Podczas pracy z układami hydraulicznymi wybór odpowiedniego rozdzielacza może mieć ogromne znaczenie. Zawór rozdzielający Rexroth 4WE 10 D stał się niezawodnym wyborem w wielu zastosowaniach przemysłowych i istnieją dobre powody, dla których inżynierowie wciąż do niego wracają.
Co sprawia, że 4WE 10 D jest wyjątkowy
Rexroth 4WE 10 D to sterowany elektromagnetycznie kierunkowy zawór sterujący, który zarządza przepływem płynu hydraulicznego przez układ. Pomyśl o tym jak o kontrolerze ruchu oleju lub innych płynów hydraulicznych. Kiedy prąd przepływa przez cewki, zawór zmienia położenie i przekierowuje płyn do różnych części maszyny.
Zawór ten jest zgodny ze standardem wielkości NG10, zwanym także CETOP 5 lub ISO 4401-05. W praktyce oznacza to, że może wytrzymać duże ciśnienie i natężenie przepływu, jednocześnie dopasowując się do standardowych schematów montażu stosowanych w większości układów hydraulicznych.
Liczby w nazwie przekazują ważne informacje. „4” oznacza, że ma cztery główne porty, przez które płyn wchodzi i wychodzi. Litera „WE” oznacza, że jest to zawór kierunkowy sterowany elektromagnesami. „10” odnosi się do jego nominalnego rozmiaru, a „D” opisuje konkretną konfigurację suwaka, która określa zachowanie zaworu, gdy znajduje się w położeniu neutralnym.
Możliwości ciśnienia i przepływu
Jedną z wyróżniających cech rozdzielacza 4WE 10 D firmy Rexroth jest jego zdolność do radzenia sobie z wysokim ciśnieniem. Główne porty robocze mogą wytrzymać ciśnienie do 350 barów, co odpowiada około 5076 PSI. To wystarczające ciśnienie, aby bez problemu sprostać wymagającym zadaniom przemysłowym.
Jeśli chodzi o przepływ, zawór ten może obsługiwać od 120 do 160 litrów na minutę, w zależności od konkretnego wariantu modelu. Według amerykańskich pomiarów to około 32 do 42 galonów na minutę. Gama ta zapewnia elastyczność w dopasowaniu zaworu do potrzeb systemu bez nadmiernego lub niedowymiarowania komponentów.
Port powrotny ma dolną granicę ciśnienia, zwykle około 210 barów. Ma to znaczenie, ponieważ projektując system, należy upewnić się, że przewód powrotny nie wytwarza zbyt dużego ciśnienia. W przeciwnym razie możesz uszkodzić mechanizm sprężynowy zaworu lub naprężyć obudowę powyżej granic konstrukcyjnych.
Konstrukcja cewki z mokrym pinem
W 4WE 10 D zastosowano tak zwaną konstrukcję cewki z mokrym pinem i ta funkcja zasługuje na uwagę. W tej konfiguracji popychacz elektrozaworu znajduje się w oleju hydraulicznym, a nie jest od niego całkowicie odizolowany.
Ten wybór projektu niesie ze sobą kilka praktycznych korzyści. Olej hydrauliczny działa jak chłodziwo, odciągając ciepło od cewki elektrycznej. Dzięki temu elektromagnes działa dłużej i pracuje bardziej niezawodnie, szczególnie w przypadku częstej zmiany zaworu. Olej smaruje również części ruchome, co zmniejsza zużycie w miarę upływu czasu.
Z punktu widzenia konserwacji elektromagnesy z mokrymi pinami są wygodne. Cewkę można wymienić bez konieczności opróżniania układu hydraulicznego lub włamywania się do szczelnych komór ciśnieniowych. Oszczędza to czas podczas napraw i zmniejsza ryzyko zanieczyszczenia płynu hydraulicznego. Cewkę można nawet obracać o 90 lub 360 stopni, aby dopasować się do ciasnych przestrzeni montażowych, co daje więcej możliwości podczas montażu zaworu.
Kontrola prędkości przełączania i tłumienia
Kiedy zasilasz zawór sterujący 4WE 10 D dla Rexroth napięciem stałym, zazwyczaj włącza się on w ciągu 45 do 70 milisekund przy włączaniu i od 35 do 45 milisekund podczas wyłączania. Te czasy reakcji sprawdzają się w większości zastosowań automatyki przemysłowej.
