Kiedy pracujesz z układami hydraulicznymi w warunkach przemysłowych, kierunkowy zawór sterujący jest zasadniczo kontrolerem ruchu dla mocy płynu. Kierunkowy zawór sterujący Bosch Rexroth 4WE 10 J to jeden z tych koni roboczych, który cicho utrzymuje linie produkcyjne w fabrykach na całym świecie. Ten konkretny zawór istnieje od dziesięcioleci i istnieje dobry powód, dla którego inżynierowie ciągle wybierają go do swoich projektów.
Co wyróżnia kierunkowy zawór sterujący 4WE 10 J
Rexroth 4WE 10 J to tak zwany kierunkowy zawór suwakowy sterowany elektromagnetycznie. Pomyśl o tym jak o elektrycznie sterowanym przełączniku, który kieruje olej hydrauliczny tam, gdzie powinien. Część „4WE” mówi nam, że ma cztery główne porty i jest sterowany elektrycznie. Liczba „10” oznacza, że jest to rozmiar NG10, który odpowiada standardowi montażu CETOP 5. To „J” na końcu jest właściwie dość ważne, ponieważ określa, jak zachowuje się zawór, gdy znajduje się w swoim środkowym położeniu.
Tym, co wyróżnia ten zawór, jest jego zdolność do radzenia sobie z poważnym ciśnieniem i przepływem. Mówimy o maksymalnym ciśnieniu roboczym do 350 barów, co przekłada się na około 5000 funtów na cal kwadratowy. Wersje zasilane napięciem stałym mogą przepychać 160 litrów na minutę, natomiast wersje AC obsługują 120 litrów na minutę. Liczby te mają znaczenie, gdy próbujesz przenosić ciężkie ładunki lub obsługiwać duże cylindry.
Jak działa położenie środkowe wzoru J
Konfiguracja suwaka J jest prawdopodobnie najbardziej charakterystyczną cechą tego rozdzielacza. Kiedy zawór znajduje się w położeniu środkowym i oba elektromagnesy są wyłączone, wszystkie główne porty są zablokowane. Króciec pompy (P), oba przyłącza robocze (A i B) oraz króciec powrotny zbiornika (T) są od siebie całkowicie odizolowane.
Ta zablokowana konstrukcja środkowa służy konkretnemu celowi. Kiedy masz cylinder hydrauliczny utrzymujący duży ładunek, nie chcesz, aby ładunek pełzał w dół, dopóki nie będziesz go aktywnie kontrolować. 4WE 10 J utrzymuje wszystko na swoim miejscu. Pompa nie tłoczy oleju nigdzie, a cylinder nie może odpowietrzyć się do zbiornika. Dzięki temu jest szczególnie przydatny w zastosowaniach takich jak wtryskarki, gdzie potrzebne jest precyzyjne utrzymywanie pozycji na różnych etapach cyklu formowania.
Po włączeniu zasilania jednego z elektromagnesów suwak przesuwa się, łącząc pompę z jednym portem roboczym, podczas gdy drugi port roboczy otwiera się w stronę zbiornika. Zasilić drugi elektromagnes i dokonać odwrotnych połączeń. To prosta hydraulika, ale zablokowany środek zapewnia statyczną zdolność trzymania, której nie zapewniają inne modele szpul.
Szczegóły techniczne, które mają znaczenie
4WE 10 J jest zgodny z normą ISO 4401-05-04-0-05 w zakresie interfejsu montażowego. Ta standaryzacja oznacza, że w razie potrzeby można go zamienić na inne zawory NG10 różnych producentów, chociaż zawsze istnieją szczegóły do sprawdzenia. Do mocowania wykorzystuje się cztery śruby M6 x 50 dokręcone momentem 15 niutonometrów. Będziesz potrzebować osobnej płyty montażowej, którą Rexroth określa jako coś w rodzaju G 66/01.
