비례 흐름 제어 밸브를 유압 시스템의 "스마트 디머 스위치"로 생각하십시오. Dimmer Switch를 사용하는 것처럼 조명이 얼마나 밝은 지 제어 할 수있는 것처럼,이 밸브를 사용하면 시스템을 통해 유압 오일이 얼마나 빨리 흐르는 지 정확히 제어 할 수 있습니다.
이것이 중요한 이유 :
기존의 유압 밸브는 일반 전등 스위치와 같이 완전히 개방되거나 완전히 닫힙니다. 비례 밸브는 디머 스위치와 같이 부드럽고 정확한 제어를 제공합니다. 이 부드러운 제어는 다음을 의미합니다.
- 기계의 충격과 진동이 적습니다
- 유압 실린더 및 모터의보다 정확한 움직임
- 더 나은 에너지 효율
- 전반적으로 더 부드러운 작동
기본 개념
간단한 용어로 작동하는 방법은 다음과 같습니다.
전기 입력
밸브에 전기 신호 (보통 4-20 MA 또는 0-10V)를 보냅니다.
비례 응답
밸브는 해당 신호에 비례하여 열립니다
흐름 제어
더 많은 신호 = 흐름이 많고 신호가 적습니다.
원활한 작동
변화는 갑자기 점차적으로 발생합니다
이 비례 관계는 최신 유압 시스템에서 이러한 밸브를 매우 가치있게 만드는 것입니다.
그들이 중요한 이유 : 단순에서 스마트 제어로의 진화
오래된 방법 : Bang-Bang Control
과거에는 대부분의 유압 시스템이 간단한 온/오프 밸브 ( "방진"제어라고 함)를 사용했습니다. 이 밸브에는 두 가지 설정이있었습니다.
- 완전히 열기 :최대 흐름
- 완전히 폐쇄 :흐름 없음
Bang-Bang Control의 문제 :
- 밸브가 빠르게 열리거나 닫히면 갑작스런 압력이 급증합니다
- 장비에 대한 진동 및 기계적 스트레스
- 정확한 속도 또는 위치를 달성하기가 어려워집니다
- 일정한 전체 흐름 작동으로 인한 에너지 폐기물
새로운 방식 : 비례 제어
비례 밸브는 다음을 제공하여 모든 것을 변경했습니다.
부드러운 가속
육포 스타트 스톱 모션 대신 기계는 휴식에서 최고 속도로 부드럽게 움직입니다.
정확한 속도 제어
기계 사이클의 다른 부분에 대한 정확한 속도를 설정할 수 있습니다.
에너지 효율
시스템은 필요할 때만 필요한 흐름 만 사용합니다.
더 나은 제품 품질
더 부드러운 움직임은 제조 공정에서 더 나은 결과를 의미합니다.
유지 보수 감소
충격과 진동이 적 으면 장비 수명이 길다는 것을 의미합니다.
실제 영향
분사 성형 기계 플라스틱 부품을 고려하십시오.
- 오래된 시스템 :주입 RAM은 최고 속도로 움직이거나 완전히 멈추고 결함과 재료를 낭비합니다.
- 새로운 시스템 :RAM 속도는 사출주기 내내 부드럽게 변하므로 일관된 고품질 부품을 생성합니다.
단순한 제어에서 스마트 제어로의 이러한 진화는 현대 제조에서 비례 밸브를 필수적으로 만들었습니다.
그들이 작동하는 방법 : 기술 내부
비례 흐름 제어 밸브가 어떻게 작동하는지 이해하면 더 나은 선택과 사용에 도움이됩니다. 주요 구성 요소를 분류합시다.
1. 비례 솔레노이드 : 뇌
비례 솔레노이드는 밸브의 뇌와 같습니다. 켜지거나 끄는 일반 솔레노이드와 달리 비례적인 솔레노이드는 그들이받는 전기 신호에 따라 다른 양의 힘을 생성 할 수 있습니다.
