Când oamenii caută informații despre supapa de control direcțională WE 5 pentru Rexroth, de obicei doresc să înțeleagă ce face această supapă, cum funcționează și dacă se potrivește nevoilor lor. Denumirea WE 5 se referă la o categorie de mărime specifică din gama de supape Rexroth, dar povestea este mai interesantă decât un singur model de supapă.
Ce este supapa de control direcțională WE 5
WE 5 original de la Rexroth a fost o supapă de control direcțională construită la standardul de dimensiune NG5. Aceste supape controlau fluxul de fluid hidraulic în sistemele care aveau nevoie de presiune și debite moderate. Tradiționalul WE 5 putea suporta presiuni de până la 250 bar și debite între 14 și 20 de litri pe minut. Timp de mulți ani, acest nivel de performanță a funcționat bine pentru sistemele hidraulice mai mici, cum ar fi mașinile compacte și echipamentele industriale ușoare.
Cu toate acestea, aplicațiile industriale moderne necesită mai multă putere și debite mai mari. Aici devine importantă evoluția supapei de control direcțional WE 5. Rexroth a dezvoltat seria 5X, care include modelele 5-.WE 10. Aceste supape mai noi mențin filozofia de proiectare a originalului WE 5, dar scala până la dimensiunea NG10. Rezultatul este o supapă care poate gestiona până la 160 de litri pe minut la presiuni care ajung la 420 bar. Când inginerii caută astăzi o supapă de control direcțională WE 5, ajung adesea să aleagă aceste modele NG10, deoarece îndeplinesc cerințele actuale de performanță.
Familia de supape de control direcțional WE 5 urmează standarde internaționale precum ISO 4401-05 și NFPA D05. Această standardizare înseamnă că supapele se pot monta pe plăci standard și pot înlocui supape similare de la alți producători fără a reproiecta întregul sistem.
Cum funcționează supapa în interior
Structura de bază a unei supape de control direcțional WE 5 este simplă. În interiorul corpului supapei se află o bobină glisantă care se mișcă înainte și înapoi pentru a conecta diferite porturi. Când bobina își schimbă poziția, schimbă porturile care se conectează între ele. De exemplu, bobina poate conecta portul P (presiune) la portul A în timp ce conectează portul B la portul T (rezervor). Când bobina se mișcă în cealaltă direcție, inversează aceste conexiuni.
Ce face ca supapa de control direcțională WE 5 să miște această bobină? Răspunsul este un solenoid electromagnetic. Rexroth folosește ceea ce ei numesc un design de solenoid „umed”. Solenoidul se află în interiorul fluidului hidraulic, mai degrabă decât să fie etanșat departe de acesta. Acest lucru poate suna riscant, dar oferă de fapt o răcire mai bună și o viață mai lungă. Lichidul hidraulic transportă căldura din bobină, permițând solenoidului să funcționeze continuu fără supraîncălzire.
Când opriți alimentarea solenoidului, arcurile din interiorul supapei împing bobina înapoi în poziția sa centrală. Configurațiile diferite ale arcurilor creează comportamente diferite. Configurația standard utilizează arcuri de retur pe ambele părți. Unele versiuni folosesc arcuri mai puternice pentru a face comutarea supapei mai rapidă. Alte versiuni elimină în întregime arcurile pentru aplicații speciale în care bobina ar trebui să rămână în orice poziție în care s-a mutat.
Multe modele de supapă de control direcțională WE 5 includ o funcție de anulare manuală. Acesta este un buton deasupra supapei care permite cuiva să miște bobina cu mâna. În timpul instalării sau depanării, acest control manual se dovedește foarte util. Puteți testa sistemul fără a aplica energie electrică.
Capacități și limite de performanță
Versiunile moderne NG10 ale sistemului cu supapă de control direcțională WE 5 gestionează cifre impresionante de performanță. Modelele standard funcționează la o presiune de 350 bar, cu versiuni speciale evaluate pentru 420 bar. Capacitatea debitului ajunge la 160 litri pe minut cu funcționare cu tensiune DC sau 120 litri pe minut cu tensiune AC după rectificare.
