Van điều khiển hướng là vô lăng của bất kỳ mạch thủy lực nào. Nó quyết định dầu được điều áp đi đâu, xi lanh nào kéo dài ra, động cơ nào quay và tốc độ xảy ra như thế nào. Nếu bộ nguồn thủy lực của bạn cung cấp dòng chảy nhưng van không đủ kích thước, sử dụng sai hoặc bị bẩn thì toàn bộ máy sẽ mất độ chính xác và thời gian hoạt động. Hướng dẫn này giải thích cách chọn van điều khiển hướng phù hợp cho thiết bị của bạn, thông số kỹ thuật nào thực sự quan trọng và cách tránh những lỗi phổ biến nhất.
Nếu bạn đang nghiên cứu chủ đề này như một phần của dự án tổ máy thủy lực rộng hơn, bạn có thể khám phá các lựa chọn của mình trên trang web của chúng tôi. trang web chính để biết bối cảnh về các bộ nguồn thủy lực hoàn chỉnh và các phụ kiện van.
Chính xác thì van điều khiển hướng là gì?
Van điều khiển hướng là một thiết bị cơ khí hoặc cơ điện làm thay đổi đường đi của chất lỏng thủy lực bằng cách dịch chuyển một bộ phận bên trong được gọi là ống chỉ hoặc ống lót. Trong hệ thống thủy lực, máy bơm tạo ra dòng chảy nhưng nó không thể quyết định bộ truyền động nào sẽ di chuyển. Van điều khiển hướng đảm nhận vai trò đó bằng cách kết nối các cổng đã chọn trong một cấu hình cụ thể.
Hầu hết các van tiêu chuẩn đều cung cấp từ hai đến bốn cổng và ống cuộn của chúng có thể di chuyển đến hai hoặc ba vị trí. Van hai vị trí có thể được sử dụng cho một xi lanh đơn giản có thể kéo dài và co lại. Van ba vị trí thường có vị trí trung tâm nơi tất cả các cổng bị chặn hoặc nơi máy bơm được dỡ trở lại bể. Điều kiện trung tính hoặc trung bình thường được chỉ định là chức năng trung tâm và nó ảnh hưởng trực tiếp đến cách hoạt động của hệ thống khi van không được kích hoạt.
Van điều khiển hướng được chia thành hai họ lớn: van ống chỉ và van hình búp bê. Van ống chỉ xử lý tốc độ dòng chảy cao hơn và dễ dàng thay đổi dưới áp suất hơn. Van Poppet cung cấp độ rò rỉ cực thấp và bịt kín sạch sẽ. Đối với thiết bị di động cũng như các thiết bị tĩnh điện, thiết kế ống cuộn là tiêu chuẩn của ngành.
Nếu bạn vẫn còn bối rối về việc đường dẫn dầu thực sự bị đảo ngược như thế nào, bài viết của chúng tôi về hướng mạch dầu được xác định như thế nào trong quá trình vận hành bộ nguồn thủy lực giải thích logic đầy đủ bằng thuật ngữ đơn giản.
Các loại van điều khiển hướng chính
Van điều khiển hướng được phân loại theo số lượng vị trí, số lượng cổng, phương pháp dẫn động và thiết kế bên trong. Cấu hình phổ biến nhất trong thủy lực công nghiệp và di động là van bốn chiều, ba vị trí, thường được viết là 4/3. Số đầu tiên là số cổng dịch vụ, số thứ hai là số vị trí chuyển mạch.
Van 4/3 điều khiển một xi lanh tác động kép và nó cũng có thể điều khiển động cơ hai chiều. Van 2/3 phổ biến hơn cho các xi lanh tác động đơn hoặc điều khiển trục điều khiển. Van 2/2 về cơ bản là một bộ phận đóng/mở.