Cewki są tym, co Rexroth nazywa konstrukcją „mokrego bolca”. Cewka elektryczna znajduje się w obudowie wystawionej na działanie oleju hydraulicznego, co pomaga w chłodzeniu i zmniejsza hałas w porównaniu do suchych elektromagnesów. Cewki te można wyjąć i obrócić o 90 stopni bez demontażu całego zaworu, co jest wygodne w przypadku ograniczonej przestrzeni lub konieczności zmiany orientacji połączeń elektrycznych. Typowe opcje napięcia obejmują 24 VDC i 120 VAC, chociaż dostępne są inne napięcia.
Czasy reakcji są przyzwoite dla tego typu rozdzielacza. Po włączeniu zasilania szpula przesuwa się w ciągu około 45 do 70 milisekund. Po odcięciu zasilania sprężyna przywraca je w ciągu 35 do 45 milisekund. Nie są to prędkości serwozaworów, ale są odpowiednie dla większości zastosowań w maszynach przemysłowych.
Gdzie znajdziesz działający ten zawór
4WE 10 J pojawia się w wielu różnych urządzeniach przemysłowych. Ciężkie obrabiarki wykorzystują go do sterowania stołami roboczymi i wrzecionami. Prasy hydrauliczne polegają na nim w celu precyzyjnego sterowania cylindrem. Wtryskarki są prawdopodobnie jednym z najpowszechniejszych zastosowań, szczególnie w obwodach mocowania form, gdzie trzeba utrzymać ogromną siłę zwarcia bez żadnego dryftu.
W typowej konfiguracji formowania wtryskowego kierunkowy zawór sterujący obsługuje otwieranie i zamykanie formy. Podczas wtrysku położenie środkowe wzoru J blokuje olej hydrauliczny w cylindrze zaciskającym, utrzymując stałe ciśnienie, nawet jeśli pompa może wykonywać inną pracę. Zapobiega to powstawaniu wypływów (niepożądanego wycieku tworzywa sztucznego z formy) i zapewnia stałą jakość części. Kiedy nadchodzi czas otwarcia formy, jeden z elektromagnesów uruchamia się, a zawór przesuwa się, kierując olej w celu wycofania mechanizmu zaciskowego.
Zawór pojawia się również w sprzęcie mobilnym, maszynach budowlanych i systemach transportu materiałów. Wszędzie tam, gdzie potrzebna jest kontrola kierunkowa z dobrym trzymaniem i rozsądnym natężeniem przepływu, warto rozważyć model 4WE 10 J.
Zrozumienie kodu zamówienia
Rexroth stosuje systematyczny system kodowania swoich rozdzielaczy, a jego zrozumienie pomoże Ci uzyskać dokładnie to, czego potrzebujesz. Typowy pełny numer modelu może wyglądać następująco 4WE 10 J3X/CG24N9K4 z numerem części Rexroth R900589988.
Rozbicie tego na czynniki pierwsze: „4” potwierdza cztery główne porty. „WE” oznacza, że jest to elektrycznie sterowany kierunkowy zawór suwakowy. „10” to ocena rozmiaru NG10. „J” oznacza wzór szpuli z zablokowanym środkiem. „3X” lub „5X” oznacza serię, przy czym 5X to bieżąca seria produkcyjna. Litery i cyfry po ukośniku określają szczegóły, takie jak napięcie cewki (G24 oznacza 24 VDC), materiał uszczelnienia i różne opcje.
Jeśli w przyrostku widzisz literę „V”, oznacza to uszczelki FKM zamiast standardowych uszczelek NBR. Jeśli używasz płynów na bazie estrów fosforanowych lub pracujesz w wyższych temperaturach, potrzebujesz FKM. Standardowe uszczelki NBR dobrze współpracują z mineralnymi olejami hydraulicznymi w normalnych przemysłowych zakresach temperatur.
Wymagania dotyczące płynów i filtracja
4WE 10 J jest przeznaczony głównie do mineralnych olejów hydraulicznych, chociaż może pracować z estrami fosforanowymi przy odpowiednim materiale uszczelniającym. Zakres lepkości jest dość szeroki, od około 2,8 do 380 milimetrów kwadratowych na sekundę, przy nominalnej lepkości roboczej około 37 w temperaturze 55 stopni Celsjusza. Temperatura otoczenia powinna mieścić się w przedziale od minus 20 do plus 50 stopni Celsjusza.