Intervalul de temperatură se întinde de la minus 30 de grade Celsius la plus 80 de grade Celsius. Supapa funcționează cu fluide hidraulice variind de la foarte subțire (2,8 milimetri pătrați pe secundă) până la destul de groase (500 milimetri pătrați pe secundă). Această flexibilitate înseamnă că un design de supapă servește mai multor aplicații diferite.
Cu toate acestea, performanța ridicată vine cu unele considerații. Când fluidul curge prin supapă la viteze maxime, forțele hidraulice care acționează asupra bobinei devin substanțiale. Aceste forțe pot provoca instabilitate sau vibrații. Pentru a gestiona acest lucru, Rexroth oferă cartușe de accelerație care se instalează în porturi. Aceste cartușe limitează ușor fluxul, ceea ce reduce forțele dinamice și ușurează funcționarea. Compensația este căderea de presiune mai mare pe supapă, dar stabilitatea îmbunătățită merită de obicei.
Scurgerea internă este o altă caracteristică a designului supapei de control direcțional WE 5. Toate supapele cu bobină scurg ceva lichid pe lângă bobină, deoarece bobina are nevoie de spațiu liber pentru a se mișca liber. Această scurgere crește treptat pe măsură ce supapa se uzează de-a lungul a mii de cicluri. Pentru aplicațiile care trebuie să mențină sarcinile în poziție pentru perioade lungi, este posibil ca valva de control direcțională WE 5 singură să nu ofere suficientă forță de reținere. Adăugarea supapelor de reținere externe sau alegerea unei configurații de bobină cu centru închis ajută la rezolvarea acestei probleme.
Control electric și timp de răspuns
Partea electrică a supapei de control direcțional WE 5 funcționează la tensiuni industriale standard. Versiunile DC acceptă 12, 24, 110 sau 220 volți, 24 volți fiind cel mai frecvent. Versiunile AC au nevoie de un conector redresor pentru a converti curentul alternativ în curentul continuu pe care îl necesită solenoidul.
Consumul de energie variază de la 17 la 38 de wați, în funcție de modelul specific. Supapele sunt evaluate pentru un ciclu de funcționare de 100%, ceea ce înseamnă că pot rămâne alimentate continuu fără deteriorare. Această evaluare continuă este importantă deoarece multe sisteme hidraulice dețin o poziție pentru perioade îndelungate.
Timpul de răspuns variază în funcție de mai mulți factori. Solenoizii standard durează între 65 și 150 de milisecunde pentru a se porni și între 48 și 104 de milisecunde pentru a se opri. Aceste timpi pot părea rapid, dar unele aplicații au nevoie de un răspuns și mai rapid. Rexroth oferă cartușe de modulare a lățimii impulsului care reduc timpul de comutare la jumătate. Aceste cartușe PWM impulsează rapid tensiunea solenoidului într-un model controlat care accelerează mișcarea bobinei.
O altă opțiune PWM reduce consumul de energie în loc să îmbunătățească viteza. Acest cartus de reducere a energiei scade temperatura bobinei cu cel putin 30 de grade Celsius. O temperatură mai scăzută prelungește durata de viață a supapei în medii calde sau în aplicații cu sarcini ridicate. Inginerii trebuie să aleagă între optimizarea pentru viteză sau optimizarea pentru managementul termic. Sistemul cu supapă de control direcțională WE 5 oferă opțiuni pentru ambele priorități.
Când solenoidul se oprește, câmpul magnetic în colaps generează un vârf de tensiune. Acest vârf poate deteriora electronicele sensibile conectate la aceeași sursă de alimentare. Solenoizii K4 standard necesită diode de suprimare externe pentru a fixa această tensiune sub 500 de volți. Versiunea cu solenoid K72L include protecție integrată, care simplifică cablarea și asigură conformitatea cu standardele de siguranță electrică.