Bảng 1. Cấu hình van điều khiển hướng phổ biến và cách sử dụng chính của chúng. | Loại | Cổng | Vị trí | Ứng dụng điển hình |
| 2/2 | 2 | 2 | Điều khiển luồng bật/tắt đơn giản |
| 3/2 | 3 | 2 | Xi lanh tác dụng đơn |
| 2/4 | 4 | 2 | Xi lanh tác động kép có đường đi cố định |
| 4/3 | 4 | 3 | Xi lanh tác động kép có trung tính thay đổi |
Các phương pháp thực hiện đều quan trọng như nhau. Van thủ công sử dụng đòn bẩy, tay cầm hoặc bàn đạp và thường thấy trong cabin máy di động. Van điện từ sử dụng cuộn dây điện để dịch chuyển ống cuộn và là lựa chọn tiêu chuẩn trong các hệ thống tự động. Các van vận hành bằng thí điểm sử dụng áp suất thí điểm nhỏ để di chuyển một ống cuộn lớn hơn, cho phép các cuộn dây nhỏ gọn điều khiển các mạch dòng chảy cao.
Van tỷ lệ đại diện cho một loại riêng biệt. Thay vì chỉ chuyển đổi đường dẫn, chúng liên tục điều chỉnh vị trí ống cuộn. Điều này cho phép áp suất và dòng chảy được điều chỉnh dần dần. Trong nhiều bộ nguồn thủy lực hiện đại, van định hướng tỷ lệ thay thế cả van điều khiển hướng và van điều khiển dòng chảy.
Đối với người mua, sự lựa chọn giữa truyền động thủ công, điện từ và tỷ lệ sẽ quyết định liệu máy có thể được tự động hóa hay không, cần bao nhiêu năng lượng điện và hệ thống điều khiển nào có thể được kết nối.
Van điều khiển hướng hoạt động như thế nào?
Nguyên lý làm việc dựa trên việc dịch chuyển ống cuộn bên trong lỗ khoan được mài chính xác. Các vùng đệm ống được gia công sao cho tại các vị trí ống cuộn nhất định, các kết nối cổng cụ thể được mở hoặc bị chặn. Khi ống cuộn di chuyển sang trái, dòng bơm được dẫn đến đầu nắp của xi lanh và đầu thanh nối với bình chứa. Khi ống chuyển sang phải, các kết nối sẽ hoán đổi. Khi ống chỉ được căn giữa, hàm trung tâm sẽ xác định kết quả.
- Áp suất tăng lên ở đầu vào van khi máy bơm đang chạy và ống ở vị trí trung tính.
- Lực kích hoạt, dù là bằng tay, bằng điện hay bằng phi công, đều đẩy ống cuộn vào lò xo định tâm.
- Các vùng đất chéo mở các cổng làm việc và định tuyến áp suất đến một bên của bộ truyền động trong khi để phía bên kia tiếp xúc với đường hồi lưu.
- Ống chỉ vẫn ở vị trí đã dịch chuyển khi có tín hiệu kích hoạt, trừ khi đó là loại van hãm khóa cơ học.
- Sau khi tín hiệu bị loại bỏ, lò xo sẽ đưa ống chỉ về vị trí trung tính và bộ truyền động giữ tải tùy thuộc vào chức năng trung tâm.
Thời gian đáp ứng của van điện từ tiêu chuẩn nằm trong khoảng từ 30 đến 80 mili giây, tùy thuộc vào điện áp cuộn dây. Đối với các mạch quan trọng về an toàn, phản ứng nhanh hơn đồng nghĩa với việc giảm nguy cơ tăng đột biến áp suất. Trong các mạch có lưu lượng cao trên 60 L/phút, đường kính ống cuộn và tốc độ lò xo tăng lên, do đó thời gian đáp ứng có thể vượt quá 100 ms.
