Khi bạn đang làm việc với các hệ thống thủy lực trong môi trường công nghiệp, van điều khiển hướng về cơ bản là bộ điều khiển lưu lượng cho năng lượng chất lỏng của bạn. Van điều khiển hướng Bosch Rexroth 4WE 10 J là một trong những công cụ giúp duy trì hoạt động lặng lẽ của dây chuyền sản xuất tại các nhà máy trên khắp thế giới. Loại van đặc biệt này đã tồn tại trong nhiều thập kỷ và có lý do chính đáng khiến các kỹ sư tiếp tục chỉ định nó cho các dự án của họ.
Điều gì làm nên sự khác biệt của Van điều khiển hướng 4WE 10 J
Rexroth 4WE 10 J là cái mà chúng tôi gọi là van ống định hướng hoạt động bằng điện từ. Hãy coi nó như một công tắc điều khiển bằng điện giúp điều khiển dầu thủy lực đến nơi cần đến. Phần "4WE" cho chúng ta biết nó có bốn cổng chính và hoạt động bằng điện. Số "10" cho biết đó là kích thước NG10, phù hợp với tiêu chuẩn lắp CETOP 5. Chữ "J" ở cuối thực sự khá quan trọng vì nó xác định cách hoạt động của van khi nó ở vị trí trung tâm.
Điều làm nên sự khác biệt của loại van này là khả năng xử lý áp suất và dòng chảy nghiêm trọng. Chúng ta đang nói về áp suất làm việc tối đa lên tới 350 bar, tương đương khoảng 5.000 pound mỗi inch vuông. Các phiên bản điện áp DC có thể đạt tới 160 lít mỗi phút, trong khi các phiên bản AC có thể xử lý 120 lít mỗi phút. Những con số đó quan trọng khi bạn đang cố gắng di chuyển vật nặng hoặc vận hành các xi lanh lớn.
Vị trí Trung tâm Mẫu chữ J hoạt động như thế nào
Cấu hình ống chữ J có lẽ là tính năng đặc biệt nhất của van điều khiển hướng này. Khi van nằm ở vị trí trung tâm và cả hai van điện từ đều bị tắt, tất cả các cổng chính đều bị chặn. Cổng bơm (P), cả hai cổng làm việc (A và B) và cổng hồi bể (T) được cách ly hoàn toàn với nhau.
Thiết kế trung tâm bị chặn này phục vụ một mục đích cụ thể. Khi bạn có một xi lanh thủy lực chịu một tải nặng, bạn sẽ không muốn tải đó giảm xuống trong khi bạn không chủ động kiểm soát nó. 4WE 10 J giữ mọi thứ ở đúng vị trí. Máy bơm không đưa dầu đi đâu cả và xi lanh không thể chảy ngược trở lại thùng chứa. Điều này làm cho nó đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng như máy ép phun, nơi bạn cần giữ vị trí chính xác trong các giai đoạn khác nhau của chu trình đúc.
Khi bạn cấp điện cho một trong các cuộn dây điện từ, ống cuộn sẽ dịch chuyển để kết nối máy bơm với một cổng làm việc trong khi cổng làm việc còn lại mở ra bể chứa. Cấp năng lượng cho điện từ khác và các kết nối đảo ngược. Đó là hệ thống thủy lực đơn giản, nhưng tâm bị chặn mang lại cho bạn khả năng giữ tĩnh mà một số mẫu ống cuộn khác không cung cấp.
Các chi tiết kỹ thuật quan trọng
4WE 10 J tuân theo tiêu chuẩn ISO 4401-05-04-0-05 cho giao diện lắp đặt của nó. Việc tiêu chuẩn hóa này có nghĩa là bạn có thể hoán đổi nó với các van NG10 khác từ các nhà sản xuất khác nhau nếu cần, mặc dù luôn có những chi tiết cần xác minh. Việc lắp đặt sử dụng bốn bu lông M6 x 50 có lực siết tới 15 Newton-mét. Bạn sẽ cần một tấm gắn riêng biệt mà Rexroth chỉ định giống như G 66/01.
Các cuộn dây điện từ được Rexroth gọi là thiết kế "pin ướt". Cuộn dây điện nằm trong vỏ tiếp xúc với dầu thủy lực, giúp làm mát và giảm tiếng ồn so với cuộn dây khô. Các cuộn dây này có thể tháo rời và xoay 90 độ mà không cần tháo rời toàn bộ van, rất tiện lợi khi bạn chật hẹp về không gian hoặc cần định hướng lại các kết nối điện. Các tùy chọn điện áp phổ biến bao gồm 24 VDC và 120 VAC, mặc dù cũng có các điện áp khác.
