사람들이 Rexroth용 방향 제어 밸브 WE 5에 대한 정보를 검색할 때 일반적으로 이 밸브의 기능, 작동 방식 및 요구 사항에 맞는지 알고 싶어합니다. WE 5 지정은 Rexroth 밸브 라인업의 특정 크기 범주를 나타내지만, 그 이야기는 단지 하나의 밸브 모델보다 더 흥미롭습니다.
방향 제어 밸브 WE 5란 무엇입니까?
Rexroth의 원래 WE 5는 NG5 크기 표준에 따라 제작된 방향 제어 밸브였습니다. 이 밸브는 적당한 압력과 유량이 필요한 시스템의 유압유 흐름을 제어했습니다. 기존 WE 5는 최대 250bar의 압력과 분당 14~20리터의 유량을 처리할 수 있습니다. 수년 동안 이 성능 수준은 소형 기계 및 경공업 장비와 같은 소형 유압 시스템에 적합했습니다.
그러나 현대 산업 응용 분야에서는 더 많은 전력과 더 높은 유량을 요구합니다. 이것이 바로 방향 제어 밸브 WE 5의 진화가 중요해지는 지점입니다. Rexroth는 5-.WE 10 모델을 포함하는 5X 시리즈를 개발했습니다. 이 최신 밸브는 원래 WE 5의 설계 철학을 유지하지만 NG10 크기까지 확장됩니다. 그 결과 420bar에 달하는 압력에서 분당 최대 160리터를 처리할 수 있는 밸브가 탄생했습니다. 오늘날 엔지니어들이 방향 제어 밸브 WE 5를 검색할 때 현재 성능 요구 사항을 충족하기 때문에 종종 이러한 NG10 모델을 선택하게 됩니다.
방향 제어 밸브 WE 5 제품군은 ISO 4401-05 및 NFPA D05와 같은 국제 표준을 따릅니다. 이러한 표준화는 밸브가 표준 서브플레이트에 장착될 수 있고 전체 시스템을 재설계하지 않고도 다른 제조업체의 유사한 밸브를 교체할 수 있음을 의미합니다.
밸브가 내부에서 작동하는 방식
방향 제어 밸브 WE 5의 기본 구조는 간단합니다. 밸브 본체 내부에는 서로 다른 포트를 연결하기 위해 앞뒤로 움직이는 슬라이딩 스풀이 있습니다. 스풀의 위치가 이동하면 서로 연결되는 포트가 변경됩니다. 예를 들어 스풀은 포트 P(압력)를 포트 A에 연결하고 포트 B를 포트 T(탱크)에 연결할 수 있습니다. 스풀이 다른 방향으로 이동하면 이러한 연결이 반전됩니다.
방향 제어 밸브 WE 5가 이 스풀을 움직이는 이유는 무엇입니까? 대답은 전자기 솔레노이드입니다. Rexroth는 소위 "습식" 솔레노이드 설계를 사용합니다. 솔레노이드는 유압유로부터 밀봉되지 않고 내부에 위치합니다. 이는 위험하게 들릴 수도 있지만 실제로는 더 나은 냉각 기능과 더 긴 수명을 제공합니다. 작동유는 코일에서 열을 빼앗아 솔레노이드가 과열 없이 계속 작동할 수 있도록 합니다.
솔레노이드의 전원을 끄면 밸브 내부의 스프링이 스풀을 다시 중앙 위치로 밀어냅니다. 스프링 구성이 다르면 동작도 달라집니다. 표준 설정은 양쪽에 리턴 스프링을 사용합니다. 일부 버전은 더 강한 스프링을 사용하여 밸브 전환을 더 빠르게 만듭니다. 다른 버전에서는 스풀이 마지막으로 이동한 위치에 유지되어야 하는 특수 용도를 위해 스프링을 완전히 제거합니다.
많은 방향 제어 밸브 WE 5 모델에는 수동 오버라이드 기능이 포함되어 있습니다. 이것은 누군가가 손으로 스풀을 움직일 수 있도록 밸브 상단에 있는 푸시 버튼입니다. 설정이나 문제 해결 중에 이 수동 제어는 매우 유용합니다. 전원을 공급하지 않고도 시스템을 테스트할 수 있습니다.
