Când lucrați cu sisteme hidraulice în setări industriale, supapa de control direcțională este, în esență, controlorul de trafic pentru puterea dumneavoastră fluidă. Supapa de control direcțională Bosch Rexroth 4WE 10 J este unul dintre acei cai de lucru care mențin în liniște liniile de producție în fabrici din întreaga lume. Această supapă specifică există de zeci de ani și există un motiv bun pentru care inginerii continuă să o specifice pentru proiectele lor.
Ce face ca supapa de control direcțională 4WE 10 J să fie diferită
Rexroth 4WE 10 J este ceea ce numim o supapă direcțională acționată cu solenoid. Gândiți-vă la el ca la un comutator controlat electric care direcționează uleiul hidraulic acolo unde trebuie să meargă. Partea „4WE” ne spune că are patru porturi principale și este acționată electric. „10” indică că este o dimensiune NG10, care se potrivește cu standardul de montare CETOP 5. Acel „J” de la sfârșit este de fapt destul de important, deoarece definește modul în care se comportă supapa atunci când se află în poziția sa centrală.
Ceea ce diferențiază această supapă este capacitatea sa de a gestiona presiunea și debitul serios. Vorbim despre presiuni maxime de lucru de până la 350 bar, ceea ce se traduce la aproximativ 5.000 de lire sterline pe inch pătrat. Versiunile cu tensiune de curent continuu pot împinge 160 de litri pe minut, în timp ce versiunile de curent alternativ gestionează 120 de litri pe minut. Aceste numere contează atunci când încercați să mutați sarcini grele sau să utilizați cilindri mari.
Cum funcționează poziția centrală a modelului J
Configurația tamburului J este probabil cea mai distinctivă caracteristică a acestei supape de control direcțional. Când supapa se află în poziția sa centrală cu ambii solenoizi opriți, toate porturile principale sunt blocate. Orificiul pompei (P), ambele orificii de lucru (A și B) și orificiul de retur al rezervorului (T) sunt complet izolate unul de celălalt.
Acest design de centru blocat servește un scop specific. Când aveți un cilindru hidraulic care susține o sarcină grea, nu doriți ca sarcina să se strecoare în jos în timp ce nu o controlați activ. 4WE 10 J menține totul blocat pe loc. Pompa nu trimite ulei nicăieri, iar cilindrul nu poate curge înapoi în rezervor. Acest lucru îl face deosebit de util în aplicații precum mașinile de turnare prin injecție, în care aveți nevoie de menținerea precisă a poziției în timpul diferitelor etape ale ciclului de turnare.
Când activați unul dintre solenoizi, bobina se schimbă pentru a conecta pompa la un port de lucru, în timp ce celălalt port de lucru se deschide la rezervor. Alimentați celălalt solenoid și conexiunile se inversează. Este un sistem hidraulic simplu, dar centrul blocat vă oferă acea capacitate de reținere statică pe care alte modele de bobină nu o oferă.
Detaliile tehnice care contează
4WE 10 J urmează standardul ISO 4401-05-04-0-05 pentru interfața sa de montare. Această standardizare înseamnă că o puteți schimba cu alte supape NG10 de la diferiți producători, dacă este necesar, deși există întotdeauna detalii de verificat. Montarea folosește patru șuruburi M6 x 50 strânse la 15 Newtoni-metri. Veți avea nevoie de o placă de montare separată, pe care Rexroth o desemnează ca fiind un G 66/01.
Solenoizii sunt ceea ce Rexroth numește design „pin umed”. Bobina electrică se află într-o carcasă care este expusă uleiului hidraulic, care ajută la răcire și reduce zgomotul în comparație cu solenoizii uscati. Aceste bobine pot fi îndepărtate și rotite la 90 de grade fără a demonta întreaga supapă, ceea ce este convenabil atunci când aveți spațiu limitat sau trebuie să reorientați conexiunile electrice. Opțiunile comune de tensiune includ 24 VDC și 120 VAC, deși sunt disponibile alte tensiuni.
Timpii de răspuns sunt respectabili pentru acest tip de ventil de control direcțional. Când aplicați putere, bobina se schimbă în aproximativ 45 până la 70 de milisecunde. Când tăiați puterea, arcul o returnează în 35 până la 45 de milisecunde. Acestea nu sunt viteze ale supapelor servo, dar sunt adecvate pentru majoritatea aplicațiilor de mașini industriale.
