều ứng dụng khác nhau.
Tuy nhiên, hiệu suất cao đi kèm với một số cân nhắc. Khi chất lỏng chảy qua van ở tốc độ tối đa, lực thủy lực tác động lên ống chỉ trở nên đáng kể. Những lực này có thể gây ra sự mất ổn định hoặc rung động. Để giải quyết vấn đề này, Rexroth cung cấp hộp tiết lưu lắp vào các cổng. Những hộp mực này hạn chế dòng chảy một chút, giúp giảm lực động và vận hành trơn tru. Sự đánh đổi là mức giảm áp suất qua van cao hơn, nhưng độ ổn định được cải thiện thường đáng giá.
Rò rỉ bên trong là một đặc điểm khác của thiết kế Van điều khiển hướng WE 5. Tất cả các van ống cuộn đều rò rỉ một số chất lỏng qua ống cuộn vì ống cuộn cần có khoảng trống để di chuyển tự do. Sự rò rỉ này tăng dần khi van bị mòn qua hàng nghìn chu kỳ. Đối với các ứng dụng cần giữ tải tại chỗ trong thời gian dài, chỉ riêng Van điều khiển hướng WE 5 có thể không cung cấp đủ lực giữ. Việc thêm các van một chiều bên ngoài hoặc chọn cấu hình ống trung tâm kín sẽ giúp giải quyết vấn đề này.
Điều khiển điện và thời gian đáp ứng
Phần điện của Van điều khiển hướng WE 5 hoạt động ở điện áp công nghiệp tiêu chuẩn. Các phiên bản DC chấp nhận điện áp 12, 24, 110 hoặc 220 volt, trong đó 24 volt là phổ biến nhất. Các phiên bản AC cần có đầu nối chỉnh lưu để chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều mà bộ điện từ yêu cầu.
Tiêu thụ điện năng dao động từ 17 đến 38 watt tùy thuộc vào kiểu máy cụ thể. Các van được đánh giá cho chu kỳ hoạt động 100 phần trăm, nghĩa là chúng có thể duy trì năng lượng liên tục mà không bị hư hỏng. Đánh giá liên tục này rất quan trọng vì nhiều hệ thống thủy lực giữ một vị trí trong thời gian dài.
Thời gian đáp ứng thay đổi dựa trên một số yếu tố. Các cuộn dây điện từ tiêu chuẩn mất từ 65 đến 150 mili giây để bật và từ 48 đến 104 mili giây để tắt. Những khoảng thời gian này có vẻ nhanh nhưng một số ứng dụng thậm chí còn cần phản hồi nhanh hơn. Rexroth cung cấp hộp mực điều chế độ rộng xung giúp giảm thời gian chuyển mạch xuống một nửa. Các hộp mực này tạo ra xung điện áp điện từ nhanh chóng theo kiểu được kiểm soát nhằm tăng tốc độ chuyển động của ống chỉ.
Một tùy chọn khác củaPWM giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng hơn là cải thiện tốc độ. Hộp giảm năng lượng này làm giảm nhiệt độ cuộn dây ít nhất 30 độ C. Nhiệt độ thấp hơn giúp kéo dài tuổi thọ của van trong môi trường nóng hoặc các ứng dụng có hiệu suất cao. Các kỹ sư cần phải lựa chọn giữa việc tối ưu hóa tốc độ hoặc tối ưu hóa quản lý nhiệt. Hệ thống Van điều khiển hướng WE 5 cung cấp các tùy chọn cho cả hai mức độ ưu tiên.
Khi bộ điện từ tắt, từ trường suy giảm sẽ tạo ra điện áp tăng đột biến. Sự tăng đột biến này có thể làm hỏng các thiết bị điện tử nhạy cảm được kết nối với cùng một nguồn điện. Solenoid K4 tiêu chuẩn yêu cầu điốt triệt tiêu bên ngoài để kẹp điện áp này dưới 500 volt. Phiên bản điện từ K72L bao gồm tính năng bảo vệ tích hợp, giúp đơn giản hóa việc đi dây và đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn điện.
Chọn cấu hình ống chỉ phù hợp
Ống cuộn bên trong Van điều khiển hướng WE 5 xác định hoạt động của van ở từng vị trí. Phổ biến nhất là cuộn bốn chiều, ba vị trí. Các ống cuộn này có bốn cổng (P, T, A, B) và ba vị trí riêng biệt (trái, giữa, phải).