작동 방식 :
- 전기 신호 수신 (전류 또는 전압)
- 해당 신호에 비례하여 자기력을 생성합니다
- 더 많은 신호 = 더 많은 자기력
- 이 힘은 밸브의 내부 부품을 움직입니다
주요 기능 :
- 원활한 작동을 위해 DC 전원을 사용합니다
- 종종 약 200Hz의 PWM (Pulse-Width 변조) 신호를 사용합니다
- "디더" - 마찰을 줄이는 작은 진동이 포함될 수 있습니다
2. 스풀과 밸브 본체 : 유량 컨트롤러
밸브 내부의 본체는 스풀이라고 불리는 정밀 모반 실린더가 있습니다. 이 스풀은 흐름을 제어하기 위해 앞뒤로 미끄러 져 들어갑니다.
스풀 디자인 기능
- 계량 노치 :스풀 위치에 따라 흐름이 어떻게 변하는 지 제어하는 스풀로 자른 특수 모양 (V, U 또는 직사각형)
- 겹침 특성 :스풀 가장자리가 포트에 맞는 방법 밸브 응답에 영향을 미치는 방법
흐름 특성
- 선형 흐름 :스풀 이동으로 흐름이 비례 적으로 증가합니다
- 진보적 흐름 :더 큰 개구부에서 흐름이 증가하여 낮은 흐름에서 더 미세한 제어를 제공합니다.
3. 압력 보상 : 일관된 흐름 유지
품질 비례 밸브에서 가장 중요한 기능 중 하나는 압력 보상입니다. 이 시스템은 하중 압력이 변할 때에도 흐름이 일정하게 유지되도록합니다.
보상없는 문제 :무거운 하중을 들어 올리는 경우 밸브 개구부가 동일하게 유지 되더라도 배압이 증가하여 흐름이 줄어 듭니다.
해결책 :압력 보정기는 메인 스풀의 압력 강하를 자동으로 조정하여 일정하게 유지합니다.
이익:
- 흐름은 하중이 아닌 밸브 신호에만 의존합니다
- 예측 가능한 시스템 동작
- 더 쉬운 프로그래밍 및 제어
4. 피드백 시스템 : 정확성 보장
고급 비례 밸브에는 실제 스풀 위치를 모니터링하고 원하는 위치와 비교하는 피드백 시스템이 포함됩니다.
| 밸브 유형 | 피드백 | 정확성 | 비용 | 응용 프로그램 |
|---|---|---|---|---|
| 오픈 루프 밸브 | 피드백 없음 | 보통의 | 낮추다 | 기본 응용 프로그램 |
| 폐 루프 밸브 | LVDT 센서 | 높은 | 더 높은 | 정밀 응용 프로그램 |
비례 흐름 제어 밸브의 유형
비례 밸브는 여러 구성으로 제공됩니다. 이러한 유형을 이해하면 응용 프로그램에 적합한 것을 선택할 수 있습니다.
드라이브 메커니즘으로
직접 작용 밸브
솔레노이드는 스풀을 직접 움직입니다
- 빠른 응답 (5-10 밀리 초)
- 소형 크기
- 간단한 디자인
제한 사항 :작은 흐름 (<50 l/min) 및 압력 (<210 bar)으로 제한
최선의 :소규모 시스템, 의료 기기, 더 큰 밸브 용 파일럿 단계
파일럿 작동 밸브 (2 단계)
소형 파일럿 밸브는 메인 스풀을 움직이기 위해 오일 흐름을 제어합니다.
- 높은 흐름 (최대 1600 l/min)을 처리 할 수 있습니다.
- 고압 (최대 350 바)
제한 사항 :느린 응답 (~ 100ms)
최선의 :중장기, 대형 산업 시스템, 고출력 응용 분야
기능 별
흐름 제어 밸브
- 기본 작업은 유량을 제어하는 것입니다
- 일반적으로 2 방향 또는 3 방향 구성
- 종종 압력 보상을 포함합니다
- 제어 액추에이터 속도
방향 제어 밸브
- 흐름과 방향을 모두 제어하십시오
- 일반적으로 4 방향, 3 위치 밸브
- 여러 간단한 밸브를 교체하십시오
- 실린더 또는 모터 방향 및 속도를 제어하십시오
압력 제어 밸브
- 흐름보다는 시스템 압력을 제어합니다
- 릴리프 밸브와 압력 감소 밸브를 포함하십시오
- 안전한 운영 압력을 유지하십시오
비례 대 기타 밸브 유형
비례 밸브가 다른 기술과 어떻게 비교되는지 이해하면 더 나은 결정을 내리는 데 도움이됩니다.
