Co to jest zawór przeciwwagi?
A zawór przeciwwagi, Zawór kierunkowy, czasami nazywany zaworem nadśrodkowym, jest instalowany za siłownikiem w celu utrzymania stałego ciśnienia na obciążeniu. Gdy siłownik obsługuje obciążenie zamontowane pionowo, a jego zawór kierunkowy porusza się w celu obniżenia obciążenia, obciążenie mogłoby w przeciwnym razie wypchnąć płyn z cylindra i spaść w niekontrolowany sposób ze względu na swoją wagę.
Normy przemysłowe kierują decyzjami dotyczącymi projektowania hydraulicznego. Według ISO 4413:2010, Projektanci powinni brać pod uwagę maksymalne ciśnienie i temperaturę podczas doboru komponentów. Zapewnia to bezpieczną pracę i długą żywotność.
Zawory równoważące wykorzystują sygnały pilota, zazwyczaj z wlotu siłownika, aby pomóc pokonać sprężynę. Wspomaganie pilotowe sprawia, że równoważenie jest bardziej wydajne i zmniejsza zapotrzebowanie na moc oraz generowanie ciepła w systemie. W przypadku bardzo niskich przepływów zawory równoważące działają również jako termiczne zawory nadmiarowe.
Wyniki testu histerezy dla czterech zaworów przeciwwagi. Test pokazuje, w jaki sposób uszczelnienia dynamiczne wprowadzają tarcie, powodując opóźnienie i przekroczenie ciśnienia w reakcji zaworuCzym jest histereza w zaworach przeciwwagi?
Histereza odnosi się do opóźnienia w reakcji zaworu. Większość zaworów przeciwwagi ma od jednego do trzech uszczelnień dynamicznych, które wprowadzają tarcie. Tarcie to powoduje zacinanie się zaworu, co skutkuje przekroczeniem ciśnienia. Następnie zawór porusza się, aby się skorygować i zrekompensować niedobór.
Konsekwencje histerezy obejmują:
- Wstrząsy ciśnieniowe
- Głośne wibracje
- Piszczenie o wysokiej częstotliwości
Czasami to drżenie jest spowodowane przez cylinder a nie sam zawór przeciwwagi. Im więcej uszczelnień dynamicznych wewnątrz zaworu przeciwwagi, tym większa histereza. Jeśli jest to spowodowane przez cylinder, żaden zawór przeciwwagi na świecie nie jest w stanie wyeliminować tego drgania.
Zawór przeciwwagi a konwencjonalny zawór nadmiarowy
| Cecha | Zawór przeciwwagi | Konwencjonalny zawór nadmiarowy |
|---|
| Podstawowa funkcja | Przytrzymywanie ładunku + kontrolowane opuszczanie | Ochrona przed nadciśnieniem |
| Pilot Assist | Tak, z portu cylindra | Nie |
| Liczba uszczelek | 1-3 uszczelnienia dynamiczne (typowe) | 1 uszczelka (typowa) |
| Ryzyko histerezy | Wyższy | Niższy |
| Szybkość reakcji | Wolniej z powodu tarcia | Szybciej |
| Wytwarzanie ciepła | Wyższy | Niższy |
Zalety i wady różnych współczynników pilotażu
Większość zaworów z przeciwwagą oferuje przełożenia pilota w zakresie od 1,75:1 do 12,0:1.
Zalety regulowanego współczynnika pilota
- Możliwość dopasowania do konkretnych wymagań sprzętowych
- W niektórych przypadkach może powodować niestabilne działanie.
- Zapewnia elastyczność dla różnych zastosowań
Wady regulowanego współczynnika pilota
- Wybór metodą prób i błędów jest czasochłonny
- Niewłaściwy stosunek zwiększa problemy z histerezą
- Zwiększa zużycie energii
Zalecana praktyka: W oparciu o doświadczenie w terenie Współczynnik pilota 4:1 Zawór przeciwwagi spełnia większość wymagań aplikacji bez konieczności wypróbowywania wielu przełożeń.
Widok przekroju zaworu przeciwwagi pokazujący ścieżki przepływu w trzech stanach roboczych. Ścieżki przepływu są określone przez ciśnienie w portach 1, 2 i 3 działające na suwak zaworu pilotowego (niebieski) i cheJak zdiagnozować histerezę zaworu przeciwwagi?
