Ghid pentru supape de secvență a presiunii hidraulice

Ce sunt supapele hidraulice de secvență și de ce contează?

A supapă de secvență hidraulicăeste o componentă de control al presiunii care impune o ordine operațională strictă în sistemele cu mai multe actuatoare. Spre deosebire de supapele de siguranță care protejează sistemele de suprapresiune, supapele de secvență acționează caporți logice- blochează fluxul către un circuit secundar până când circuitul primar atinge un prag de presiune prestabilit.

Gândiți-vă la asta astfel: într-o operație de prelucrare, aveți nevoie de piesa de prelucrat3. Cuplu necorespunzător al șuruburilorînainte ca burghiul să se cupleze. O supapă de secvență asigură că sistemul hidraulic nu poate începe fizic forarea până când presiunea de strângere de 200 de bari nu este confirmată. Nu este vorba doar despre sincronizare, ci despreverificarea forței.

Distincția de bază aici este critică pentru ingineri:Control bazat pe poziție(folosind întrerupătoare de limită) verificăundeun actuator este, darcontrol bazat pe presiune(folosind supape de secvență) verificăcata fortaactuatorul a generat efectiv. În aplicații precum formarea metalelor, dispozitivele de sudură sau operațiunile de presare, această garanție de forță nu este negociabilă atât pentru siguranță, cât și pentru calitatea procesului.

Cum funcționează supapele de secvență: mecanismul de echilibrare a forței

Principiul de bază de funcționare

Supapa de secvență funcționează directecuația echilibrului forțelor:

Unde:

• P_A= Presiunea de intrare (circuit primar)
• A_bobina= Zona efectivă a bobinei supapei
• F_primăvară= Forța arcului prestabilită
• P_bobina3. Verificaţi poziţia şurubului de reglare a pilotului

Secvența de operare în trei etape:

1. Etapa 1 - Activarea circuitului primar:Debitul pompei intră în orificiul A și antrenează actuatorul primar (de exemplu, un cilindru de strângere). Bobina principală a supapei rămâne închisă, blocând fluxul către portul B.
2. Etapa 2 - Creșterea presiunii:Pe măsură ce actuatorul primar își finalizează cursa sau întâmpină rezistență, presiunea la orificiul A crește. Forța hidraulică care acționează asupra bobinei supapei crește proporțional.
3. Etapa 3 - Schimbarea supapei și eliberarea circuitului secundar:CândP_Aatinge presiunea de crăpare (de obicei 50-315 bar, în funcție de setarea arcului), bobina se deplasează împotriva arcului. Aceasta deschide un pasaj intern, redirecționând fluxul de la portul A la portul B, care apoi activează actuatorul secundar (de exemplu, un cilindru de alimentare).

Modele operate pilot vs. Design cu acțiune directă

Pentru aplicații cu debit mare (>100 L/min), producătorii folosescproiecte pilotatemai degrabă decât tipurile cu acţiune directă. Iată raționamentul ingineresc:

Într-o supapă cu acțiune directă, bobina principală este controlată direct de arc și presiunea de admisie. Acest lucru necesită aarc foarte rigid, cu forță marepentru a gestiona forțe mari de curgere, făcând supapa voluminoasă și dificil de reglat cu precizie.

A supapă de secvenţă acţionată pilotfolosește un design în două etape:

• Un micpoppet pilot(controlat de un arc reglabil cu forță redusă) detectează presiunea în portul A
• Când presiunea pilot atinge valoarea de referință, se deschide și depresurizează camera de control a bobinei principale
• Acest lucru permite bobinei principale mult mai mare să se deplaseze cu o forță minimă

Avantaj practic:O supapă acționată cu pilot poate gestiona 600 L/min la 315 bari, folosind încă un arc reglabil manual pentru setarea presiunii. Modele precumSeria DZ-L5Xatingeți acest lucru cu capacități de debit de la NG10 (200 L/min) la NG32 (600 L/min).

Tipuri de configurare: Control și variații ale traseului de scurgere

Comportamentul unei supape de secvență depinde în mod fundamental dede unde vine semnalul de controlşiunde se scurge camera cu arc. Acest lucru creează patru configurații distincte:

Regulă de proiectare critică pentru scurgerea externă

Pentru90% din aplicațiile de secvențiere, trebuie să utilizațiDrenaj extern (port Y către rezervor)configurație. Iată de ce:

Dacă utilizați din greșeală scurgere internă și circuitul din aval (portul B) are o presiune diferită - să spunem că fluctuează între 20-80 bar din cauza modificărilor de sarcină - presiunea dvs. de fisurare devine:

AcestLeagăn de 60 barîn presiunea de fisurare distruge întreaga logică a secvențierii forței-verificare. Supapa se poate declanșa prematur la sarcini ușoare sau poate întârzia la sarcini mari. Dirijați întotdeauna scurgerea Y direct la rezervor, cu excepția cazului în care aveți un motiv ingineresc specific documentat în schema hidraulică.