Tym, co wyróżnia ten zawór na tle wielu konkurentów, jest jego regulowana funkcja tłumienia. Niektóre wersje pozwalają spowolnić prędkość poruszania się szpuli podczas zmiany pozycji. Stosując regulowane śruby dławiące lub stałe kryzy, w razie potrzeby można wydłużyć czas przełączania do ponad 100 milisekund.
Dlaczego miałbyś chcieć wolniejszego zaworu? W systemach z dużymi cylindrami lub dużym obciążeniem natychmiastowe zmiany kierunku mogą spowodować skoki ciśnienia, które przebijają rury i kształtki. Zjawisko to, czasami nazywane uderzeniem wodnym, może uszkodzić komponenty i skrócić żywotność systemu. Wbudowane tłumienie pomaga wygładzić te przejścia bez konieczności stosowania oddzielnych tłumików wstrząsów w rurociągach.
Zawór może obsłużyć do 15 000 cykli przełączania na godzinę, co czyni go odpowiednim dla linii produkcyjnych o dużej prędkości, gdzie zawór musi się wielokrotnie otwierać i zamykać w ciągu dnia.
Konfiguracje buforów i logika operacyjna
Litera „D” w oznaczeniu 4WE 10 D odnosi się do konkretnego symbolu suwaka, ale firma Rexroth oferuje tę platformę zaworową z wieloma różnymi konfiguracjami suwaka. Można go uzyskać między innymi w konfiguracjach 4/3 (cztery porty, trzy pozycje) lub konfiguracjach 4/2 (cztery porty, dwie pozycje).
Każdy typ suwaka tworzy inne ścieżki przepływu, gdy zawór znajduje się w położeniu neutralnym lub środkowym. Niektóre konfiguracje zamykają wszystkie porty po odłączeniu zasilania, co utrzymuje cylindry na miejscu. Inne łączą pompę ze zbiornikiem, co odciąża pompę i oszczędza energię. Wybór zależy od tego, do czego potrzebujesz systemu, gdy zawór nie jest aktywnie przełączany.
Zawór rozdzielający 4WE 10 D do firmy Rexroth jest dostępny w wersji ze sprężyną powrotną i z zatrzaskiem. Zawory ze sprężyną powrotną automatycznie powracają do pozycji wyjściowej w przypadku odcięcia zasilania, co często jest ważne ze względów bezpieczeństwa. Wersje z blokadą pozostają w ostatniej pozycji do czasu wysłania kolejnego sygnału, co sprawdza się lepiej w zastosowaniach, w których trzeba przytrzymać coś w miejscu podczas przerw w dostawie prądu.
Specyfikacje elektryczne
Zawór ten współpracuje z szeroką gamą systemów elektrycznych. Można go zamówić z napięciem stałym od 12 V aż do 230 V lub z różnymi opcjami napięcia prądu przemiennego. Standardowy elektromagnes prądu stałego zużywa około 30 do 35 watów mocy.
Połączenia elektryczne są dostępne w różnych wersjach, łącznie ze złączami wtykowymi spełniającymi normy DIN. Zawór posiada stopień ochrony IP65, co oznacza, że bez problemu radzi sobie z kurzem i rozpryskami wody. Izolacja spełnia normy VDE klasy F, dlatego nadaje się do środowisk przemysłowych, w których liczy się bezpieczeństwo elektryczne.
W przypadku rozwiązywania problemów lub pracy awaryjnej wiele wersji zawiera opcje ręcznego sterowania. Umożliwiają one mechaniczne przełączanie zaworu podczas konfigurowania systemu lub konieczności przesunięcia czegoś w przypadku awarii zasilania.
Gdzie ten zawór jest używany
4WE 10 D sprawdza się w wielu różnych branżach, ponieważ równoważy wydajność i niezawodność. W zastosowaniach morskich można go znaleźć w sterowaniu układami kierowniczymi na statkach, zarządzaniu dźwigami ładującymi i rozładowującymi ładunek oraz regulacji śrub napędowych o zmiennym skoku. Środowiska te wymagają zaworów, które mogą pracować nieprzerwanie w trudnych warunkach, a konstrukcja Rexroth dobrze wytrzymuje słone powietrze i wibracje.