Tutaj zaczyna się wiele problemów związanych z konserwacją: czystość płynów. Luzy wewnątrz rozdzielacza mierzone są w mikronach. Mówimy o przerwach od trzech do trzynastu mikronów w obszarach krytycznych. Dla porównania ludzki włos ma około 70 mikronów. Jeśli dopuścisz do przedostania się zanieczyszczeń do oleju hydraulicznego, cząsteczki mogą zaklinować się w tych szczelinach i spowodować zakleszczenie szpuli.
Rexroth zaleca filtrację o wielkości 10 mikronów lub większej. Nie jest to sugestia, którą należy zignorować. Zablokowana szpula oznacza, że zawór nie będzie się przesuwał lub, co gorsza, może się przesunąć i nie powrócić. Szczególnie w przypadku elektromagnesów prądu przemiennego zablokowana szpula może prowadzić do przepalenia cewki, ponieważ elektromagnes jest przeznaczony do pracy przerywanej, a nie do ciągłego trzymania. Przestrzeganie standardów czystości takich jak NAS 1638 klasy 9 oszczędzi Ci smutku w przyszłości.
Typowe problemy i rozwiązywanie problemów
Większość problemów z 4WE 10 J ma swoje źródło w trzech obszarach: zanieczyszczeniu, usterkach elektrycznych lub uszkodzeniach mechanicznych. Dobra wiadomość jest taka, że firma Rexroth oferuje możliwość ręcznego sterowania tymi zaworami, co stanowi narzędzie diagnostyczne.
Jeżeli zawór sterujący kierunkiem nie zmienia biegu po włączeniu zasilania elektromagnesu, spróbuj najpierw wykonać ręczne przesterowanie. Wciśnij sworzeń sterowania ręcznego i sprawdź, czy zawór przesuwa się mechanicznie. Jeśli zmienia biegi ręcznie, ale nie elektrycznie, masz do czynienia z problemem elektrycznym. Sprawdź napięcie na złączu elektrozaworu, sprawdź okablowanie i sprawdź rezystancję cewki. Jeśli zawór nie daje się przesunąć nawet ręcznie, suwak jest zablokowany, zwykle z powodu zanieczyszczenia.
Problemy z zanieczyszczeniami sygnalizują się na różne sposoby. Czasami zawór przesuwa się, ale nie wraca prawidłowo do położenia środkowego. Innym razem może zmieniać się powoli lub wcale. Wewnętrzny wyciek to kolejny objaw utraty ciśnienia lub dryfu cylindra, nawet gdy zawór rzekomo znajduje się w zablokowanym położeniu środkowym. Problemy te zazwyczaj oznaczają, że zanieczyszczenie dostało się na suwak lub korpus zaworu, tworząc ścieżki wycieków.
Problemy z elektryką są zazwyczaj proste. Brak napięcia oznacza sprawdzenie okablowania i systemu sterowania. Nieprawidłowe napięcie lub polaryzacja (w przypadku elektromagnesów prądu stałego) oznacza, że zawór może nie działać niezawodnie. Przepalone cewki objawiają się przerwami w obwodzie lub bardzo niską rezystancją. Wymiana cewki jest dość prosta, ponieważ wystarczy ją wykręcić z korpusu zaworu.
Uszkodzenia mechaniczne są mniej powszechne, ale mogą się zdarzyć. Uszkodzone sprężyny powrotne uniemożliwiają centrowanie szpuli. Uszkodzone sworznie elektromagnesu nie będą prawidłowo popychać szpuli. Zwykle wymagają one wymiany lub przebudowy zaworu, a nie prostych napraw.
Uwagi dotyczące instalacji
Prawidłowy montaż 4WE 10 J rozpoczyna się od czystej, płaskiej powierzchni montażowej. Zawór przykręca się do płyty przyłączeniowej lub kolektora za pomocą czterech śrub M6, o których wspominaliśmy wcześniej. Płaskość powierzchni ma znaczenie, ponieważ pierścienie typu O-ring uszczelniające każdy port muszą równomiernie się ściskać. Wszelkie wypaczenia lub zanieczyszczenia mogą spowodować powstanie ścieżek wycieków.