Chức năng trung tâm là một yếu tố lựa chọn quan trọng. Một van trung tâm đóng sẽ chặn tất cả các cổng và cung cấp toàn bộ áp suất cho bộ truyền động mà không bị rò rỉ. Van trung tâm mở kết nối trực tiếp máy bơm với bể chứa, mang lại thao tác chìa khóa trao tay dễ dàng nhất. Một van trung tâm song song sẽ dỡ máy bơm ở áp suất thấp, giúp giảm sinh nhiệt trong điều kiện chờ.
Van điều khiển hướng trong bộ nguồn thủy lực
Bộ nguồn thủy lực của bạn tạo ra dòng chảy có áp suất, nhưng nếu không có van điều khiển hướng thì nó không thể thực hiện bất kỳ công việc hữu ích nào. Trong các bộ nguồn nhỏ gọn, van điều khiển hướng thường được lắp ráp thành một khối đa dạng hoặc một nhóm van, sao cho toàn bộ máy bơm, bể chứa và ngăn điều khiển tạo thành một gói chức năng.
Công ty TNHH Công nghệ Thủy lực Ninh Ba Panic đã thiết kế các bộ nguồn xung quanh van điều khiển hướng ngay từ đầu. Nhóm van không phải là một suy nghĩ lại. Ví dụ, trong nhóm van bệ nâng thủy lực dòng ET, chức năng điều khiển hướng được tích hợp với chức năng bảo vệ quá tải và bù áp suất, giúp bệ nâng có tốc độ ổn định dưới các tải trọng khác nhau.
Van điện từ thủy lực để điều khiển hướng trong các bộ nguồn Van điện từ này chuyển mạch đường dẫn dầu thủy lực một cách nhanh chóng, khiến nó trở thành bộ phận quan trọng để điều khiển bộ truyền động chính xác trong các hệ thống được xây dựng xung quanh cấu hình van định hướng. Xem sản phẩm → Khi bạn đặt hàng một bộ nguồn tiêu chuẩn, cấu hình van định hướng sẽ xác định hệ thống dây điện, kích thước bình chứa và cách bố trí ống góp. Chuyển động của trạm bơm động cơ DC được đảo ngược bằng cách thay đổi cực điện của động cơ đảo chiều hoặc bằng cách sử dụng van định hướng thay đổi dòng chảy trong khi động cơ chạy theo một hướng. Cách tiếp cận thứ hai phổ biến hơn trong dòng DC của chúng tôi vì nó đơn giản hóa việc nối dây và điều khiển.
Khối van thủy lực tích hợp để lắp ráp đa tạp nhỏ gọn Khối van này gắn nhiều van với các kênh dòng chảy được gia công chính xác, giảm ống mềm và rò rỉ đồng thời hỗ trợ các ngăn điều khiển mô-đun cho các bộ nguồn khác nhau. Xem sản phẩm → Khối van thủy lực và nhóm van đa dạng tích hợp có sẵn ở một số cấu hình, từ khối hai đơn vị đến khối bốn đơn vị. Khi một van điều khiển hướng được lắp vào một khối như vậy, kết quả là một ngăn điều khiển có tính mô-đun cao hỗ trợ nhiều loại thiết bị truyền động mà không yêu cầu số lượng lớn các ống và phụ kiện riêng biệt.
Khối van tích hợp đa kết nối với hai đến bốn đơn vị Có sẵn ở các phiên bản hai, ba hoặc bốn khối, khối này tích hợp một số chức năng để tối ưu hóa đường dẫn dầu, đơn giản hóa việc lắp đặt và cải thiện độ ổn định của hệ thống cho máy móc công nghiệp. Xem sản phẩm → Ưu điểm chính của phương pháp mô-đun này là khả năng phục vụ. Nếu một bộ phận van bị hỏng, kỹ thuật viên có thể tháo bộ phận đó và thay thế nó mà không làm cạn kiệt toàn bộ hệ thống, giúp giảm thời gian ngừng hoạt động trong môi trường sản xuất bận rộn.