Unde veți găsi această supapă funcțională
4WE 10 J apare într-o mulțime de echipamente industriale diferite. Mașinile-unelte grele îl folosesc pentru controlul meselor de lucru și axului. Presele hidraulice se bazează pe acesta pentru un control precis al cilindrului. Mașinile de turnat prin injecție sunt probabil una dintre cele mai comune aplicații, în special în circuitele de strângere a matriței, unde trebuie să mențineți tone de forță de strângere fără nicio derivă.
Într-o configurație tipică de turnare prin injecție, supapa de control direcțională se ocupă de deschiderea și închiderea matriței. În timpul injecției, poziția centrală a modelului J blochează uleiul hidraulic în cilindrul de prindere, menținând presiunea constantă, chiar dacă pompa ar putea efectua alte lucrări. Acest lucru previne flash-ul (scurgerile nedorite de plastic din matriță) și asigură o calitate constantă a pieselor. Când este timpul să deschideți matrița, un solenoid se declanșează și supapa se schimbă, direcționând uleiul pentru a retrage mecanismul de prindere.
Supapa apare și în echipamentele mobile, mașini de construcții și sisteme de manipulare a materialelor. Oriunde aveți nevoie de control direcțional cu capacitate bună de reținere și debite rezonabile, 4WE 10 J merită luat în considerare.
Înțelegerea codului de comandă
Rexroth folosește un sistem de codificare sistematic pentru supapele lor de control direcțional, iar înțelegerea acestuia vă ajută să obțineți exact ceea ce aveți nevoie. Un număr de model complet tipic ar putea arăta ca 4WE 10 J3X/CG24N9K4, cu numărul de piesă Rexroth R900589988.
Defalcarea: „4” confirmă patru porturi principale. „NOI” înseamnă că este o supapă direcțională acționată electric. „10” este evaluarea dimensiunii NG10. „J” identifică modelul bobinei cu centrul blocat. „3X” sau „5X” indică seria, 5X fiind seria de producție curentă. Literele și numerele de după bară specifică detalii precum tensiunea solenoidului (G24 înseamnă 24 VDC), materialul de etanșare și diverse opțiuni.
Dacă vedeți un „V” în sufix, acesta indică sigilii FKM în loc de sigiliile standard NBR. Ați dori FKM dacă utilizați fluide de ester fosfat sau funcționați la temperaturi mai ridicate. Garniturile standard NBR funcționează bine cu uleiurile hidraulice minerale în intervalele normale de temperatură industrială.
Cerințe de fluid și filtrare
4WE 10 J este proiectat în primul rând pentru uleiuri hidraulice pe bază de minerale, deși poate manipula esterii fosforici cu materialul de etanșare potrivit. Intervalul de vâscozitate este destul de larg, de la aproximativ 2,8 până la 380 de milimetri pătrați pe secundă, cu o vâscozitate nominală de funcționare în jur de 37 la 55 de grade Celsius. Temperatura de funcționare ar trebui să rămână între minus 20 și plus 50 de grade Celsius pentru mediul ambiant.
De aici încep multe bătăi de cap de întreținere: curățarea fluidelor. Jocurile din interiorul unei supape de control direcțional sunt măsurate în microni. Vorbim lacune între trei și treisprezece microni în zonele critice. Un păr uman are aproximativ 70 de microni pentru comparație. Dacă lăsați contaminarea să pătrundă în uleiul hidraulic, particulele se pot bloca în aceste degajări și pot face ca bobina să se lipească.
Rexroth recomandă filtrarea la 10 microni sau mai bine. Aceasta nu este o sugestie pe care ar trebui să o ignorați. O bobină blocată înseamnă că supapa nu se va mișca sau, mai rău, s-ar putea schimba și nu se va întoarce. În special cu solenoizii AC, o bobină blocată poate duce la arderea bobinei, deoarece solenoidul este proiectat pentru funcționare intermitentă, nu pentru menținere continuă. Respectarea standardelor de curățenie NAS 1638 Clasa 9 vă va scuti de durere pe drum.
Probleme comune și depanare
Cele mai multe probleme cu 4WE 10 J provin din trei domenii: contaminare, defecțiuni electrice sau deteriorări mecanice. Vestea bună este că Rexroth include o suprasolicitare manuală a acestor supape, care vă oferă un instrument de diagnosticare.
Dacă supapa de control direcțională nu se mișcă atunci când activați solenoidul, încercați mai întâi comanda manuală. Împingeți știftul de suprareglare și vedeți dacă supapa se mișcă mecanic. Dacă schimbă manual, dar nu electric, te uiți la o problemă electrică. Verificați tensiunea la conectorul solenoidului, verificați cablarea și testați rezistența bobinei. Dacă supapa nu se va deplasa nici măcar manual, bobina este blocată, de obicei din cauza contaminării.
