Hugsaðu um hlutfallslegan flæðisstýringarventil sem „snjalldimmerrofa“ vökvakerfa. Rétt eins og dimmari rofi gerir þér kleift að stjórna því hversu bjart ljós verður, þessir lokar láta þig stjórna nákvæmlega hversu hratt vökvaolía streymir í gegnum kerfið þitt.
Af hverju þetta skiptir máli:
Hefðbundnir vökvalokar eru annað hvort að fullu opnir eða að fullu lokaðir - eins og venjulegur ljósrofi. Hlutfallslegir lokar veita þér slétta, nákvæma stjórn - eins og þessi dimmari rofi. Þessi slétta stjórn þýðir:
- Minni áfall og titringur í vélum þínum
- Nákvæmari hreyfing vökva strokka og mótora
- Betri orkunýtni
- Mýkri aðgerð í heildina
Grunnhugtakið
Svona virkar það á einfaldan hátt:
Rafmagnsinntak
Þú sendir rafmagnsmerki (venjulega 4-20 mA eða 0-10V) í lokann
Hlutfallsleg svörun
Lokinn opnast hlutfallslega fyrir því merki
Flæðisstýring
Meira merki = meira flæði, minna merki = minna flæði
Slétt notkun
Breytingar gerast smám saman, ekki skyndilega
Þetta hlutfallslegt samband er það sem gerir þessa lokana svo dýrmæta í nútíma vökvakerfi.
Af hverju þeir skipta máli: þróunin frá einföldu til snjallri stjórn
Gamla leiðin: Bang-Bang Control
Í fortíðinni notuðu flest vökvakerfi einfalda ON/OFF lokar (kallað „bang-bang“ stjórnun). Þessir lokar voru með tvær stillingar:
- Alveg opið:Hámarksrennsli
- Alveg lokað:Ekkert flæði
Vandamál með stjórn Bang-Bang:
- Skyndilegur þrýstingur toppa þegar lokar opnuðust eða lokaðir fljótt
- Titringur og vélrænni streitu á búnaði
- Erfiðleikar við að ná nákvæmum hraða eða stöðum
- Orkuúrgangur frá stöðugri aðgerð í fullri flæði
Nýja leiðin: hlutfallsleg stjórn
Hlutfallslegir lokar breyttu öllu með því að útvega:
Slétt hröðun
Í staðinn fyrir skíthæll upphafsstopp hreyfingu hreyfast vélar vel frá hvíld til fulls hraða.
Nákvæm hraðastýring
Þú getur stillt nákvæman hraða fyrir mismunandi hluta vélarhringsins.
Orkunýtni
Kerfið notar aðeins flæðið sem það þarf, þegar það þarfnast þess.
Betri vörugæði
Mýkri hreyfing þýðir betri árangur í framleiðsluferlum.
Minni viðhald
Minni áfall og titringur þýðir lengra búnaðarlíf.
Raunveruleg áhrif
Hugleiddu inndælingarmótunarvél sem gerir plasthluta:
- Gamalt kerfi:Innspýtingarhraðinn hreyfðist á fullum hraða eða stoppaði alveg, olli göllum og sóun á efni
- Nýtt kerfi:Ramhraðinn er mjög breytilegur allan innspýtingarhringinn og framleiðir stöðuga, vandaða hluta
Þessi þróun frá einföldu til snjallri stjórn hefur gert hlutfallslega lokana nauðsynlega í nútíma framleiðslu.
Hvernig þeir virka: Inni í tækninni
Að skilja hvernig hlutfallslegir flæðisstýringarlokar vinna hjálpar þér að velja og nota þá betur. Brotum niður lykilhlutana:
1.. Hlutfalls segulloka: heilinn
Hlutfalls segulloka er eins og heila lokans. Ólíkt venjulegum segulloka sem eru annað hvort eða slökkt, geta hlutfallsleg segulloka búið til mismunandi magn af krafti út frá rafmerkinu sem þeir fá.
Hvernig það virkar:
- Fær rafmagnsmerki (straumur eða spennu)
- Býr til segulkraft í réttu hlutfalli við það merki
- Meira merki = Meiri segulkraftur
- Þessi kraftur færir innri hluti lokans
Lykilatriði:
- Notar DC kraft til að fá sléttan notkun
- Notar oft PWM (púlsbreidd mótun) merki um 200 Hz
- Getur falið í sér „dither“ - pínulítill titringur sem dregur úr núningi
2.