Thời gian đáp ứng là đáng nể đối với loại van điều khiển hướng này. Khi bạn tác dụng lực, ống cuộn sẽ dịch chuyển trong khoảng 45 đến 70 mili giây. Khi bạn cắt điện, lò xo sẽ trả lại điện sau 35 đến 45 mili giây. Đây không phải là tốc độ van trợ động nhưng chúng phù hợp với hầu hết các ứng dụng máy móc công nghiệp.
Bạn sẽ tìm thấy van này hoạt động ở đâu
4WE 10 J xuất hiện trong rất nhiều thiết bị công nghiệp khác nhau. Máy công cụ hạng nặng sử dụng nó để điều khiển bàn làm việc và trục quay. Máy ép thủy lực dựa vào nó để điều khiển xi lanh chính xác. Máy ép phun có lẽ là một trong những ứng dụng phổ biến nhất, đặc biệt là trong các mạch kẹp khuôn nơi bạn cần giữ hàng tấn lực kẹp mà không bị trôi.
Trong thiết lập ép phun thông thường, van điều khiển hướng sẽ xử lý việc mở và đóng khuôn. Trong quá trình phun, vị trí trung tâm kiểu chữ J sẽ khóa dầu thủy lực trong xi lanh kẹp, duy trì áp suất không đổi ngay cả khi máy bơm có thể đang thực hiện công việc khác. Điều này ngăn chặn hiện tượng flash (rò rỉ nhựa không mong muốn từ khuôn) và đảm bảo chất lượng bộ phận ổn định. Khi đến lúc mở khuôn, một điện từ sẽ hoạt động và van dịch chuyển, điều khiển dầu rút lại cơ cấu kẹp.
Van cũng xuất hiện trong các thiết bị di động, máy móc xây dựng và hệ thống xử lý vật liệu. Bất cứ nơi nào bạn cần điều khiển hướng với khả năng giữ tốt và tốc độ dòng chảy hợp lý, 4WE 10 J đều đáng được cân nhắc.
Hiểu mã đơn hàng
Rexroth sử dụng hệ thống mã hóa có hệ thống cho các van điều khiển hướng của họ và việc hiểu rõ hệ thống này sẽ giúp bạn có được chính xác những gì mình cần. Mã số mẫu hoàn chỉnh điển hình có thể trông giống như 4WE 10 J3X/CG24N9K4, với mã số bộ phận Rexroth là R900589988.
Phân tích điều đó: Số "4" xác nhận bốn cổng chính. "WE" có nghĩa là van ống định hướng hoạt động bằng điện. "10" là xếp hạng kích thước NG10. "J" xác định mẫu ống cuộn có tâm bị chặn. "3X" hoặc "5X" biểu thị dòng sản phẩm, với 5X là dòng sản phẩm hiện tại. Các chữ cái và số sau dấu gạch chéo chỉ định các chi tiết như điện áp điện từ (G24 có nghĩa là 24 VDC), vật liệu bịt kín và các tùy chọn khác nhau.
Nếu bạn thấy chữ "V" ở hậu tố, điều đó biểu thị vòng đệm FKM thay vì vòng đệm NBR tiêu chuẩn. Bạn muốn có FKM nếu bạn đang sử dụng chất lỏng este photphat hoặc hoạt động ở nhiệt độ cao hơn. Phớt NBR tiêu chuẩn hoạt động tốt với dầu thủy lực gốc khoáng ở phạm vi nhiệt độ công nghiệp bình thường.
Yêu cầu về chất lỏng và lọc
4WE 10 J được thiết kế chủ yếu cho dầu thủy lực gốc khoáng, mặc dù nó có thể xử lý este photphat bằng vật liệu bịt kín phù hợp. Phạm vi độ nhớt khá rộng, từ khoảng 2,8 đến 380 mm vuông mỗi giây, với độ nhớt hoạt động danh nghĩa khoảng 37 ở 55 độ C. Nhiệt độ hoạt động phải ở mức từ âm 20 đến cộng 50 độ C đối với môi trường xung quanh.