Cách chọn van điều khiển hướng cho máy của bạn
Thông số kỹ thuật van chính xác được quyết định bởi bốn yếu tố: tốc độ dòng chảy, định mức áp suất, chức năng van và loại điều khiển. Làm sai bất kỳ điều nào trong số đó sẽ dẫn đến chuyển động của máy chậm chạp, hỏng hóc sớm hoặc lãng phí năng lượng.
1. Xếp hạng tốc độ dòng chảy
Chọn van có mức lưu lượng danh nghĩa bằng hoặc cao hơn một chút so với lưu lượng tối đa của hệ thống. Một van được định mức 40 L/phút hoạt động ở giới hạn của nó sẽ tạo ra sự sụt giảm áp suất cao, chuyển thành nhiệt. Thông lệ tiêu chuẩn của ngành khuyến nghị vận hành ở mức 70 đến 80 phần trăm lưu lượng định mức khi làm việc liên tục. Ví dụ: nếu máy bơm của bạn cung cấp 25 L/phút, hãy chọn van có định mức 30 đến 35 L/phút.
2. Đánh giá áp suất
Áp suất làm việc tối đa của van phải vượt quá cài đặt van xả của hệ thống. Nếu mức giảm áp được đặt ở mức 25 MPa thì van phải được định mức ít nhất là 31,5 MPa. Hầu hết các nhà sản xuất đều công bố xếp hạng áp suất tuân theo tiêu chuẩn ISO 4413, do đó, xếp hạng 31,5 MPa là phổ biến trong thiết bị di động.
3. Chức năng van và tình trạng trung tâm
Chọn điều kiện trung tính dựa trên loại tải của bạn. Nếu bạn cần xi lanh giữ vị trí của nó khi van được đặt ở giữa, hãy sử dụng van trung tâm đóng. Nếu bộ nguồn của bạn chạy liên tục với bình chứa lớn, tâm mở có thể rút ngắn thời gian khởi động. Đối với hầu hết các ứng dụng di động chạy bằng pin, trung tâm song song là lý tưởng vì nó sẽ dỡ bỏ máy bơm trong khoảng thời gian nhàn rỗi.
4. Loại điều khiển
Điều khiển điện từ cho phép kết nối với PLC và các hệ thống từ xa. Điều khiển bằng tay cung cấp cho người vận hành phản hồi xúc giác trực tiếp. Bộ điều khiển tỷ lệ mang lại khả năng tăng tốc và giảm tốc mượt mà, điều này rất quan trọng đối với tải nặng có thể lắc lư dữ dội trên một van định hướng đơn giản.
Ngoài ra, van phải được chọn phù hợp với mức lọc của hệ thống. Các mạch thủy lực di động điển hình yêu cầu độ sạch ISO 4406 từ 19/17/14 trở lên. Việc sử dụng van vượt quá giới hạn cho phép về ô nhiễm được khuyến nghị sẽ dẫn đến hiện tượng kẹt ống, rò rỉ bên trong và tuổi thọ sử dụng bị rút ngắn.
Bảng 2. So sánh chức năng trung tâm của van điều khiển hướng 4/3. | Chức năng trung tâm | Kết nối máy bơm | Bộ truyền động giữ | Sử dụng tốt nhất |
| Trung tâm đóng | Tất cả các cổng bị chặn | Tuyệt vời | Mạch giữ tải, kẹp |
| Trung tâm mở | Bơm vào bể | Không có sẵn | Hệ thống vòng hở, mạch chi phí thấp |
| Trung tâm song song | Bơm vào bể | Không có sẵn | Hệ thống di động, năng lượng pin |
Các ứng dụng phổ biến của Van điều khiển hướng trong thiết bị công nghiệp
Van điều khiển hướng xuất hiện ở bất cứ nơi nào chuyển động thủy lực phải chính xác và có thể lặp lại. Trong ngành xử lý vật liệu, việc điều khiển xe nâng pallet hoặc độ nghiêng của xe ben được xử lý bằng hành động dịch chuyển của van kết hợp với bộ nguồn.