Hành vi ở vị trí trung tâm là đặc biệt quan trọng. Ống cuộn "E" đóng tất cả bốn cổng ở vị trí trung tâm. Điều này tạo ra một trung tâm khép kín để khóa tải tại chỗ và tạo áp suất tại máy bơm. Cấu hình E cung cấp khả năng giữ tải tối đa nhưng cần có van xả để bảo vệ máy bơm khỏi quá áp.
Ống chỉ "H" đóng các cổng P, A và B trong khi kết nối T ở vị trí trung tâm. Điều này sẽ dỡ máy bơm xuống bể, giảm lãng phí năng lượng khi đặt van vào giữa. Tải vẫn bị khóa vì A và B đóng, nhưng lực giữ không mạnh bằng ống E.
Ống chỉ "J" đóng P trong khi kết nối A, B và T với nhau ở vị trí trung tâm. Điều này cho phép tải nổi tự do và cho phép sự giãn nở nhiệt thoát ra khỏi bể. Cấu hình J rất hữu ích cho các hệ thống cần di chuyển dễ dàng ở vị trí trung lập hoặc để ngăn ngừa sự tích tụ áp suất do thay đổi nhiệt độ.
Việc chọn sai loại ống chỉ sẽ tạo ra vấn đề. Ví dụ: sử dụng ống H trên ứng dụng nâng thẳng đứng có thể khiến tải trôi xuống chậm do rò rỉ bên trong. Ống chỉ E sẽ giữ tốt hơn. Mặt khác, sử dụng ống E trên trục ngang cần di chuyển tự do sẽ khiến hệ thống có cảm giác cứng và lãng phí năng lượng. Hiểu ứng dụng của bạn sẽ giúp bạn chọn cấu hình Van điều khiển hướng WE 5 phù hợp.
Những cân nhắc về lắp đặt và bảo trì
Việc lắp đặt Van điều khiển hướng WE 5 cần chú ý đến một số điểm chính. Van gắn trên tấm phụ phải đáp ứng tiêu chuẩn ISO 4401-05. Các tấm phụ Rexroth có số bộ phận cụ thể và cần được đặt hàng riêng. Trước khi lắp đặt van, hãy đảm bảo tấm phụ sạch sẽ và được lắp đặt đúng cách trên ống góp hoặc khối.
Kết nối điện sử dụng đầu nối tiêu chuẩn DIN EN 175301-803. Đầu nối có thể xoay 90 độ để đáp ứng các nhu cầu định tuyến dây khác nhau. Một số đầu nối bao gồm bộ chỉnh lưu tích hợp để vận hành AC, trong khi một số đầu nối khác thêm đèn LED để xác nhận trực quan trạng thái điện từ.
Độ sạch của chất lỏng quan trọng hơn hầu hết mọi người nhận ra. Khe hở bên trong Van điều khiển hướng WE 5 chỉ đo được vài micromet. Các hạt ô nhiễm có thể làm kẹt ống chỉ, khiến van bị dính hoặc không dịch chuyển được. Nên lọc đến 25 micromet hoặc mịn hơn. Bảo trì bộ lọc thường xuyên ngăn ngừa hầu hết các vấn đề về van.
Van hoạt động với dầu thủy lực gốc khoáng và một số loại chất lỏng có khả năng phân hủy sinh học. Vật liệu làm kín có NBR (nitrile) cho dầu tiêu chuẩn hoặc FKM (Viton) cho chất lỏng tổng hợp và nhiệt độ cao. Đảm bảo vật liệu bịt kín phù hợp với chất lỏng trong hệ thống của bạn.
Bảo trì tương đối đơn giản. Các cuộn dây điện từ có thể thay thế được mà không cần tháo van ra khỏi hệ thống. Kiểm tra điện trở cuộn dây định kỳ để phát hiện sự xuống cấp trước khi xảy ra lỗi. Nếu van bắt đầu phản ứng chậm hoặc không chuyển dịch được thì nguyên nhân rất có thể là do ô nhiễm. Việc xả hệ thống và thay thế bộ lọc thường giải quyết được vấn đề. Các bộ phận bên trong bị mòn có thể được thay thế bằng các phụ tùng Rexroth chính hãng, thường có sẵn trong 10 năm sau khi sản xuất.