성능 역량 및 한계
방향 제어 밸브 WE 5 시스템의 최신 NG10 버전은 인상적인 성능 수치를 처리합니다. 표준 모델은 350bar 압력에서 작동하며 특수 버전은 420bar 등급으로 작동합니다. 유량은 DC 전압 작동의 경우 분당 160리터에 도달하고, 정류 후 AC 전압의 경우 분당 120리터에 도달합니다.
온도 범위는 섭씨 영하 30도부터 영하 80도까지입니다. 밸브는 매우 얇은(초당 2.8mm 제곱)부터 매우 두꺼운(초당 500mm 제곱) 범위의 유압유와 함께 작동합니다. 이러한 유연성은 하나의 밸브 설계가 다양한 응용 분야에 사용된다는 것을 의미합니다.
그러나 고성능에는 몇 가지 고려 사항이 따릅니다. 유체가 밸브를 통해 최대 속도로 흐를 때 스풀에 작용하는 유압력이 상당해집니다. 이러한 힘은 불안정이나 진동을 유발할 수 있습니다. 이를 관리하기 위해 Rexroth는 포트에 설치되는 스로틀 카트리지를 제공합니다. 이러한 카트리지는 흐름을 약간 제한하여 동적 힘을 줄이고 작동을 원활하게 합니다. 절충안은 밸브 전체의 압력 강하가 더 높다는 것이지만 일반적으로 향상된 안정성은 그만한 가치가 있습니다.
내부 누출은 방향 제어 밸브 WE 5 설계의 또 다른 특징입니다. 스풀이 자유롭게 움직이려면 여유 공간이 필요하기 때문에 모든 스풀 밸브는 스풀을 지나 약간의 유체가 누출됩니다. 이러한 누출은 밸브가 수천 주기에 걸쳐 마모됨에 따라 점차적으로 증가합니다. 장기간 동안 하중을 제자리에 유지해야 하는 응용 분야의 경우 방향 제어 밸브 WE 5만으로는 충분한 유지력을 제공하지 못할 수 있습니다. 외부 체크 밸브를 추가하거나 중앙 폐쇄형 스풀 구성을 선택하면 이 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.
전기 제어 및 응답 시간
방향 제어 밸브 WE 5의 전기측은 표준 산업 전압에서 작동합니다. DC 버전은 12, 24, 110 또는 220V를 허용하며 24V가 가장 일반적입니다. AC 버전에는 교류를 솔레노이드에 필요한 직류로 변환하기 위한 정류기 커넥터가 필요합니다.
전력 소비량은 특정 모델에 따라 17~38와트입니다. 밸브의 정격 듀티 사이클은 100%입니다. 즉, 손상 없이 지속적으로 전원을 공급받을 수 있습니다. 많은 유압 시스템이 오랜 기간 동안 위치를 유지하기 때문에 이 연속 등급은 중요합니다.
응답 시간은 여러 요인에 따라 달라집니다. 표준 솔레노이드는 켜지는 데 65~150밀리초, 꺼지는 데 48~104밀리초가 걸립니다. 이 시간은 빠른 것처럼 보일 수 있지만 일부 애플리케이션에는 훨씬 더 빠른 응답이 필요합니다. Rexroth는 스위칭 시간을 절반으로 줄이는 펄스 폭 변조 카트리지를 제공합니다. 이러한 PWM 카트리지는 스풀 이동 속도를 높이는 제어된 패턴으로 솔레노이드 전압을 빠르게 펄스합니다.
또 다른 PWM 옵션은 속도를 향상시키는 대신 에너지 소비를 줄입니다. 이 에너지 절감 카트리지는 코일 온도를 섭씨 30도 이상 낮춥니다. 온도가 낮으면 더운 환경이나 고강도 응용 분야에서 밸브 수명이 연장됩니다. 엔지니어는 속도 최적화와 열 관리 최적화 중에서 선택해야 합니다. 방향 제어 밸브 WE 5 시스템은 두 가지 우선순위에 대한 옵션을 제공합니다.
솔레노이드가 꺼지면 붕괴되는 자기장이 전압 스파이크를 생성합니다. 이 스파이크는 동일한 전원 공급 장치에 연결된 민감한 전자 장치를 손상시킬 수 있습니다. 표준 K4 솔레노이드에는 이 전압을 500V 미만으로 고정하기 위해 외부 억제 다이오드가 필요합니다. K72L 솔레노이드 버전에는 통합 보호 기능이 포함되어 있어 배선을 단순화하고 전기 안전 표준 준수를 보장합니다.