Alegerea configurației corecte a bobinei
Bobina din interiorul unei supape de control direcțional WE 5 determină ce face supapa în fiecare poziție. Cele mai comune sunt bobinele cu patru căi și trei poziții. Aceste bobine au patru porturi (P, T, A, B) și trei poziții distincte (stânga, centru, dreapta).
Comportamentul poziției centrale este deosebit de important. O bobină „E” închide toate cele patru porturi în poziția centrală. Acest lucru creează un centru închis care blochează sarcina pe loc și creează presiune la pompă. Configurația E asigură menținerea maximă a sarcinii, dar necesită o supapă de siguranță pentru a proteja pompa de suprapresiune.
O bobină „H” închide porturile P, A și B în timp ce conectează T în poziția centrală. Acest lucru descarcă pompa în rezervor, reducând risipa de energie atunci când supapa este centrată. Sarcina rămâne blocată deoarece A și B sunt închise, dar forța de reținere nu este la fel de puternică ca la o bobină E.
O bobină „J” închide P în timp ce conectează A, B și T împreună în poziția centrală. Acest lucru permite încărcăturii să plutească liber și permite expansiunii termice să scape în rezervor. Configurația J este utilă pentru sistemele care trebuie să se deplaseze cu ușurință în poziție neutră sau pentru a preveni creșterea presiunii în urma schimbărilor de temperatură.
Alegerea tipului de bobină greșit creează probleme. De exemplu, utilizarea unei bobine H pe o aplicație de ridicare verticală poate lăsa sarcina să coboare lent din cauza scurgerilor interne. O bobină E ar ține mai bine. Pe de altă parte, utilizarea unei bobine E pe o axă orizontală care trebuie să se miște liber ar face ca sistemul să se simtă rigid și ar pierde energie. Înțelegerea aplicației dumneavoastră vă ajută să selectați configurația corectă a supapei de control direcțional WE 5.
Considerații de instalare și întreținere
Instalarea unei supape de control direcțional WE 5 necesită atenție la câteva puncte cheie. Supapa se montează pe o placă care trebuie să îndeplinească standardele ISO 4401-05. Plăcile auxiliare Rexroth au numere de piese specifice și trebuie comandate separat. Înainte de a instala supapa, asigurați-vă că placa auxiliară este curată și instalată corect pe distribuitor sau bloc.
Conexiunile electrice folosesc conectori standard DIN EN 175301-803. Conectorul poate fi rotit la 90 de grade pentru a se potrivi diferitelor nevoi de dirijare a firelor. Unii conectori includ redresoare încorporate pentru funcționarea AC, în timp ce alții adaugă indicatoare LED pentru confirmarea vizuală a stării solenoidului.
Curățenia fluidelor contează mai mult decât își dau seama majoritatea oamenilor. Jocurile din interiorul supapei de control direcțional WE 5 măsoară doar câțiva micrometri. Particulele de contaminare pot bloca bobina, ceea ce face ca supapa să se lipească sau să nu se miște. Se recomandă insistent filtrarea la 25 micrometri sau mai fin. Întreținerea regulată a filtrului previne majoritatea problemelor la supape.
Supapa funcționează cu uleiuri hidraulice pe bază de minerale și mai multe tipuri de fluide biodegradabile. Materialele de etanșare sunt disponibile în NBR (nitril) pentru uleiuri standard sau FKM (Viton) pentru fluide sintetice și temperaturi ridicate. Asigurați-vă că materialul de etanșare se potrivește cu fluidul din sistemul dumneavoastră.
Întreținerea este relativ simplă. Bobinele solenoidelor sunt înlocuibile fără a scoate supapa din sistem. Verificați periodic rezistența bobinei pentru a detecta degradarea înainte de apariția defecțiunii. Dacă supapa începe să răspundă lent sau nu se mișcă, contaminarea este cea mai probabilă cauză. Spălarea sistemului și înlocuirea filtrelor rezolvă de obicei problema. Componentele interne uzate pot fi înlocuite cu piese de schimb originale Rexroth, care sunt de obicei disponibile timp de zece ani după producție.