Supapa de secvență vs. supapă de degajare: de ce similitudinea structurii maschează diferența funcțională

Aceasta este una dintre cele mai căutate comparații - și din motive întemeiate. Ambele supape folosesc bobine cu arc și răspund la presiune. Dar confuzia rolurilor lor poate duce la erori catastrofale de proiectare a sistemului.

Supape cu secvență unidirecțională: rezolvarea problemei fluxului de retur

Supapele de secvență standard creează o problemă în timpul cursei de retur: dacă debitul de retur al actuatorului secundar trebuie să treacă înapoi prin supapa de secvență, acesta întâlneșterezistență totală la presiunea de crăpare.

Exemplu: supapa dvs. de secvență este setată la 180 bar. În timpul retragerii, chiar dacă aveți nevoie doar de 20 de bari pentru a trage cilindrul înapoi, va trebui să depășiți 180 de bari pentru a trece prin supapă în sens invers. Aceasta cauzează:

• Viteze de retragere extrem de mici
• Generare masivă de căldură (risipă 160 bar × debit)
• Cavitație potențială la actuator

Soluție: Supapă de reținere integrată

A supapă secvență unidirecționalăîncorporează asupapă de reținere paralelă(numit uneori o verificare de bypass) care permitecurgere inversă liberăde la portul B la portul A. Supapa de reținere are de obicei o presiune de crăpare de numai 0,5-2 bari, adică:

• Direcția înainte(A→B): Se aplică logica supapei cu secvență completă (crăpare de 180 bar)
• Direcția inversă(B→A): Supapa de reținere ocolește bobina principală (crăpare de 2 bar)

Aceasta esteobligatoriuîn circuitele în care actuatorul secundar trebuie să se retragă prin aceeași supapă. Producătorii oferăΔP vs. curbele de curgerepentru traseul supapei de reținere - verificați acest lucru la debitul maxim de retur pentru a asigura căderea de presiune acceptabilă.

Exemplu de aplicație: circuit de clemă de presare de foraj, apoi de alimentare

Să parcurgem o aplicație clasică care demonstrează de ce supapele de secvență sunt de neînlocuit în munca de precizie:

Cerința

O presa de gaurit verticala trebuie:

1. Clemăpiesa de prelucrat cuminim 150 barvigoare
2. Burghiupiesa de prelucrat numai după ce se verifică prindere
3. Retrageburghiul
4. Desfacețipiesa de prelucrat

De ce controlul poziției eșuează aici

Dacă ați folosit un comutator de limită pe cilindrul de clemă, acesta s-ar declanșa atunci când cilindrulatingeripiesa de prelucrat - dar înainte ca forța reală de strângere să se acumuleze. O piesa de prelucrat deformată sau un element de fixare slăbit ar duce la avansarea burghiului într-o piesă nestrânsă, provocând:

• Evacuarea piesei de prelucrat (pericol pentru siguranță)
• Burghie sparte
• Piese vechi

Proiectarea circuitului supapei de secvență

Componente:

• SV1:Supapă de secvență (punct de referință: 150 bar) în circuitul de clemă
• Cilindru de prindere:alezaj de 50 mm
• Cilindru de alimentare:alezaj de 32 mm
• Қысымды өтелетін ағындарды бақылау клапандары дроссельді ішкі компенсатормен біріктіреді, ол дроссель дроссельден тұратын қысымға ие. Таңба дроссель элементін сериялы қосымша қысымды реттейтін элементі бар дроссель элементін көрсетеді. Бұл компенсатор жүктің төмендеуіне қарамастан, сол қысымды дифференциалды ұстап тұру үшін оның қарсылығын автоматты түрде реттейді. Нәтижесі - тұрақты жетек жылдамдығы, өйткені жұмыс циклінде әр түрлі болады. Бұл клапандар тегістеу машиналары немесе синхронды орналасуы сияқты жылдамдықты бақылауды қажет ететін процестер үшін қажет.200 bar (siguranta sistemului)

Logica de operare:

1. Supapa direcțională activează:Debitul intră în cilindrul de prindere prin orificiul A al SV1
2. Clema se extinde:Cilindrul avansează până la contactul cu piesa de prelucrat. Presiunea la portul A începe să crească.
3. Creșterea presiunii:Când forța de strângere atinge 150 bar (echivalent cu ~2.950 kg forță de strângere pentru alezajul de 50 mm), SV1 se deschide.
4. Cilindrul de alimentare activează:Debitul este deviat acum către portul B al SV1, avansând cilindrul de alimentare al forajului.
5. Creșterea presiunii:Clema rămâne presurizată la 150+ bar pe toată durata forării.