올바른 스풀 구성 선택
방향 제어 밸브 WE 5 내부의 스풀은 밸브가 각 위치에서 수행하는 작업을 결정합니다. 가장 일반적인 것은 4방향, 3위치 스풀입니다. 이러한 스풀에는 4개의 포트(P, T, A, B)와 3개의 개별 위치(왼쪽, 중앙, 오른쪽)가 있습니다.
중앙 위치 동작이 특히 중요합니다. "E" 스풀은 중앙 위치에 있는 4개의 포트를 모두 닫습니다. 이는 부하를 제자리에 고정하고 펌프에 압력을 가하는 폐쇄형 센터를 생성합니다. E 구성은 최대 부하 유지 기능을 제공하지만 과압으로부터 펌프를 보호하기 위해 릴리프 밸브가 필요합니다.
"H" 스풀은 T를 중앙 위치에 연결하는 동안 포트 P, A 및 B를 닫습니다. 이는 펌프를 탱크로 언로드하여 밸브가 중앙에 있을 때 에너지 낭비를 줄입니다. A와 B가 닫혀 있기 때문에 하중은 잠긴 상태로 유지되지만 유지력은 E 스풀만큼 강하지 않습니다.
"J" 스풀은 A, B, T를 중앙 위치에 함께 연결하는 동안 P를 닫습니다. 이를 통해 화물이 자유롭게 부유할 수 있고 열팽창이 탱크로 빠져나갈 수 있습니다. J 구성은 중립 위치에서 쉽게 움직여야 하는 시스템이나 온도 변화로 인한 압력 상승을 방지하는 데 유용합니다.
잘못된 스풀 유형을 선택하면 문제가 발생합니다. 예를 들어, 수직 리프트 응용 분야에서 H 스풀을 사용하면 내부 누출로 인해 하중이 천천히 아래로 표류할 수 있습니다. E 스풀이 더 잘 고정됩니다. 반면 자유롭게 움직여야 하는 수평축에 E 스풀을 사용하면 시스템이 뻣뻣해지는 느낌이 들고 에너지가 낭비됩니다. 귀하의 응용 분야를 이해하면 올바른 방향 제어 밸브 WE 5 구성을 선택하는 데 도움이 됩니다.
설치 및 유지 관리 고려 사항
방향 제어 밸브 WE 5를 설치하려면 몇 가지 핵심 사항에 주의해야 합니다. 밸브는 ISO 4401-05 표준을 충족해야 하는 서브플레이트에 장착됩니다. Rexroth 서브플레이트에는 특정 부품 번호가 있으므로 별도로 주문해야 합니다. 밸브를 설치하기 전에 서브플레이트가 깨끗하고 매니폴드 또는 블록에 올바르게 설치되었는지 확인하십시오.
전기 연결에는 DIN EN 175301-803 표준 커넥터가 사용됩니다. 커넥터는 다양한 배선 요구 사항을 수용하기 위해 90도 회전할 수 있습니다. 일부 커넥터에는 AC 작동을 위한 내장 정류기가 포함되어 있는 반면 다른 커넥터에는 솔레노이드 상태를 시각적으로 확인할 수 있는 LED 표시기가 추가되어 있습니다.
유체 청결도는 대부분의 사람들이 생각하는 것보다 더 중요합니다. 방향 제어 밸브 WE 5 내부의 간격은 불과 몇 마이크로미터에 불과합니다. 오염 입자로 인해 스풀이 막혀 밸브가 고착되거나 이동하지 못할 수 있습니다. 25 마이크로미터 이하로 여과하는 것이 좋습니다. 정기적인 필터 유지 관리로 대부분의 밸브 문제를 예방할 수 있습니다.
이 밸브는 광물 기반 유압 오일 및 여러 유형의 생분해성 유체와 함께 작동합니다. 씰 재질은 표준 오일용 NBR(니트릴), 합성 유체 및 고온용 FKM(Viton)으로 제공됩니다. 씰 재질이 시스템의 유체와 일치하는지 확인하십시오.
유지 관리는 비교적 간단합니다. 솔레노이드 코일은 시스템에서 밸브를 제거하지 않고도 교체 가능합니다. 코일 저항을 주기적으로 점검하여 고장이 발생하기 전에 성능 저하를 감지하십시오. 밸브가 천천히 반응하기 시작하거나 이동하지 못하는 경우 오염이 가장 큰 원인일 수 있습니다. 일반적으로 시스템을 세척하고 필터를 교체하면 문제가 해결됩니다. 마모된 내부 구성 요소는 일반적으로 생산 후 10년 동안 사용할 수 있는 정품 Rexroth 예비 부품으로 교체할 수 있습니다.
