Những van này ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta. Bạn sẽ tìm thấy chúng trong các máy đào đào nền, xe nâng các hộp di chuyển trong kho và ngay cả trong các hệ thống điều khiển máy bay. Nếu không có các van này, máy nặng sẽ không thể kiểm soát được.
Làm thế nào để các van hoạt động?
Các phần chính
Mỗi van điều khiển định hướng thủy lực đều có ba phần chính hoạt động cùng nhau:
1. Thân van
Thân van giống như ngôi nhà nơi mọi thứ xảy ra. Nó thường được làm từ các vật liệu mạnh như thép hoặc nhôm. Bên trong, có những lỗ khoan cẩn thận gọi là cổng. Các cổng này có tên đặc biệt:
- Cổng P:Nơi chất lỏng áp lực đi vào
- Cổng T:Nơi chất lỏng trở lại bể
- Cổng A và B:Nơi chất lỏng đi để di chuyển xi lanh hoặc động cơ
2. Phần tử điều khiển
Đây là phần chuyển động thực sự chỉ đạo chất lỏng. Có hai loại chính:
Spool:Một mảnh tròn, trượt trông giống như một cây bút chì với các phần rộng hơn. Khi nó trượt qua lại, nó mở ra và đóng các con đường khác nhau cho chất lỏng.
Poppet:Một mảnh hình nón hoạt động như một nút chai trong chai. Nó niêm phong rất chặt khi đóng nhưng có thể mở để cho chất lỏng qua.
3. Tổ chức truyền động
Đây là những gì di chuyển phần tử điều khiển. Các loại phổ biến bao gồm:
- Lò xo đẩy van trở lại vị trí an toàn
- Solenoids (nam châm điện) di chuyển khi được cung cấp
- Đòn bẩy thủ công để vận hành tay
- Kiểm soát thí điểm sử dụng áp lực của hệ thống
Làm thế nào chất lỏng chảy
Hãy sử dụng một ví dụ đơn giản với xi lanh thủy lực:
Vị trí trung lập:Khi van ở vị trí giữa, xi lanh vẫn được đặt. Tùy thuộc vào thiết kế van, chất lỏng có thể bị chặn hoặc được phép quay trở lại bể.
Vị trí mở rộng:Van kết nối cổng áp suất (P) với cổng A, gửi chất lỏng để mở rộng xi lanh. Đồng thời, chất lỏng từ phía bên kia của xi lanh chảy trở lại qua cổng B đến bể (T).
Vị trí rút lại:Bây giờ van chuyển đổi. Áp lực đi đến Cảng B để rút lại xi lanh, trong khi chất lỏng trở về từ cổng A đến bể.
Các loại van điều khiển định hướng thủy lực
Bằng thiết kế nội bộ
Van ống
Đây là những loại phổ biến nhất. Các ống trượt bên trong thân van để tạo ra các đường dẫn dòng khác nhau.
Điểm tốt:
- Có thể xử lý các hoạt động phức tạp với nhiều vị trí
- Điện trở thấp đối với dòng chất lỏng
- Đa năng và được sử dụng rộng rãi
Không tốt lắm:
- Khoảng cách nhỏ cho phép một số chất lỏng bị rò rỉ trong nội bộ
- Có thể bị kẹt nếu chất lỏng bị bẩn
Van poppet
Chúng sử dụng các yếu tố hình nón hoặc hình quả bóng được niêm phong chặt chẽ vào chỗ ngồi.
Điểm tốt:
- Hầu như không có rò rỉ nội bộ
- Làm việc tốt với chất lỏng bẩn
- Tuyệt vời để giữ tải nặng
Không tốt lắm:
- Giới hạn trong các chức năng bật/tắt đơn giản
- Cần thêm lực để vận hành
Bằng cách họ vận hành
Van thủ công:Được vận hành bằng tay bằng cách sử dụng đòn bẩy, núm hoặc nút. Đơn giản và đáng tin cậy, nhưng ai đó cần phải ở đó để vận hành chúng.
Van điện từ:Sử dụng năng lượng điện để vận hành. Đây là hoàn hảo cho các hệ thống tự động và có thể được điều khiển bởi các máy tính.
Van vận hành phi công:Sử dụng áp suất thủy lực của hệ thống để di chuyển van chính. Điều này giống như sử dụng một van nhỏ để điều khiển một van lớn - tuyệt vời cho các ứng dụng dòng chảy cao.