- Sprawdź, czy nie występują wstrząsy ciśnieniowe podczas obniżania obciążenia
- Posłuchaj wibracji lub pisków w pobliżu zaworu
- Pomiar opóźnienia reakcji między sygnałem pilota a działaniem zaworu
- Sprawdzić stan uszczelnienia jeśli dostępny
- Test z różnymi współczynnikami pilotażu aby potwierdzić pochodzenie cylindra i zaworu
Jak zmniejszyć lub wyeliminować histerezę
Metody leczenia objawów (tymczasowe rozwiązania)
- Dostosuj współczynnik pilota dopasowanie do konkretnego sprzętu
- Używaj zaworów o krótkim lub regulowanym skoku ograniczenie przepływu do momentu ustabilizowania (zwiększa zużycie energii)
- Zainstalować małą kryzę lub pojemność akumulatora w przewodzie pilotowym w celu tłumienia reakcji (wrażliwy na lepkość płynu; zawór może stać się powolny w niskich temperaturach)
Te szybkie rozwiązania usuwają objawy, ale nie leczą pierwotnej przyczyny.
Rozwiązanie przyczyny źródłowej: Eliminacja uszczelnień dynamicznych
Aby wyeliminować histerezę zaworu przeciwwagi, należy usunąć wszystkie uszczelnienia dynamiczne. Zawory przeciwwagi bez uszczelnień dynamicznych praktycznie nie wykazują histerezy. Prędkość zaworu jest wystarczająco duża, aby podążać za dowolnym sygnałem wejściowym, eliminując odbijanie, głośny hałas i piszczenie o wysokiej częstotliwości.
Ponieważ tłok pilotowy nie ma uszczelek, niewielka ilość oleju hydraulicznego wycieka z tłoka pilotowego, usuwając powietrze z przewodów pilotowych i zapewniając cyrkulację ciepłego oleju smarującego. Dzięki temu zawór jest niezwykle czuły. Optymalną pozycją montażową zaworu na siłowniku jest ustawienie śruby regulacyjnej skierowanej w dół, co umożliwia szybkie odpowietrzenie przewodów pilotowych i komory sprężyny.
Podobnie jak w przypadku wszystkich standardowych zaworów przeciwwagi, obrót śruby regulacyjnej w prawo zwiększa ciśnienie, podczas gdy obrót w lewo zmniejsza ciśnienie.
Często zadawane pytania
P: Co powoduje histerezę w zaworach równoważących?O: Uszczelnienia dynamiczne powodują tarcie, przez co zawór zacina się i reaguje wolniej. Powoduje to przekroczenie ciśnienia i opóźnienie.
P: Czy histerezę można całkowicie wyeliminować?O: Tak, poprzez zastosowanie zaworów przeciwwagi bez uszczelnień dynamicznych. Takie konstrukcje eliminują tarcie u źródła.
P: Jaki współczynnik pilota powinienem wybrać?O: Przełożenie 4:1 spełnia większość wymagań aplikacji. Wyższe przełożenia zapewniają większą siłę trzymania, ale mogą zwiększyć opóźnienie reakcji.
P: Czy drgania są zawsze powodowane przez zawór przeciwwagi?Czasami przyczyną drgań jest konstrukcja cylindra. Żaden zawór przeciwwagi nie może naprawić drgań spowodowanych przez problemy z cylindrem.
P: Jaka jest różnica między zaworem z przeciwwagą a zaworem z nadmiernym centrowaniem?O: Nie ma żadnej różnicy. Są to te same komponenty o różnych nazwach.
Wnioski
Histereza jest rzeczywiście najgorszym wrogiem zaworu przeciwwagi. Uszczelnienia dynamiczne powodują tarcie, które prowadzi do przekroczenia ciśnienia, wibracji i hałasu. Podczas gdy tymczasowe rozwiązania, takie jak dostosowanie współczynników pilota, mogą zaradzić objawom, prawdziwym rozwiązaniem jest całkowite wyeliminowanie uszczelnień dynamicznych.
W przypadku zastosowań wymagających precyzyjnej kontroli obciążenia warto rozważyć zawory przeciwwagi zaprojektowane bez uszczelnień dynamicznych. Zapewniają one szybszą reakcję, niższy poziom hałasu i lepszą wydajność energetyczną.