구매 결정
방향 제어 밸브 WE 5 또는 최신 NG10 동급 제품을 구입하기로 결정한 경우 여러 요소가 선택에 영향을 미칩니다. 먼저 유량 및 압력 요구 사항을 확인하십시오. 적당한 압력에서 분당 20리터 미만이 필요한 경우 기존 NG5 크기로 충분할 수 있습니다. 더 높은 성능을 위해 5X 시리즈 NG10 모델이 현재 표준입니다.
둘째, 시설에서 사용 가능한 전압을 고려하십시오. 24V DC 버전은 산업 자동화에서 가장 일반적으로 사용되는 반면, 110V 또는 220V 옵션은 다양한 지역 및 애플리케이션에 적합합니다.
셋째, 빠른 전환, 에너지 절감 또는 위치 모니터링과 같은 특수 기능이 필요한지 평가하십시오. 이러한 옵션은 비용을 추가하지만 까다로운 애플리케이션에 실질적인 이점을 제공합니다.
가격은 사양과 공급업체에 따라 상당히 다릅니다. 공인 유통업체와 산업 공급업체는 이러한 밸브를 취급하며 종종 선택에 도움이 되는 기술 지원을 제공합니다. 대량 구매에는 일반적으로 대량 구매 할인이 적용됩니다. 공식 Rexroth 카탈로그는 귀하가 올바른 밸브를 정확하게 구입할 수 있도록 자세한 사양과 주문 코드를 제공합니다.
대체 공급업체는 호환 가능한 밸브를 저렴한 가격에 제공하지만 호환성과 신뢰성은 다를 수 있습니다. 중요한 응용 분야의 경우 순정 Rexroth 밸브는 일관된 성능과 부품 가용성을 통해 더 나은 장기적 가치를 제공합니다.
실제 적용 및 성공 요인
방향 제어 밸브 WE 5와 그 후속 제품은 수많은 응용 분야에서 사용됩니다. 사출 성형 기계는 이를 사용하여 금형 클램프와 이젝터를 제어합니다. 로봇 시스템은 정밀한 모션 제어를 위해 이를 사용합니다. 지게차는 조향 및 리프트 기능을 위해 이 장치에 의존합니다. 금속 성형 프레스, 공작 기계 및 자재 취급 장비에는 모두 이러한 밸브가 통합되어 있습니다.
방향 제어 밸브 WE 5 설치의 성공 여부는 밸브를 응용 분야 요구 사항에 맞추는 데 달려 있습니다. 고유량 애플리케이션에는 안정성을 유지하기 위해 스로틀 카트리지가 필요합니다. 고온 환경에서는 에너지 절감 솔레노이드의 이점을 누릴 수 있습니다. 부하 유지 응용 분야에는 폐쇄형 중앙 스풀과 외부 체크 밸브가 필요할 수 있습니다.
전기 시스템은 적절한 전압을 제공해야 하며 전압 스파이크에 대한 보호 기능을 포함해야 합니다. 유압 시스템 설계는 밸브를 통한 압력 강하를 고려하고 적절한 여과를 제공해야 합니다.
정기적인 유지보수를 통해 밸브 수명을 연장하고 예상치 못한 가동 중단 시간을 방지할 수 있습니다. 필터 상태 모니터링, 외부 누출 확인, 솔레노이드 응답 테스트와 같은 간단한 방법을 통해 시스템을 안정적으로 실행할 수 있습니다.
원래 WE 5에서 최신 5X 시리즈로의 진화는 산업용 유압 구성요소가 변화하는 요구 사항을 충족하기 위해 어떻게 발전하는지 보여줍니다. 기존 기능과 현재 기능을 모두 이해하면 엔지니어는 어떤 방향 제어 밸브 WE 5 변형이 자신의 응용 분야에 가장 적합한지 정보를 바탕으로 결정을 내리는 데 도움이 됩니다. 적절한 선택, 설치 및 유지 관리를 통해 이 밸브는 까다로운 산업 환경에서 수년간 신뢰할 수 있는 서비스를 제공합니다.