Inni í lokanum situr líkami nákvæmni-vélknúinn strokka sem kallast spólur. Þessi spólur rennur fram og til baka til að stjórna flæði.
SPOOL Design Features
- Metering hak:Sérstök form (V, U eða rétthyrnd) skera í spóluna sem stjórna því hvernig flæði breytist með spólustöðu
- Skarast einkenni:Hvernig spólubrúnir eru í takt við hafnir hafa áhrif á viðbrögð loki
Flæðiseinkenni
- Línulegt flæði:Flæði eykst hlutfallslega með spóluhreyfingu
- Framsóknarflæði:Flæði eykst meira við stærri op, sem gefur fínni stjórn við lítið flæði
3.. Þrýstingsbætur: Að viðhalda stöðugu flæði
Einn mikilvægasti eiginleiki í gæðahlutfalli er þrýstingsbætur. Þetta kerfi tryggir að rennsli haldist stöðugt jafnvel þegar álagsþrýstingur breytist.
Vandamálið án bóta:Ef þú ert að lyfta miklu álagi eykst afturþrýstingurinn, dregur úr flæði jafnvel þó að lokunarlokið haldist það sama.
Lausnin:Þrýstingsbætur aðlagar sjálfkrafa þrýstingsfallið yfir aðalspóluna til að halda honum stöðugum.
Ávinningur:
- Rennsli fer aðeins eftir loki merkinu, ekki á álagi
- Fyrirsjáanleg kerfishegðun
- Auðveldari forritun og stjórnun
4. Endurgjöfarkerfi: Að tryggja nákvæmni
Hlutfallslegir lokar eru með endurgjöfarkerfi sem fylgjast með raunverulegri spólustöðu og bera það saman við æskilega stöðu.
| Lokategund | Endurgjöf | Nákvæmni | Kostnaður | Forrit |
|---|---|---|---|---|
| Opna lykkju lokar | Engin viðbrögð | Miðlungs | Lægra | Grunnforrit |
| Lokaðar lykkjur | LVDT skynjarar | High | Hærra | Nákvæmni forrit |
Tegundir hlutfallslegra flæðisstýringarloka
Hlutfallslegir lokar eru í nokkrum stillingum. Að skilja þessar gerðir hjálpar þér að velja réttan fyrir forritið þitt.
Með drifbúnaði
Bein verkalokar
Solenoid hreyfir sig beint spóluna
- Hröð viðbrögð (5-10 millisekúndur)
- Samningur stærð
- Einföld hönnun
Takmarkanir:Takmarkað við minni rennsli (<50 l/mín.) Og þrýstingur (<210 bar)
Best fyrir:Lítil kerfi, lækningatæki, flugmannsstig fyrir stærri lokana
Flugmannsventlar (tveggja þrepa)
Lítill flugmannsventill stjórnar olíuflæði til að hreyfa aðal spóluna
- Ræður við hátt flæði (allt að 1600 l/mín.
- Mikill þrýstingur (allt að 350 bar)
Takmarkanir:Hægari svar (~ 100 ms)
Best fyrir:Þungar vélar, stór iðnkerfi, hákúluforrit
Eftir aðgerð
Rennslisstýringarlokar
- Aðalstarf er að stjórna rennslishraða
- Venjulega 2-áttir eða 3-áttir
- Farið oft með þrýstingsbætur
- Stjórna stýrihraða
Stefnumótunarlokar
- Stjórna bæði flæði og stefnu
- Venjulega 4-leið, 3 staða lokar
- Skiptu um marga einfalda lokana
- Stjórna strokka eða mótorstefnu og hraða
Þrýstingsstýringarlokar
- Stjórnkerfisþrýstingur frekar en flæði
- Fela í
- Viðhalda öruggum rekstrarþrýstingi
Hlutfallslega samanborið við aðrar loki gerðir
Að skilja hvernig hlutfallslegir lokar bera saman við aðra tækni hjálpar þér að taka betri ákvarðanir.