W zakładach produkcyjnych zawór sterujący 4WE 10 D firmy Rexroth wykorzystuje się w obrabiarkach, urządzeniach do formowania wtryskowego i prasach do formowania metalu. Wysoka częstotliwość przełączania sprawia, że jest on przydatny w zautomatyzowanej produkcji, w której zawór przełącza się tysiące razy na zmianę. Regulacja tłumienia pomaga zapobiegać uszkodzeniom precyzyjnych podzespołów tych maszyn w wyniku uderzenia.
Sprzęt budowlany i mobilny również opierają się na tej platformie zaworowej, chociaż w tych zastosowaniach często wykorzystuje się nieco inne warianty zoptymalizowane pod kątem mobilnej hydrauliki.
Konserwacja i czystość płynów
Podobnie jak większość precyzyjnych elementów hydraulicznych, 4WE 10 D potrzebuje czystego oleju, aby działać prawidłowo. Luzy pomiędzy suwakiem a korpusem zaworu mierzone są w mikrometrach, a cząstki brudu mogą dość szybko spowodować zużycie i wewnętrzne wycieki.
Rexroth określa, że płyn hydrauliczny powinien spełniać standardy czystości NAS 1638 klasa 9. Będziesz potrzebował dobrego systemu filtracji o współczynniku beta co najmniej 75 dla cząstek o wielkości 10 mikronów. Może to wydawać się zbyt rygorystyczne, ale gdy wykonujesz 15 000 cykli na godzinę, szkody spowodowane zanieczyszczeniem szybko się kumulują.
Regularna konserwacja obejmuje sprawdzanie czystości płynu, sprawdzanie pod kątem wycieków i okazjonalną wymianę zestawów uszczelek. Zestawy uszczelek zazwyczaj zawierają dziewięć pierścieni typu O-ring i są dostarczane z numerami części, takimi jak R961006886 w przypadku nowszych serii. Ze względu na konstrukcję z mokrymi stykami często można wymienić cewkę elektromagnesu bez większego demontażu, co pozwala skrócić czas przestoju.
Porównanie z innymi opcjami
Rozdzielacz 4WE 10 D firmy Rexroth konkuruje z zaworami firm Parker, Eaton i innych liczących się producentów w kategorii NG10. Seria D3W firmy Parker oferuje podobne wartości ciśnienia znamionowego, około 345 barów. Seria DG4V-5 firmy Eaton działa również w porównywalnych zakresach ciśnień, chociaż specyfikacje różnią się w zależności od modelu.
Tym, co wyróżnia opcję Rexroth, jest przede wszystkim zintegrowana zdolność tłumienia. Podczas gdy inni producenci produkują solidne i szybko reagujące zawory, wiele z nich nie ma wbudowanego tłumienia wstrząsów. Jeśli potrzebujesz tej funkcji, będziesz musiał dodać do swojego systemu zewnętrzne przepustnice lub poduszki, co zajmuje miejsce i zwiększa złożoność.
Istnieją również kompatybilne alternatywy takich firm jak Huade, które stosują te same standardy montażu i oferują niższe ceny. Mogą one dobrze działać w mniej krytycznych zastosowaniach, ale należy dokładnie porównać rzeczywiste specyfikacje wydajności, zwłaszcza maksymalne natężenia przepływu i dane dotyczące długoterminowej trwałości.
Uwagi dotyczące instalacji
4WE 10 D montuje się na płycie montażowej zgodnie ze standardowym wzorem ISO 4401-05. Otwory na śruby są rozmieszczone w odstępach 80 na 32 milimetry, co odpowiada standardom branżowym dla tej klasy wielkości. Ta standaryzacja oznacza, że często można wymieniać zawory różnych producentów bez konieczności przeprojektowywania kolektora lub płyty przyłączeniowej.
Podczas montażu zaworu należy zwrócić uwagę na oznaczenia króćców. Port P łączy się z pompą, porty A i B łączą się z siłownikiem, a port T wraca do zbiornika. Odwrócenie tych ustawień spowoduje nieprawidłowe działanie systemu i może spowodować uszkodzenie sprzętu.