Dokręć śruby mocujące momentem 15 niutonometrów, nie więcej, nie mniej. Za mało i możesz spowodować wycieki zewnętrzne. Za dużo i ryzykujesz odkształceniem korpusu zaworu, co może spowodować zakleszczenie szpuli. Użyj klucza dynamometrycznego, a nie zgadywania.
Połączenia elektryczne również wymagają uwagi. Upewnij się, że podłączasz do właściwych zacisków napięcia. Zawór ma zazwyczaj listwę zaciskową lub złącze dla każdego elektromagnesu oraz połączenie uziemiające. To połączenie uziemiające jest obowiązkowe ze względów bezpieczeństwa i może również zmniejszyć zakłócenia elektryczne w systemie sterowania.
Jeśli to możliwe, kierunkowy zawór sterujący powinien być ustawiony tak, aby elektromagnesy były skierowane do góry. Pomaga to zapobiegać gromadzeniu się wilgoci w połączeniach elektrycznych. Jeśli musisz zamontować go w inny sposób, rozważ dodanie butów lub osłon w celu ochrony zacisków elektrycznych.
Porównywanie alternatyw
4WE 10 J nie jest jedynym dostępnym zaworem sterującym NG10. Parker produkuje serię D3W, która oferuje podobne specyfikacje. Firma Eaton Vickers oferuje serię DG4V-5. HYDAC produkuje zawory NG10, które można zastąpić w wielu zastosowaniach. Dlaczego więc nadal możesz wybrać Rexroth?
Przepływ jest jednym z czynników. Silnik 4WE 10 J o wydajności 160 litrów na minutę w wersjach DC przewyższa niektórych konkurentów. Czas reakcji jest konkurencyjny i wynosi od 45 do 70 milisekund w przypadku zasilania. Konstrukcja cewki z mokrym pinem i wymiennymi, obrotowymi cewkami zapewnia praktyczne korzyści w zakresie konserwacji. Rexroth oferuje także szerszą gamę wzorów i opcji szpul w ramach serii 4WE 10, co zapewnia większą elastyczność w dopasowaniu do Twoich potrzeb.
Pod względem ceny zawory te są na tym samym boisku. Za typową konfigurację możesz zapłacić od 950 do 1050 dolarów amerykańskich. Ceny te odzwierciedlają jakość przemysłową i inżynierię, która ma na celu utrzymanie małych odstępów i niezawodnego działania.
Prawdziwe zróżnicowanie często sprowadza się do tego, czego już używasz w swoim systemie. Jeśli Twój sprzęt jest już zbudowany w oparciu o komponenty firmy Rexroth, pozostanie przy 4WE 10 J pozwoli zachować spójność w zakresie zapasów części i znajomości obsługi technicznej. Jeśli pracujesz z systemami Parker lub Eaton, ich odpowiedniki mogą integrować się płynniej.
Pozyskiwanie i dostępność
Znalezienie 4WE 10 J jest ogólnie proste. Typowe konfiguracje, takie jak R900589988 (wersja 24 VDC), są zwykle dostępne w magazynie u dystrybutorów przemysłowych. Firma Rexroth posiada oficjalny sklep internetowy, w którym można dokonać bezpośredniego zakupu. Platformy zaopatrzenia przemysłowego, takie jak Alibaba, oferują zarówno oryginalne zawory Rexroth, jak i kompatybilne zamienniki, chociaż musisz sprawdzić, co faktycznie otrzymujesz.
Czas realizacji różni się w zależności od konfiguracji. Artykuły magazynowe mogą zostać wysłane w ciągu kilku dni. Zamówienia specjalne z nietypowymi opcjami mogą zająć kilka tygodni. Jeśli konserwujesz krytyczny sprzęt, posiadanie zapasowego zaworu pod ręką ma sens, biorąc pod uwagę stosunkowo niski koszt w porównaniu z przestojami.