Hlutfallslega vs./slökkt lokar
| Lögun | Kveikt/slökkt lokar | Hlutfallslegir lokar |
|---|---|---|
| Stjórnartegund | Tvöfaldur (opinn/lokaður) | Stöðug (breytu) |
| Flæðisstýring | Fullt flæði eða ekkert flæði | Hvaða flæði sem er frá 0-100% |
| Kerfisáfall | Miklar (skyndilegar breytingar) | Lágar (sléttar umbreytingar) |
| Orkunotkun | Oft sóun | Skilvirk (passa eftirspurn) |
| Flækjustig | Einfaldar hringrásir | Flóknari rafeindatækni |
| Kostnaður | Lágur upphafskostnaður | Hærri upphafskostnaður |
Hlutfallslega vs servó lokar
| Lögun | Hlutfallslegir lokar | Servóventlar |
|---|---|---|
| Nákvæmni | Gott (± 2-5%) | Framúrskarandi (± 0,5%) |
| Viðbragðshraði | Miðlungs (2-50 Hz) | Mjög hratt (> 100 Hz) |
| Kostnaður | Miðlungs | Hátt (10-20x meira) |
| Mengunarþol | High | Lágt (þarf mjög hreina olíu) |
| Flækjustig | Miðlungs | High |
| Viðhald | Standard | Sérhæfð |
Hvenær á að velja hverja gerð
Veldu/slökkt á lokum þegar:
- Þú þarft aðeins einfalda opinn/lokaða stjórn
- Kostnaður er aðal áhyggjuefni
- Forritið þolir áfall og titring
- Nákvæm stjórn er ekki krafist
Veldu hlutfallslega lokana þegar:
- Þú þarft breytilegan hraða eða stöðustýringu
- Slétt notkun er mikilvæg
- Orkunýtni skiptir máli
- Miðlungs nákvæmni er nægjanleg
- Að vinna í dæmigerðu iðnaðarumhverfi
Veldu servóventla þegar:
- Öfgafullt nákvæmni er krafist
- Mjög hratt viðbrögð er þörf
- Kostnaður er í framhaldi af frammistöðu
- Þú getur haldið mjög hreinum vökvavökva
- Umsókn krefst þess (Aerospace, Prófun)
Lykilárangursmælikvarðar sem þú þarft að vita
Þegar þú velur hlutfallslegan loki ákvarða nokkrar árangursmælingar hversu vel það mun virka í umsókn þinni.
Flæði og þrýstingseinkunn
Hámarksrennslishraði
- Venjulega tilgreint við venjulegt þrýstingsfall (eins og 5 bar eða 70 psi)
- Dæmigert svið: 7-1000 L/mín. (2-260 gpm)
- Veldu út frá hraðakröfum þínum
Hámarksþrýstingur
- Öruggt takmörk fyrir rekstrarþrýsting
- Dæmigert svið: 280-400 bar (4000-5800 psi)
- Verður að fara yfir hámarksþrýsting kerfisins
Þrýstingsfall
- Þrýstingur glatast yfir lokann við hlutfallsflæði
- Lægra er betra fyrir skilvirkni
- Dæmigert: 5-35 bar (70-500 psi) við metið flæði
Nákvæmni og endurtekningarhæfni
Hysteresis
Mismunur á framleiðslu þegar nálgast sama punkt frá mismunandi áttum
- Dæmigert: 2-5% af fullum stærðargráðu
- Lægra er betra fyrir nákvæmni forrit
Línuleiki
Hversu náið flæði lokans fylgir inntaksmerkinu
- Dæmigert: ± 2% af fullum stærðargráðu
- Auðvelt er að stjórna línulegum lokum
Endurtekningarhæfni
Samkvæmni þegar þú kemur aftur í sama inntaksmerki
- Dæmigert: ± 1-3% af fullum stærðargráðu
- Mikilvægt fyrir stöðuga framleiðslu
Deadband
Svið inntaksmerkis sem framleiðir enga framleiðsla
- Dæmigert: 2-5% af öllu merkissviðinu
- Af völdum spóluskörunar, nauðsynleg til að þétta
Samanburðartafla um árangur
| Lokategund | Flæðasvið | Þrýstingur | Viðbragðstími | Hysteresis | Mengunarþol | Hlutfallslegur kostnaður |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Grunnhlutfall | 7-100 l/mín | Allt að 280 bar | 20-100 ms | 3-5% | High | 2-4x |
| Lokað lykkja hlutfallslega | 7-1000 l/mín | Allt að 350 bar | 10-50 ms | 1-2% | High | 4-8x |
| Servó íhlutun | 10-500 l/mín | Allt að 350 bar | 5-20 ms | <1% | Miðlungs | 8-15x |
| Satt servó | 5- |