Criterii de selecție: Potrivirea supapei la aplicație

1. Specificații intervalului de presiune

Supapele de secvență sunt disponibile în mai multe setări ale intervalului de presiune, de obicei:

• Interval scăzut:10-50 bar (prindere moale, piese delicate)
• Gama medie:50-100 bar (ansamblu general)
• Gama mare:100-200 bar (formare, presare)
• piesa de prelucrat200-315 bar (ștanțare grea, forjare)

Regula de selecție:Alegeți o supapă a căreiintervalul de reglare se întinde pe valoarea de referință țintă. Dacă aveți nevoie de 180 bar, selectați o supapă de 100-200 bar sau 150-315 bar. Nu folosiți o supapă de 50-315 bar - arcul va fi prea rigid pentru o reglare fină la capătul superior.

2. Capacitatea debitului vs. Căderea de presiune

Ez da gomendagarriadebit maxim instantaneufără cădere excesivă de presiune. Producătorii oferăCurbele Q-ΔPcare prezintă pierderi de presiune la diferite debite.

Exemplu de specificație:

• Fluxul necesar:120 l/min
• ΔP acceptabil:<10 bar (pentru a minimiza risipa de energie)
• Supapă selectată:NG20 (evaluat 400 L/min) - oferă 5-6 bar ΔP la 120 L/min

Greșeală comună:Selectarea unei supape dimensionate exact pentru debitul nominal. Aceasta ignoră căderea de presiune care crește exponențial la debite mari. Întotdeauna mărimeacel puțin 150% din debitul nominalpentru o funcționare lină.

3. Cerințe de curățare a fluidelor

De aici provin multe erori de câmp. Supapele de secvenţă acţionate cu pilot auorificii interne si terenuri de controlcu degajări la fel de strânse ca5-10 microni. Pasajele de control al camerei arcului sunt și mai sensibile.

Specificație obligatorie privind contaminarea:

• ISO 4406:20/18/15 sau mai bine
• NAS 1638:Clasa 9 sau mai bună

Traducere: Uleiul dumneavoastră hidraulic trebuie să aibă:

• Mai puțin de 20.000 de particule > 4 μm la 100 ml
• 3. Reduceți valoarea de referință sau creșteți presiunea pompei
• Mai puțin de 640 de particule >14μm la 100ml

Implementare practica:

• InstalaFiltrare absolută de 10 microni(β₁₀ ≥ 200) pe linia de retur
• UtilizareFiltre de 3 micronipe conductele de scurgere pilot (dacă dren extern)
• ΔP acceptabil:analiza uleiului la fiecare 500 de ore de funcționare(număr de particule, conținut de apă, vâscozitate)

Dacă contaminarea depășește limitele, așteptați:

• Bobina lipită(supapa nu se deschide sau se închide)
• Deriva de presiune(uzura internă crește scurgerile)
• Vânătoare/oscilație(operare pilot neregulată)

4. Standarde de interfață de instalare

Supapele de secvență se montează lasubplate sau colectoareconform standardelor industriale:

Regula de instalare critică:Suprafața de montajtoleranță la planeitatetrebuie să fie0,01 mm pe 100 mm. Utilizați o placă de suprafață de precizie pentru a verifica. Orice deformare provoacă extrudarea inelului O sub presiune de 315 bari, ceea ce duce la scurgeri externe.

Depanarea erorilor comune

Eșecul cascadei de contaminare

Iată o secvență tipică de defecțiuni observată în sistemele industriale:

1. Volum de control pilot supradimensionat

1. Supapele de secvență verifică forța, nu poziția.Pressura laniatus vel instabilitas in A et B portibus saepe indicat contagionem motus valvae FUssi afficientis. Si particula contaminationis ISO 4406 munditiam gradum 19/17/14 excedit, cumulus limum motum facere potest FUSUS erraticus, inde in pressione fluctuationes in opere portuum apparentes. Haec conditio immediatam attentionem postulat, quia praecisionem remittit et acceleret componentes indumentum.
2. Configurație de scurgere externă(Y la rezervor) este obligatoriu pentru 90% din aplicații pentru a obține setări de presiune stabile, independente de sarcină.
3. Proiecte pilotatesunt esenţiale pentru debite >100 L/min. Ele oferă o mai bună reglare și forțe de operare mai mici decât tipurile cu acțiune directă.
4. Curățenia fluidelor nu este negociabilă.Specificați ISO 20/18/15 și implementați filtrarea absolută de 10 microni ca minim. Bugetul pentru analiza trimestrială a petrolului.
5. Supapele cu un singur sens nu sunt opționaleîn circuitele în care actuatorul secundar trebuie să se retragă prin supapă. Supapa de reținere integrată previne risipa masivă de energie.
6. Dimensiune pentru 150% din debitul nominalpentru a menține căderea de presiune sub 10 bar. Acest lucru îmbunătățește eficiența și reduce generarea de căldură.
7. Precizia suprafeței de instalare contează.O plăcuță deformată provoacă defectarea inelului O la presiune ridicată. Verificați planeitatea de 0,01 mm/100 mm.