Đây là nơi bắt đầu xảy ra nhiều vấn đề đau đầu về bảo trì: độ sạch của chất lỏng. Độ hở bên trong van điều khiển hướng được đo bằng micron. Chúng ta đang nói đến khoảng cách từ 3 đến 13 micron ở những khu vực quan trọng. Để so sánh, một sợi tóc của con người có kích thước khoảng 70 micron. Nếu bạn để chất bẩn xâm nhập vào dầu thủy lực, các hạt có thể lọt vào các khe hở này và khiến ống cuộn bị dính.
Rexroth khuyến nghị lọc ở mức 10 micron hoặc tốt hơn. Đó không phải là một gợi ý bạn nên bỏ qua. Ống bị kẹt có nghĩa là van của bạn sẽ không dịch chuyển hoặc tệ hơn là nó có thể dịch chuyển và không quay trở lại. Đặc biệt với các cuộn dây điện xoay chiều, một ống cuộn bị kẹt có thể dẫn đến cháy cuộn dây vì cuộn dây điện từ được thiết kế để hoạt động không liên tục chứ không phải giữ liên tục. Việc tuân theo những tiêu chuẩn như tiêu chuẩn sạch sẽ của NAS 1638 Loại 9 sẽ giúp bạn bớt đau buồn sau này.
Các vấn đề thường gặp và khắc phục sự cố
Hầu hết các vấn đề xảy ra với 4WE 10 J đều bắt nguồn từ ba lĩnh vực: nhiễm bẩn, lỗi điện hoặc hư hỏng cơ học. Tin vui là Rexroth bao gồm tính năng ghi đè thủ công trên các van này, cung cấp cho bạn công cụ chẩn đoán.
Nếu van điều khiển hướng của bạn không dịch chuyển khi bạn cấp điện cho bộ điện từ, trước tiên hãy thử ghi đè thủ công. Nhấn chốt ghi đè và xem van có dịch chuyển cơ học không. Nếu nó chuyển số bằng tay nhưng không chuyển số bằng điện thì bạn đang gặp sự cố về điện. Kiểm tra điện áp của bạn tại đầu nối điện từ, xác minh hệ thống dây điện của bạn và kiểm tra điện trở cuộn dây. Nếu van không dịch chuyển ngay cả bằng tay thì ống chỉ bị kẹt, thường là do nhiễm bẩn.
Các vấn đề ô nhiễm tự bộc lộ theo nhiều cách khác nhau. Đôi khi van dịch chuyển nhưng không trở về vị trí trung tâm đúng cách. Những lần khác nó có thể thay đổi chậm hoặc không hề. Rò rỉ bên trong là một triệu chứng khác, khi bạn mất áp suất hoặc thấy xi lanh bị trôi ngay cả khi van được cho là ở vị trí khóa giữa. Những vấn đề này thường có nghĩa là sự nhiễm bẩn đã làm ảnh hưởng đến ống cuộn hoặc thân van, tạo ra các đường rò rỉ.
Các vấn đề về điện thường đơn giản. Không có điện áp có nghĩa là hãy kiểm tra hệ thống dây điện và điều khiển của bạn. Điện áp hoặc cực tính sai (đối với điện từ DC) có nghĩa là van có thể dịch chuyển không đáng tin cậy. Cuộn dây bị nổ biểu hiện dưới dạng mạch hở hoặc điện trở rất thấp. Việc thay thế cuộn dây khá đơn giản vì chúng chỉ cần luồn ra khỏi thân van.
Thiệt hại cơ học ít phổ biến hơn nhưng có thể xảy ra. Lò xo hồi vị bị hỏng sẽ khiến ống cuộn không thể định tâm. Các chân điện từ bị hỏng sẽ không đẩy ống cuộn đúng cách. Những điều này thường yêu cầu thay thế hoặc xây dựng lại van thay vì sửa chữa đơn giản.
Cân nhắc cài đặt
Việc lắp đặt 4WE 10 J đúng cách bắt đầu bằng bề mặt lắp đặt phẳng, sạch sẽ. Van bắt vít vào tấm phụ hoặc ống góp bằng cách sử dụng bốn bu lông M6 mà chúng tôi đã đề cập trước đó. Độ phẳng bề mặt rất quan trọng vì các vòng chữ O bịt kín mỗi cổng phải nén đều. Bất kỳ sự cong vênh hoặc mảnh vụn nào cũng có thể tạo ra đường dẫn rò rỉ.