Ra quyết định mua hàng
Khi bạn quyết định mua Van điều khiển hướng WE 5 hoặc NG10 hiện đại tương đương, một số yếu tố ảnh hưởng đến sự lựa chọn. Đầu tiên, hãy xác minh các yêu cầu về lưu lượng và áp suất của bạn. Nếu bạn cần ít hơn 20 lít mỗi phút ở áp suất vừa phải, kích thước NG5 truyền thống có thể đủ. Để có hiệu suất cao hơn, các mẫu NG10 dòng 5X là tiêu chuẩn hiện tại.
Thứ hai, hãy xem xét điện áp có sẵn trong cơ sở của bạn. Phiên bản DC 24 volt phổ biến nhất trong tự động hóa công nghiệp, trong khi các tùy chọn 110 hoặc 220 volt phù hợp với các khu vực và ứng dụng khác nhau.
Thứ ba, đánh giá xem bạn có cần các tính năng đặc biệt như chuyển mạch nhanh, giảm năng lượng hay giám sát vị trí hay không. Các tùy chọn này làm tăng thêm chi phí nhưng mang lại lợi ích thực sự trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.
Giá thay đổi đáng kể dựa trên thông số kỹ thuật và nhà cung cấp. Các nhà phân phối được ủy quyền và nhà cung cấp công nghiệp cung cấp các loại van này, thường có hỗ trợ kỹ thuật để giúp lựa chọn. Mua số lượng lớn thường đủ điều kiện để được giảm giá theo số lượng. Danh mục Rexroth chính thức cung cấp thông số kỹ thuật chi tiết và mã đặt hàng để đảm bảo bạn nhận được chính xác loại van phù hợp.
Các nhà cung cấp thay thế cung cấp van tương thích với mức giá thấp hơn, nhưng khả năng tương thích và độ tin cậy có thể khác nhau. Đối với các ứng dụng quan trọng, van Rexroth chính hãng mang lại giá trị lâu dài tốt hơn thông qua hiệu suất ổn định và tính sẵn có của các bộ phận.
Ứng dụng thực tế và các yếu tố thành công
Van điều khiển hướng WE 5 và các sản phẩm tiếp theo của nó tìm thấy vị trí phù hợp trong vô số ứng dụng. Máy ép phun sử dụng chúng để điều khiển kẹp khuôn và đầu phun. Hệ thống robot dựa vào chúng để điều khiển chuyển động chính xác. Xe nâng phụ thuộc vào chúng cho chức năng lái và nâng. Máy ép tạo hình kim loại, máy công cụ và thiết bị xử lý vật liệu đều kết hợp các van này.
Thành công với bất kỳ việc lắp đặt Van điều khiển hướng WE 5 nào đều phụ thuộc vào việc kết nối van với các yêu cầu ứng dụng. Các ứng dụng có lưu lượng cao cần hộp tiết lưu để duy trì sự ổn định. Môi trường nhiệt độ cao được hưởng lợi từ các cuộn dây giảm năng lượng. Các ứng dụng chịu tải yêu cầu các ống cuộn trung tâm đóng và có thể cả các van kiểm tra bên ngoài.
Hệ thống điện phải cung cấp điện áp phù hợp và có chức năng bảo vệ chống tăng điện áp. Thiết kế hệ thống thủy lực phải tính đến sự sụt giảm áp suất qua van và cung cấp khả năng lọc đầy đủ.
Bảo trì thường xuyên giúp kéo dài tuổi thọ của van và ngăn ngừa thời gian ngừng hoạt động không mong muốn. Các biện pháp thực hành đơn giản như theo dõi tình trạng bộ lọc, kiểm tra rò rỉ bên ngoài và kiểm tra phản ứng điện từ giúp hệ thống hoạt động ổn định.
Sự phát triển từ dòng WE 5 ban đầu đến dòng 5X hiện đại cho thấy các bộ phận thủy lực công nghiệp tiến bộ như thế nào để đáp ứng nhu cầu thay đổi. Hiểu được cả khả năng kế thừa và hiện tại giúp các kỹ sư đưa ra quyết định sáng suốt về biến thể Van điều khiển hướng WE 5 nào phục vụ tốt nhất cho ứng dụng của họ. Với việc lựa chọn, lắp đặt và bảo trì thích hợp, các van này mang lại khả năng phục vụ đáng tin cậy trong nhiều năm trong môi trường công nghiệp đòi hỏi khắt khe.