Problemele de contaminare se anunță în diverse moduri. Uneori, supapa se schimbă, dar nu revine corect în centru. Alteori se poate schimba lent sau deloc. Scurgerea internă este un alt simptom, în care pierzi presiunea sau vezi deplasarea cilindrului chiar și cu supapa presupus în poziția centrală blocată. Aceste probleme înseamnă de obicei că contaminarea a marcat bobina sau corpul supapei, creând căi de scurgere.
Problemele electrice sunt de obicei simple. Fără tensiune înseamnă să vă verificați cablarea și sistemul de control. Tensiune sau polaritate greșită (pentru solenoizi DC) înseamnă că supapa s-ar putea să nu se schimbe în mod fiabil. Bobinele explodate apar ca circuite deschise sau rezistență foarte scăzută. Înlocuirea bobinei este destul de simplă, deoarece acestea pur și simplu se scot din corpul supapei.
Deteriorările mecanice sunt mai puțin frecvente, dar se pot întâmpla. Arcurile de retur sparte vor împiedica centrarea bobinei. Știfturile solenoidului deteriorate nu vor împinge bobina în mod corespunzător. Acestea necesită, de obicei, înlocuirea sau reconstruirea supapei, mai degrabă decât reparații simple.
Considerații de instalare
Montarea corectă a unui 4WE 10 J începe cu o suprafață de montare curată și plană. Șuruburile supapei pe o placă sau un colector folosind acele patru șuruburi M6 pe care le-am menționat mai devreme. Planeitatea suprafeței contează deoarece inelele O care etanșează fiecare port trebuie să se comprima uniform. Orice deformare sau resturi pot crea căi de scurgere.
Strângeți acele șuruburi de montare la 15 Newtoni-metri, nici mai mult, nici mai puțin. Prea puțin și s-ar putea să aveți scurgeri externe. Prea mult și riscați să distorsionați corpul supapei, ceea ce poate cauza blocarea bobinei. Folosiți o cheie dinamometrică, nu o presupunere.
Și conexiunile electrice necesită atenție. Asigurați-vă că vă conectați la bornele corecte de tensiune. Supapa are de obicei o bandă terminală sau un conector pentru fiecare solenoid, plus o conexiune la masă. Acea conexiune la pământ este obligatorie pentru siguranță și poate reduce, de asemenea, zgomotul electric din sistemul dumneavoastră de control.
Supapa de control direcțională trebuie să fie orientată cu solenoizii îndreptați în sus, atunci când este posibil. Acest lucru ajută la prevenirea acumulării de umezeală în conexiunile electrice. Dacă trebuie să îl montați diferit, luați în considerare adăugarea de cizme sau capace pentru a proteja bornele electrice.
Compararea alternativelor
4WE 10 J nu este singura supapă de control direcțională NG10 disponibilă. Parker produce seria D3W, care oferă specificații similare. Eaton Vickers are seria DG4V-5. HYDAC produce supape NG10 care pot înlocui în multe aplicații. Deci, de ce ai putea alege în continuare Rexroth?
Capacitatea debitului este un factor. 4WE 10 J are 160 de litri pe minut în versiunile DC îi depășește pe unii concurenți. Timpul de răspuns este competitiv la 45 până la 70 de milisecunde pentru energizare. Designul solenoidului cu știft umed cu bobine detașabile și rotative oferă avantaje practice de întreținere. Rexroth oferă, de asemenea, o varietate mai largă de modele și opțiuni de bobine în cadrul seriei 4WE 10, oferindu-vă mai multă flexibilitate pentru a vă potrivi nevoilor exacte.
În ceea ce privește prețul, aceste supape sunt în același stagiu. Puteți plăti oriunde între 950 și 1.050 de dolari SUA pentru o configurație comună. Prețul reflectă calitatea industrială și ingineria care se referă la menținerea spațiului liber și a performanței fiabile.
Diferențierea reală se reduce adesea la ceea ce utilizați deja în sistemul dvs. Dacă echipamentul dumneavoastră este deja construit în jurul componentelor Rexroth, rămânerea cu 4WE 10 J menține coerența în inventarul de piese și familiaritatea tehnicianului. Dacă lucrați cu sisteme Parker sau Eaton, echivalentele acestora s-ar putea integra mai ușor.