Luarea Deciziei de Cumparare
Atunci când decideți să cumpărați o supapă de control direcțională WE 5 sau echivalentul său modern NG10, mai mulți factori influențează alegerea. În primul rând, verificați cerințele de debit și presiune. Dacă aveți nevoie de mai puțin de 20 de litri pe minut la presiune moderată, o dimensiune tradițională NG5 ar putea fi suficientă. Pentru performanțe mai mari, modelele NG10 din seria 5X sunt standardul actual.
În al doilea rând, luați în considerare tensiunea electrică disponibilă în instalația dvs. Versiunea de 24 de volți DC este cea mai comună în automatizarea industrială, în timp ce opțiunile de 110 sau 220 de volți se potrivesc diferitelor regiuni și aplicații.
În al treilea rând, evaluați dacă aveți nevoie de funcții speciale, cum ar fi comutarea rapidă, reducerea energiei sau monitorizarea poziției. Aceste opțiuni adaugă costuri, dar oferă beneficii reale în aplicațiile solicitante.
Pretul variaza considerabil in functie de specificatii si furnizor. Distribuitorii autorizați și furnizorii industriali dețin aceste supape, adesea cu asistență tehnică pentru a ajuta la selecție. Achizițiile în vrac se califică de obicei pentru reduceri de volum. Catalogul oficial Rexroth oferă specificații detaliate și coduri de comandă pentru a vă asigura că obțineți exact supapa potrivită.
Furnizorii alternativi oferă supape compatibile la prețuri mai mici, dar compatibilitatea și fiabilitatea pot varia. Pentru aplicații critice, supapele Rexroth originale oferă o valoare mai bună pe termen lung prin performanță constantă și disponibilitatea pieselor.
Aplicații practice și factori de succes
Supapa de control direcțională WE 5 și descendenții săi își găsesc case în nenumărate aplicații. Mașinile de turnat prin injecție le folosesc pentru a controla clemele de matriță și ejectoarele. Sistemele robotizate se bazează pe ele pentru un control precis al mișcării. Stivuitoarele depind de ele pentru funcțiile de direcție și ridicare. Presele de formare a metalelor, mașinile-unelte și echipamentele de manipulare a materialelor încorporează toate aceste supape.
Succesul oricărei instalații de supapă de control direcțională WE 5 depinde de potrivirea supapei la cerințele aplicației. Aplicațiile cu debit mare au nevoie de cartușe de accelerație pentru a menține stabilitatea. Mediile cu temperaturi ridicate beneficiază de solenoizi de reducere a energiei. Aplicațiile de susținere a sarcinii necesită bobine cu centru închis și eventual supape de reținere externe.
Sistemul electric trebuie să furnizeze o tensiune adecvată și să includă protecție împotriva vârfurilor de tensiune. Proiectarea sistemului hidraulic trebuie să țină cont de căderile de presiune prin supapă și să asigure o filtrare adecvată.
Întreținerea regulată prelungește durata de viață a supapei și previne opririle neașteptate. Practici simple precum monitorizarea stării filtrului, verificarea scurgerilor externe și testarea răspunsului solenoidului mențin sistemul să funcționeze în mod fiabil.
Evoluția de la WE 5 original la seria modernă 5X demonstrează modul în care componentele hidraulice industriale avansează pentru a răspunde nevoilor în schimbare. Înțelegerea atât a moștenirii, cât și a capacităților actuale îi ajută pe ingineri să ia decizii informate cu privire la varianta de supapă de control direcțională WE 5 care servește cel mai bine aplicației lor. Cu selecția, instalarea și întreținerea corespunzătoare, aceste supape oferă ani de serviciu fiabil în medii industriale solicitante.