Siết các bu lông lắp đó lên 15 Newton-mét, không hơn, không kém. Quá ít và bạn có thể bị rò rỉ bên ngoài. Quá nhiều bạn có nguy cơ làm biến dạng thân van, có thể khiến ống cuộn bị kẹt. Sử dụng cờ lê mô-men xoắn, không phải đoán.
Các kết nối điện cũng cần được chú ý. Đảm bảo bạn đang kết nối với đúng thiết bị đầu cuối điện áp. Van thường có một dải đầu cuối hoặc đầu nối cho mỗi cuộn dây điện từ, cùng với kết nối đất. Kết nối mặt đất đó là bắt buộc để đảm bảo an toàn và cũng có thể giảm nhiễu điện trong hệ thống điều khiển của bạn.
Van điều khiển hướng phải được định hướng với các cuộn dây hướng lên khi có thể. Điều này giúp ngăn chặn sự tích tụ độ ẩm trong các kết nối điện. Nếu bạn phải gắn nó theo cách khác, hãy cân nhắc thêm ủng hoặc vỏ để bảo vệ các cực điện.
So sánh các lựa chọn thay thế
4WE 10 J không phải là van điều khiển hướng NG10 duy nhất hiện có. Parker sản xuất dòng D3W, có thông số kỹ thuật tương tự. Eaton Vickers có dòng DG4V-5. HYDAC sản xuất van NG10 có thể thay thế trong nhiều ứng dụng. Vậy tại sao bạn vẫn có thể chọn Rexroth?
Công suất dòng chảy là một yếu tố. 4WE 10 J's 160 lít mỗi phút ở phiên bản DC vượt trội so với một số đối thủ cạnh tranh. Thời gian phản hồi cạnh tranh ở mức 45 đến 70 mili giây để cung cấp năng lượng. Thiết kế điện từ pin ướt với cuộn dây có thể tháo rời, xoay được mang lại những lợi thế bảo trì thiết thực. Rexroth cũng cung cấp nhiều mẫu và tùy chọn ống cuộn hơn trong dòng 4WE 10, giúp bạn linh hoạt hơn để đáp ứng chính xác nhu cầu của mình.
Về giá cả, các van này nằm trong cùng một sân chơi bóng chày. Bạn có thể trả từ 950 đến 1.050 đô la Mỹ cho một cấu hình thông thường. Mức giá đó phản ánh chất lượng cấp công nghiệp và kỹ thuật nhằm duy trì khoảng trống chặt chẽ và hiệu suất đáng tin cậy.
Sự khác biệt thực sự thường nằm ở những gì bạn đang sử dụng trong hệ thống của mình. Nếu thiết bị của bạn đã được chế tạo dựa trên các bộ phận Rexroth, việc sử dụng 4WE 10 J sẽ duy trì tính nhất quán trong kho linh kiện và sự quen thuộc của kỹ thuật viên. Nếu bạn đang làm việc với các hệ thống Parker hoặc Eaton, các hệ thống tương đương của chúng có thể tích hợp trơn tru hơn.
Tìm nguồn cung ứng và sẵn có
Việc tìm kiếm 4WE 10 J nhìn chung rất đơn giản. Các cấu hình phổ biến như R900589988 (phiên bản 24 VDC) thường có sẵn tại các nhà phân phối công nghiệp. Rexroth có một cửa hàng trực tuyến chính thức nơi bạn có thể mua trực tiếp. Các nền tảng cung cấp công nghiệp như Alibaba cung cấp cả van Rexroth chính hãng và các lựa chọn thay thế tương thích, tuy nhiên bạn cần xác minh những gì bạn thực sự nhận được.
Thời gian thực hiện khác nhau tùy thuộc vào cấu hình. Các mặt hàng trong kho có thể được giao trong vòng vài ngày. Các đơn đặt hàng đặc biệt với những lựa chọn khác thường có thể mất vài tuần. Nếu bạn đang bảo trì các thiết bị quan trọng, việc chuẩn bị sẵn một van dự phòng là điều hợp lý vì chi phí tương đối thấp so với thời gian ngừng hoạt động.
Xin lưu ý rằng các dòng cũ hơn như 3X đã bị ngừng sản xuất. Nếu bạn đang thay thế van dòng 3X, bạn có thể nâng cấp lên dòng 5X, đây là phiên bản sản xuất hiện tại. Giao diện lắp đặt và hoạt động cơ bản vẫn giữ nguyên, mặc dù có thể có những khác biệt nhỏ về tùy chọn hoặc thông số hiệu suất.