Trong hệ thống máy công cụ, van điều khiển dẫn chất làm mát và dầu cắt đến xi lanh bên phải vào đúng thời điểm. Đối với mạch kẹp, van phải dịch chuyển nhanh để khóa phôi, đồng thời vị trí trung tâm phải giữ lực kẹp để chi tiết không bị dịch chuyển trong quá trình gia công.
Trong các thiết bị nâng hạ như cầu nâng và xe nâng cắt kéo, vị trí trung tính của van thường là vị trí giữ tải. Van một chiều do phi công vận hành được sử dụng cùng với van định hướng để ngăn nền trượt xuống.
Hoạt động hậu cần chuyển động nhanh dựa vào van điều khiển hướng nhiều hơn mọi người nghĩ. Mọi xe nâng điện thủy lực, mọi cầu nâng đuôi xe tải và mọi bệ nâng di động đều phụ thuộc vào cùng một van cơ bản, cho dù nó được chuyển số thủ công hay vận hành bằng nút nhấn.
Đối với xe nâng pallet mini, van định hướng thường là van điện từ 3/2 nhỏ gọn được gắn trực tiếp trên máy bơm. Khi người vận hành nhấn nút, bộ điện từ sẽ dịch chuyển và hướng dòng chảy đến xi lanh nâng. Khi nhả nút, lò xo sẽ trả về ống cuộn và xi lanh giữ tải. Chu kỳ đơn giản này lặp đi lặp lại hàng ngàn lần mỗi ngày.
Trong cầu nâng đuôi ô tô, van cần đảm nhiệm cả chức năng nâng và nghiêng, thường có một van định hướng duy nhất kết hợp với bộ chia dòng. Nhóm van phải hoạt động ổn định ngoài trời trong điều kiện mưa, bụi và nhiệt độ khắc nghiệt, đó là lý do tại sao thông số kỹ thuật bịt kín quan trọng ngang với định mức dòng chảy.
Khắc phục sự cố thường gặp về van điều khiển hướng
Ba vấn đề gây ra hầu hết các lỗi van: kẹt ống chỉ, rò rỉ bên trong và cháy điện từ.
Nguyên nhân và giải pháp
Sự dính ống chỉ thường là do dầu bị ô nhiễm. Các hạt và mảnh vụn mịn lọt vào khe hở giữa ống chỉ và ống bọc. Cách khắc phục là thay lọc dầu và xả mạch. Nếu ống chỉ vẫn bị kẹt, hãy tháo van và kiểm tra lỗ khoan xem có vết xước không.
Rò rỉ bên trong xảy ra khi mặt đệm ống bị mòn hoặc khi các cạnh bịt kín bị hỏng. Đường rò rỉ cho phép áp suất đi qua bộ truyền động và máy sẽ mất tốc độ. Kiểm tra nhanh là đo độ giảm áp suất qua van trong khi bộ truyền động được giữ ở trạng thái dừng. Sự gia tăng lưu lượng bypass cho thấy các cạnh ống chỉ bị mòn.
Sự cháy điện từ thường là dấu hiệu của điện áp thấp. Cuộn dây hút dòng điện cao hơn khi điện áp hệ thống thấp hơn giá trị định mức, điều này làm tăng nhiệt độ và cuối cùng làm cháy lớp cách điện. Một nguyên nhân phổ biến khác là tần số chuyển đổi. Điều khiển trình tự thô làm dịch chuyển van hơn mười lần mỗi phút sẽ tạo ra ứng suất nhiệt. Trong trường hợp đó, cần có cuộn dây định mức cao hơn.
Bảo trì phòng ngừa bao gồm kiểm tra điện trở cuộn dây theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất, xác minh đầu nối điện sạch và chặt, đồng thời xác nhận rằng nhiệt độ dầu không vượt quá 60 độ C đối với phốt tiêu chuẩn. Ở 60 độ, tuổi thọ sử dụng của vòng chữ O thông thường chỉ bằng một nửa so với ở 40 độ.