Rozdzielacz 4WE 10 D firmy Rexroth może pracować w temperaturze otoczenia od -15 stopni Celsjusza do 70 stopni Celsjusza. Temperatura płynu hydraulicznego wpływa na czasy przełączania, ponieważ lepkość oleju zmienia się wraz z temperaturą. Jeśli system działa w ekstremalnie niskich lub wysokich temperaturach, konieczne może być uwzględnienie tego w obliczeniach czasu.
Specjalne warianty dla obszarów niebezpiecznych
Do zastosowań w atmosferach wybuchowych firma Rexroth oferuje wersje tego zaworu z certyfikatem ATEX. Seria WE...XE działa w środowiskach Strefy 2, w których mogą występować wybuchowe gazy lub pyły, ale normalnie nie należy się tego spodziewać. Seria WE...XN radzi sobie z warunkami Strefy 3 o niższym ryzyku wybuchu.
W tych wersjach przeciwwybuchowych zastosowano specjalne konstrukcje cewek i obudowy ochronne, które zapobiegają źródłom zapłonu. Jeśli pracujesz w zakładach petrochemicznych, kopalniach lub na platformach wiertniczych, będziesz potrzebować tych certyfikowanych wersji, aby spełniać przepisy bezpieczeństwa.
Przyszłościowy system
W miarę jak systemy przemysłowe stają się coraz bardziej zautomatyzowane i połączone, możliwości diagnostyczne stają się coraz cenniejsze. Podczas gdy podstawowy 4WE 10 D to prosty zawór dwustanowy, Rexroth oferuje ulepszoną platformę zwaną serią 4WEH 10, która dodaje monitorowanie położenia i elektroniczną regulację skoku.
Te zaawansowane wersje wykorzystują ten sam sprawdzony korpus zaworu i konstrukcję suwaka, co standardowy 4WE 10 D, ale zawierają czujniki, które informują o położeniu suwaka. Ta informacja zwrotna pomaga w konserwacji predykcyjnej i monitorowaniu stanu. Jeśli budujesz system, który musi spełniać standardy Przemysłu 4.0 lub wymaga certyfikatu bezpieczeństwa funkcjonalnego, platforma 4WEH zapewnia ścieżkę modernizacji bez zmiany podstawowego projektu obwodu hydraulicznego.
Dokonanie właściwego wyboru
Zawór sterujący kierunkowy 4WE 10 D firmy Rexroth stanowi solidny środek pomiędzy wydajnością a praktycznością. Obsługuje wysokie ciśnienia i natężenia przepływu, nie będąc nadmiernie zaprojektowanym do prostych zastosowań. Konstrukcja cewki z mokrym sworzniem ułatwia konserwację, a regulowana funkcja tłumienia pomaga chronić wrażliwe układy przed wstrząsem hydraulicznym.
Wybierając ten zawór, upewnij się, że wiesz, jaką serię otrzymujesz. Serie 3X i 5X charakteryzują się pewnymi różnicami w maksymalnym ciśnieniu znamionowym, przy czym nowsze wersje 5X osiągają 350 barów w porównaniu do 315 barów w niektórych starszych wariantach. Jeśli używasz cewek wysokiego napięcia, np. 96 V lub 205 V prądu stałego, pamiętaj, że musisz zmniejszyć maksymalny przepływ o dziesięć procent, aby uniknąć przegrzania elektromagnesu.
Kluczem do długiej żywotności jest utrzymanie odpowiedniej czystości płynu i przestrzeganie zalecanych standardów filtracji. Nie jest to opcjonalne, jeśli chcesz, aby zawór osiągnął oczekiwany okres użytkowania. Dzięki dobremu zarządzaniu płynami i okresowej wymianie uszczelek zawory te mogą wytrzymać miliony cykli w zastosowaniach przemysłowych.
Niezależnie od tego, czy projektujesz nowy system, czy wymieniasz istniejący zawór, 4WE 10 D oferuje sprawdzoną niezawodność i wystarczającą elastyczność, aby dopasować się do wielu różnych zastosowań. Ustandaryzowany sposób montażu i szeroka gama konfiguracji szpul oznacza, że zazwyczaj można znaleźć wersję odpowiadającą Twoim potrzebom bez niestandardowych modyfikacji.