Làm cho nó kéo dài
Để có được tuổi thọ tối đa từ van điều khiển hướng của bạn phụ thuộc vào một số phương pháp thực hành chính. Đầu tiên và quan trọng nhất: duy trì chất lỏng thủy lực sạch. Bộ lọc 10 micron mà chúng ta đã nói trước đó không phải là tùy chọn nếu bạn muốn có dịch vụ đáng tin cậy. Thay đổi bộ lọc của bạn thường xuyên và theo dõi sự sụt giảm áp suất trên phần tử bộ lọc.
Thứ hai, hãy xác minh rằng mẫu ống đệm J thực sự phù hợp với ứng dụng của bạn. Nếu bạn đang sử dụng máy bơm thể tích cố định không có van xả thì tâm bị tắc có thể gây ra sự cố. Máy bơm sẽ tác động vào các cổng bị tắc, tạo ra nhiệt và lãng phí năng lượng. Ống chỉ J hoạt động tốt nhất với máy bơm có thể tích thay đổi hoặc hệ thống có khả năng dỡ tải riêng biệt.
Thứ ba, sử dụng ghi đè thủ công trong quá trình chẩn đoán, không phải như một phương pháp vận hành thông thường. Những chân ghi đè đó dùng để khắc phục sự cố và bảo trì, không phải để sử dụng trong sản xuất hàng ngày. Việc đập liên tục vào phần ghi đè có thể làm hỏng cơ chế theo thời gian.
Thứ tư, chú ý đến áp suất và lưu lượng vận hành hệ thống của bạn. Chỉ vì 4WE 10 J có thể xử lý 350 bar và 160 lít mỗi phút không có nghĩa là bạn nên chạy nó liên tục ở những giới hạn đó. Hoạt động ở giữa phạm vi hiệu suất thay vì ở mức cao nhất sẽ kéo dài tuổi thọ sử dụng.
Cuối cùng, khi bạn gặp sự cố, đừng chỉ lắp một cuộn dây điện từ mới mà không tìm hiểu lý do tại sao nó bị hỏng. Cuộn dây thường không tự hỏng. Chúng bị hỏng do ống cuộn bị kẹt và cuộn dây quá nóng hoặc do sự cố về điện trong hệ thống điều khiển của bạn. Khắc phục nguyên nhân gốc rễ chứ không chỉ triệu chứng.
Điểm mấu chốt
Van điều khiển hướng Rexroth 4WE 10 J đại diện cho sự phát triển của thủy lực công nghiệp trong nhiều thập kỷ. Nó không cầu kỳ hay công nghệ cao theo tiêu chuẩn ngày nay, nhưng nó hoạt động đáng tin cậy khi được áp dụng và bảo trì đúng cách. Mẫu ống chữ J với tâm bị chặn giúp bạn chịu tải tốt. Kích thước NG10 xử lý lưu lượng và áp suất đáng kể. Thiết kế điện từ pin ướt cân bằng hiệu suất với khả năng bảo trì thực tế.
Nếu bạn đang thiết kế một hệ thống thủy lực mới cần điều khiển hướng với khả năng giữ hoặc nếu bạn đang thay thế một van bị mòn trong thiết bị hiện có thì 4WE 10 J xứng đáng được xem xét. Chỉ cần đảm bảo rằng bạn đang chỉ định đúng dòng sản phẩm (5X cho sản phẩm hiện tại), điện áp điện từ chính xác và vật liệu bịt kín thích hợp cho chất lỏng của bạn. Hãy chú ý đến việc lọc ngay từ ngày đầu tiên và bạn sẽ nhận được nhiều năm sử dụng đáng tin cậy từ các van này.
Hiểu cách hoạt động của van điều khiển hướng và những gì nó cần để duy trì sức khỏe không hề phức tạp. Nó chỉ yêu cầu chú ý đến các chi tiết quan trọng: chất lỏng sạch, điện áp thích hợp, ứng dụng chính xác và bảo trì thường xuyên. Hãy làm đúng những điều đó và 4WE 10 J sẽ giữ cho hệ thống thủy lực của bạn luôn chảy đến nơi chúng cần đến, khi chúng cần đến đó.