Câu hỏi thường gặp về Van điều khiển hướng
Sự khác biệt giữa van điều khiển hướng và van điều khiển dòng chảy là gì?
Van điều khiển hướng chỉ thay đổi đường đi của chất lỏng. Nó không hạn chế dòng chảy. Van điều khiển dòng chảy bổ sung thêm một giới hạn có kích thước có chủ ý để điều chỉnh lượng chất lỏng đi qua nó. Trong nhiều hệ thống, van định hướng tỷ lệ thực hiện cả hai chức năng.
Van điều khiển hướng có thể sử dụng cho cả xi lanh và động cơ thủy lực được không?
Đúng. Van bốn chiều điều khiển xi lanh tác động kép và cũng đảo ngược chuyển động quay của động cơ thủy lực. Tốc độ của động cơ phụ thuộc vào dòng chảy và hướng của nó phụ thuộc vào cổng nào được điều áp.
Áp suất làm việc tối đa cho van điều khiển hướng tiêu chuẩn là bao nhiêu?
Đối với hệ thống thủy lực di động, hầu hết các van ống tiêu chuẩn đều có áp suất tối đa từ 25 đến 35 MPa, tùy thuộc vào nhà sản xuất và kích thước cổng. Van phải luôn được chỉ định phía trên cài đặt hệ thống của van xả.
Bao lâu thì nên kiểm tra van điều khiển hướng?
Trong điều kiện công nghiệp bình thường, việc kiểm tra trực quan hàng tháng và kiểm tra chức năng hàng năm là phổ biến. Trong chu kỳ hoạt động cao với hoạt động 24 giờ, dầu phải được phân tích hàng tháng và van phải được kiểm tra thời gian phản hồi sáu tháng một lần.
Có nên vệ sinh block van định kỳ không?
Đúng. Bên ngoài có thể được lau sạch để ngăn bụi xâm nhập vào lỗ ống chỉ. Bộ lọc bên trong phải được duy trì bằng cách thay thế các hộp lọc theo khoảng thời gian được nhà thiết kế hệ thống khuyến nghị.
Khối van thủy lực là gì?
Khối van thủy lực là một ống góp được gia công có nhiều van định hướng, van giảm áp và van kiểm tra trong một thân nhỏ gọn. Nó làm giảm số lượng ống và phụ kiện, làm cho hệ thống trở nên đáng tin cậy hơn và dễ bảo trì hơn.
suy nghĩ cuối cùng
Việc lựa chọn van điều khiển hướng phù hợp không phải là một điều xa xỉ về mặt kỹ thuật. Đó là một yêu cầu chức năng. Van có kích thước phù hợp sẽ tăng thời gian hoạt động của máy, giảm mức tiêu thụ năng lượng và đơn giản hóa việc bảo trì trong tương lai. Cho dù bạn đang chế tạo một tấm ván đuôi thủy lực, một bệ nâng hay một trạm thủy lực hoàn chỉnh, thì van dẫn dầu sẽ xác định xem máy có hoạt động như dự kiến hay không.
Bắt đầu với số lượng lưu lượng và áp suất. Xác nhận điều kiện trung tâm phù hợp với mạch của bạn. Quyết định xem van thủ công, van điện từ hoặc van tỷ lệ có phù hợp với môi trường của người vận hành hay không. Sau đó xác nhận mức độ sạch của dầu của bạn. Bốn thông số này bao gồm hầu hết sự khác biệt quan trọng giữa một mạch điện đáng tin cậy và một sự cố kinh niên.
Nếu bạn đang chỉ định một bộ nguồn thủy lực, hãy luôn xem xét nhóm van cùng với máy bơm và bình chứa. Van điều khiển hướng tương tác với cả hai và sự không khớp ở bất kỳ điểm nào sẽ gây ra nhiệt, tiếng ồn hoặc mất kiểm soát.