Aprovizionare și disponibilitate
Găsirea unui 4WE 10 J este în general simplă. Configurațiile obișnuite precum R900589988 (versiunea 24 VDC) sunt de obicei în stoc la distribuitorii industriali. Rexroth are un magazin online oficial de unde puteți cumpăra direct. Platformele industriale de aprovizionare precum Alibaba oferă atât supape Rexroth autentice, cât și alternative compatibile, deși trebuie să verificați ceea ce obțineți de fapt.
Timpul de livrare variază în funcție de configurație. Articolele din stoc pot fi expediate în câteva zile. Comenzile speciale cu opțiuni neobișnuite ar putea dura câteva săptămâni. Dacă întrețineți echipamente critice, păstrarea unei supape de rezervă la îndemână are sens, având în vedere costul relativ scăzut în comparație cu timpul de nefuncționare.
Fiți conștienți de faptul că seriale mai vechi, cum ar fi 3X, au fost întrerupte. Dacă înlocuiți o supapă din seria 3X, puteți face upgrade la seria 5X, care este versiunea de producție actuală. Interfața de montare și funcționarea de bază rămân aceleași, deși pot exista diferențe minore în opțiuni sau specificații de performanță.
Făcându-l să dureze
Obținerea duratei maxime de viață de la supapa de control direcțională se reduce la câteva practici cheie. În primul rând și cel mai important: mențineți lichidul hidraulic curat. Acea filtrare de 10 microni despre care am vorbit mai devreme nu este opțională dacă doriți un serviciu de încredere. Schimbați-vă filtrele în mod regulat și urmăriți scăderea presiunii pe elementul de filtru.
În al doilea rând, verificați dacă modelul spool J se potrivește de fapt cu aplicația dvs. Dacă utilizați o pompă cu cilindree fixă fără supapă de descărcare, centrul blocat poate cauza probleme. Pompa se va îndrepta spre porturile blocate, creând căldură și irosind energie. O bobină J funcționează cel mai bine cu pompe cu debit variabil sau sisteme care au capacitate separată de descărcare.
În al treilea rând, utilizați comanda manuală în timpul diagnosticării, nu ca metodă de operare obișnuită. Acești pini de suprareglare sunt acolo pentru depanare și întreținere, nu pentru utilizare zilnică în producție. Lovirea în mod repetat a comandei poate deteriora mecanismul în timp.
În al patrulea rând, acordați atenție presiunii de funcționare și debitului sistemului dvs. Doar pentru că 4WE 10 J poate manevra 350 de bari și 160 de litri pe minut nu înseamnă că ar trebui să-l rulezi continuu la acele limite. Operarea la mijlocul anvelopei de performanță, mai degrabă decât la extreme, va prelungi durata de viață.
În cele din urmă, atunci când aveți o defecțiune, nu aruncați doar o bobină solenoidală nouă fără a investiga de ce a eșuat. Bobinele nu se defectează de obicei de la sine. Acestea eșuează deoarece bobina este blocată și bobina se supraîncălzește sau din cauza unor probleme electrice în sistemul dumneavoastră de control. Remediați cauza principală, nu doar simptomul.
Concluzia
Supapa de control direcțională Rexroth 4WE 10 J reprezintă zeci de ani de evoluție a hidraulicii industriale. Nu este elegant sau de înaltă tehnologie după standardele actuale, dar își face treaba în mod fiabil atunci când este aplicat și întreținut corespunzător. Modelul bobinei J cu centrul blocat vă oferă o reținere pozitivă a sarcinii. Dimensiunea NG10 gestionează debit și presiune substanțială. Designul solenoidului cu știft umed echilibrează performanța cu accesul practic la întreținere.
Dacă proiectați un nou sistem hidraulic care necesită control direcțional cu capacitate de reținere sau dacă înlocuiți o supapă uzată în echipamentul existent, 4WE 10 J merită luare în considerare. Doar asigurați-vă că specificați seria potrivită (5X pentru producția de curent), tensiunea corectă a solenoidului și materialul de etanșare adecvat pentru fluidul dvs. Fiți atenți la filtrare din prima zi și veți beneficia de ani de service fiabil de la aceste supape.
Înțelegerea modului în care funcționează supapa de control direcțională și de ce are nevoie pentru a rămâne sănătoasă nu este complicată. Este nevoie doar să acordați atenție detaliilor care contează: lichid curat, tensiune adecvată, aplicare corectă și întreținere regulată. Faceți-le corect, iar 4WE 10 J vă va menține sistemul hidraulic să curgă acolo unde trebuie, atunci când trebuie să meargă acolo.