Należy pamiętać, że starsze serie, takie jak 3X, zostały wycofane. Jeśli wymieniasz zawór serii 3X, możesz dokonać aktualizacji do serii 5X, która jest aktualną wersją produkcyjną. Interfejs montażowy i podstawowa obsługa pozostają takie same, chociaż mogą występować drobne różnice w opcjach lub specyfikacjach wydajności.
Sprawianie, że to trwa
Uzyskanie maksymalnej żywotności rozdzielacza kierunkowego sprowadza się do kilku kluczowych praktyk. Po pierwsze i najważniejsze: utrzymuj czysty płyn hydrauliczny. Filtracja 10 mikronów, o której mówiliśmy wcześniej, nie jest opcjonalna, jeśli zależy Ci na niezawodnej obsłudze. Regularnie wymieniaj filtry i obserwuj spadek ciśnienia na elemencie filtrującym.
Po drugie, sprawdź, czy wzór buforu J faktycznie pasuje do Twojej aplikacji. Jeśli używasz pompy o stałej wydajności bez zaworu rozładowującego, zablokowany środek może powodować problemy. Pompa będzie uderzać w zablokowane porty, wytwarzając ciepło i marnując energię. Suwak typu J najlepiej współpracuje z pompami lub systemami o zmiennym wydatku, które mają oddzielną funkcję rozładunku.
Po trzecie, używaj ręcznego sterowania podczas diagnostyki, a nie jako zwykłej metody działania. Te kołki obejścia służą do rozwiązywania problemów i konserwacji, a nie do codziennego użytku produkcyjnego. Powtarzające się uderzanie w dźwignię może z czasem spowodować uszkodzenie mechanizmu.
Po czwarte, zwróć uwagę na ciśnienie robocze i przepływ w systemie. To, że 4WE 10 J wytrzymuje 350 barów i 160 litrów na minutę, nie oznacza, że należy go stale eksploatować przy tych wartościach granicznych. Praca w środku zakresu wydajności, a nie na skrajnych wartościach, wydłuży żywotność.
Wreszcie, gdy wystąpi awaria, nie należy po prostu wrzucać nowej cewki elektromagnesu bez sprawdzenia przyczyny awarii. Cewki zwykle nie psują się same. Zawodzą, ponieważ szpula jest zablokowana i cewka się przegrzewa lub z powodu problemów elektrycznych w układzie sterowania. Napraw pierwotną przyczynę, a nie tylko objaw.
Konkluzja
Zawór kierunkowy Rexroth 4WE 10 J reprezentuje dziesięciolecia ewolucji hydrauliki przemysłowej. Nie jest to produkt wyszukany ani zaawansowany technologicznie jak na dzisiejsze standardy, ale spełnia swoje zadanie niezawodnie, jeśli jest właściwie stosowany i konserwowany. Wzór szpuli J z zablokowanym środkiem zapewnia dobre trzymanie ładunku. Rozmiar NG10 wytrzymuje znaczny przepływ i ciśnienie. Konstrukcja cewki z mokrym sworzniem równoważy wydajność z praktycznym dostępem do konserwacji.
Jeśli projektujesz nowy układ hydrauliczny, który wymaga sterowania kierunkowego z możliwością trzymania, lub jeśli wymieniasz zużyty zawór w istniejącym sprzęcie, na uwagę zasługuje 4WE 10 J. Upewnij się tylko, że określasz właściwą serię (5X dla bieżącej produkcji), prawidłowe napięcie elektromagnesu i odpowiedni materiał uszczelnienia dla używanego płynu. Zwróć uwagę na filtrację od pierwszego dnia, a zawory te będą Ci służyć latami.
Zrozumienie, jak działa kierunkowy zawór sterujący i czego potrzebuje, aby zachować zdrowie, nie jest skomplikowane. Wymaga jedynie zwrócenia uwagi na istotne szczegóły: czysty płyn, odpowiednie napięcie, prawidłowe zastosowanie i regularną konserwację. Zrób to dobrze, a 4WE 10 J zapewni płynność układu hydraulicznego tam, gdzie jest to potrzebne i kiedy tego potrzeba.