Bằng cách kiểm soát độ chính xác
Van bật/tắt:Các công tắc đơn giản được mở hoàn toàn hoặc đóng hoàn toàn. Giống như một công tắc ánh sáng - nó là bật hoặc tắt.
Van tỷ lệ:Chúng có thể mở một phần, giống như một công tắc mờ hơn cho đèn. Bạn càng bật tín hiệu điều khiển, van càng mở. Điều này cung cấp cho bạn kiểm soát tốc độ trơn tru.
Van servo:Loại chính xác nhất, được sử dụng trong các ứng dụng cần điều khiển cực kỳ chính xác, như máy bay hoặc thiết bị sản xuất chính xác.
Các tính năng và thông số kỹ thuật quan trọng
Chức năng trung tâm
Đối với các van đệm, những gì xảy ra ở vị trí trung tính (giữa) là rất quan trọng:
Trung tâm đóng cửa:Tất cả các cổng bị chặn. Điều này khóa xi lanh tại chỗ nhưng làm cho máy bơm hoạt động khó khăn hơn.
Trung tâm mở:Cổng áp lực kết nối với bể. Điều này tiết kiệm năng lượng bằng cách để máy bơm chạy mà không áp lực, nhưng xi lanh có thể trôi.
Trung tâm song song:Một sự thỏa hiệp giúp tiết kiệm một số năng lượng trong khi cung cấp khả năng giữ tải tốt hơn.
Số hiệu suất chính
- Xếp hạng áp lực:Bao nhiêu áp suất của van có thể xử lý an toàn. Thường được đo trong psi hoặc thanh.
- Tốc độ dòng chảy:Bao nhiêu chất lỏng có thể đi qua mỗi phút. Thường được đo bằng gallon mỗi phút (GPM) hoặc lít mỗi phút.
- Thời gian trả lời:Làm thế nào nhanh chóng van phản ứng với tín hiệu điều khiển. Quan trọng đối với các ứng dụng cần chuyển động nhanh.
- Áp lực giảm:Bao nhiêu áp lực bị mất khi chất lỏng chảy qua van. Thấp hơn là tốt hơn cho hiệu quả.
Biểu tượng và tiêu chuẩn van
Các kỹ sư sử dụng các ký hiệu đặc biệt để hiển thị các van trong sơ đồ thủy lực. Những biểu tượng này tuân theo các tiêu chuẩn quốc tế (ISO 1219) để các kỹ sư trên toàn thế giới có thể hiểu chúng.
Biểu tượng van hiển thị:
- Hộp đại diện cho từng vị trí
- Mũi tên hiển thị đường dẫn dòng chảy
- Các dòng có điểm T hiển thị các đường dẫn bị chặn
- Chữ cái (p, t, a, b) đánh dấu các cổng
- Biểu tượng cho lò xo và solenoids
Ví dụ: "van 4/3" có nghĩa là 4 cổng và 3 vị trí.
Các ứng dụng phổ biến
Thiết bị xây dựng
Máy đào sử dụng nhiều van điều khiển định hướng để vận hành sự bùng nổ, cánh tay, xô và theo dõi một cách độc lập. Các nhà khai thác sử dụng cần điều khiển gửi tín hiệu đến các van tỷ lệ để điều khiển trơn tru.
Chế tạo
Các dây chuyền lắp ráp sử dụng các van này để điều khiển các hệ thống băng tải, máy ép và băng tải. Các van vận hành điện từ đáp ứng các lệnh máy tính cho thời gian chính xác.
Nông nghiệp
Máy kéo hiện đại sử dụng các khối van tỷ lệ để kiểm soát các dụng cụ như máy cày và máy gặt. Một số hệ thống thậm chí tích hợp với GPS cho công việc hiện trường tự động.
Không gian vũ trụ
Máy bay sử dụng van servo cực kỳ đáng tin cậy để điều khiển chuyến bay. Các van này phải hoạt động hoàn hảo ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt.
Các nhà sản xuất hàng đầu
Bosch Rexroth:Được biết đến với các van chất lượng cao với điện tử và khả năng giám sát tiên tiến.
Parker Hannifin:Cung cấp một phạm vi rộng từ van công nghiệp cơ bản đến van thiết bị di động chuyên dụng.
Eaton (Vickers):Nổi tiếng với các van hạng nặng kéo dài một thời gian dài trong điều kiện khó khăn.
Danfoss:Chuyên về thủy lực di động và hệ thống tiết kiệm năng lượng.
Hydac:Được biết đến với các van hộp mực nhỏ gọn và các giải pháp đa dạng tùy chỉnh.
Cài đặt và bảo trì
Chọn đúng van
Hãy xem xét các yếu tố này:
- Yêu cầu về áp lực và dòng chảy: Kết hợp nhu cầu hệ thống của bạn
- Loại điều khiển: BẬT/TẮT cho các tác vụ đơn giản, tỷ lệ cho tốc độ thay đổi
- Môi trường: Chọn hải cẩu và lớp phủ phù hợp với điều kiện của bạn
- An toàn: Chọn các chức năng trung tâm cung cấp hoạt động an toàn
Các vấn đề và giải pháp phổ biến
Valve sẽ không hoạt động:
- Kiểm tra kết nối điện trên van điện từ
- Xác minh áp suất thủy lực đầy đủ cho các van vận hành phi công
- Tìm kiếm các vật cản cơ học
Hoạt động chậm hoặc thất thường:
- Làm sạch hoặc thay thế chất lỏng thủy lực bẩn
- Kiểm tra không khí trong hệ thống
- Kiểm tra các thành phần van bị mòn
Rò rỉ bên ngoài:
- Thay thế hải cẩu và miếng đệm đã mòn
- Kiểm tra độ phẳng bề mặt lắp
- Xác minh mô -men xoắn thích hợp
Thực tiễn tốt nhất
Cài đặt:
- Giữ mọi thứ sạch sẽ trong quá trình cài đặt
- Sử dụng các miếng đệm và hợp chất niêm phong thích hợp
- Siết chặt bu lông thành các giá trị mô -men xoắn được chỉ định
Hoạt động:
- Bắt đầu với áp suất thấp để kiểm tra chức năng cơ bản
- Giám sát nhiệt độ và áp suất hệ thống
- Giữ chất lỏng thủy lực sạch với sự lọc thích hợp
BẢO TRÌ:
- Hoạt động của van kiểm tra thường xuyên
- Thay đổi chất lỏng thủy lực theo lịch trình
- Giữ hồ sơ bảo trì chi tiết
Xu hướng tương lai
Ngành công nghiệp van thủy lực tiếp tục phát triển:
Van thông minh:Các van mới bao gồm các cảm biến và thiết bị điện tử có thể báo cáo tình trạng và hiệu suất của chúng. Điều này giúp dự đoán khi cần bảo trì.
Hiệu quả năng lượng:Các nhà sản xuất đang phát triển các van lãng phí ít năng lượng hơn, giúp giảm chi phí vận hành và tác động môi trường.
Tích hợp:Các van đang trở nên nhỏ gọn và tích hợp hơn với các thành phần hệ thống khác, giảm điểm rò rỉ và thời gian cài đặt.
Kiểm soát kỹ thuật số:Nhiều van được thiết kế để hoạt động với các hệ thống điều khiển kỹ thuật số và mạng Internet of Things (IoT).
Van điều khiển định hướng thủy lực là các thành phần thiết yếu làm cho máy móc hiện đại có thể. Từ các van bật/tắt đơn giản đến các hệ thống servo tinh vi, các thiết bị này chuyển đổi tín hiệu điện hoặc cơ học thành công suất thủy lực được kiểm soát.
Hiểu cách các van này hoạt động, các loại khác nhau của chúng và cách chọn và duy trì chúng là rất quan trọng đối với bất kỳ ai làm việc với các hệ thống thủy lực. Khi công nghệ tiến bộ, các van này đang trở nên thông minh hơn, hiệu quả hơn và tích hợp hơn với các hệ thống điều khiển kỹ thuật số.
Cho dù bạn đang vận hành thiết bị hạng nặng, thiết kế các hệ thống tự động hóa hoặc duy trì máy móc thủy lực, kiến thức về các van điều khiển định hướng sẽ giúp bạn làm việc hiệu quả và an toàn hơn.
Bằng cách chọn van phù hợp cho ứng dụng của bạn và duy trì đúng cách, bạn có thể đảm bảo hoạt động đáng tin cậy và tuổi thọ dài. Điều quan trọng là hiểu các yêu cầu hệ thống của bạn và kết hợp chúng với công nghệ van phù hợp.
Hãy nhớ rằng, khi nghi ngờ, tham khảo ý kiến các chuyên gia hệ thống thủy lực hoặc nhà sản xuất van. Họ có thể cung cấp hướng dẫn cụ thể cho nhu cầu ứng dụng độc đáo của bạn và giúp đảm bảo hiệu suất hệ thống tối ưu.