비례 대 온/오프 밸브
| 특징 | 온/오프 밸브 | 비례 밸브 |
|---|---|---|
| 제어 유형 | 이진 (오픈/닫기) | 연속 (변수) |
| 흐름 제어 | 전체 흐름 또는 흐름 없음 | 0-100%의 흐름 |
| 시스템 충격 | 높은 (갑작스런 변화) | 낮은 (부드러운 전환) |
| 에너지 사용 | 종종 낭비 | 효율적 (일치 수요) |
| 복잡성 | 간단한 회로 | 더 복잡한 전자 장치 |
| 비용 | 낮은 초기 비용 | 초기 비용이 더 높습니다 |
비례 대 서보 밸브
| 특징 | 비례 밸브 | 서보 밸브 |
|---|---|---|
| 정확성 | 양호 (± 2-5%) | 우수한 (± 0.5%) |
| 응답 속도 | 보통 (2-50 Hz) | 매우 빠른 (> 100Hz) |
| 비용 | 보통의 | 높음 (10-20 배 더) |
| 오염 공차 | 높은 | 낮음 (매우 깨끗한 오일 필요) |
| 복잡성 | 보통의 | 높은 |
| 유지 | 기준 | 전문 |
각 유형을 선택할 때
다음과 같이 켜기/꺼짐 밸브를 선택하십시오.
- 간단한 오픈/폐쇄 제어 만 있으면됩니다
- 비용은 주요 관심사입니다
- 응용 프로그램은 충격과 진동을 견딜 수 있습니다
- 정확한 제어가 필요하지 않습니다
다음과 같은 경우 비례 밸브를 선택하십시오.
- 가변 속도 또는 위치 제어가 필요합니다
- 원활한 작동이 중요합니다
- 에너지 효율이 중요합니다
- 적당한 정밀도로 충분합니다
- 전형적인 산업 환경에서 일합니다
다음과 같은 경우 서보 밸브를 선택하십시오.
- 매우 높은 정밀도가 필요합니다
- 매우 빠른 응답이 필요합니다
- 비용은 성능에 부차적입니다
- 매우 깨끗한 유압 유체를 유지할 수 있습니다
- 애플리케이션은 그것을 요구합니다 (항공 우주, 테스트)
핵심 성과 지표를 알아야합니다
비례 밸브를 선택할 때 여러 성능 메트릭이 응용 프로그램에서 얼마나 잘 작동하는지 결정합니다.
흐름 및 압력 등급
최대 유량
- 일반적으로 표준 압력 강하 (5 bar 또는 70 psi)에서 지정됩니다.
- 일반적인 범위 : 7-1000 L/분 (2-260 gpm)
- 액추에이터 속도 요구 사항에 따라 선택하십시오
최대 압력
- 안전한 작동 압력 제한
- 일반적인 범위 : 280-400 바 (4000-5800 psi)
- 시스템의 최대 압력을 초과해야합니다
압력 강하
- 정격 흐름에서 밸브를 가로 질러 압력을 잃었습니다
- 효율성이 낮습니다
- 일반적인 : 정격 흐름에서 5-35 Bar (70-500 psi)
정확성과 반복성
히스테리시스
다른 방향에서 동일한 지점에 접근 할 때 출력 차이
- 일반적인 : 풀 스케일의 2-5%
- 정밀 응용 분야에서는 더 낮습니다
선형성
밸브의 흐름이 입력 신호를 얼마나 밀접하게 따르는 지
- 전형적인 : 풀 스케일의 ± 2%
- 선형 밸브는 제어하기가 더 쉽습니다
반복성
동일한 입력 신호로 돌아올 때 일관성
- 전형적인 : 풀 스케일의 ± 1-3%
- 일관된 생산에 중요합니다
데드 밴드
출력을 생성하지 않는 입력 신호 범위
- 일반적인 : 전체 신호 범위의 2-5%
- 밀봉에 필요한 스풀 겹침으로 인해 발생합니다
성능 비교 테이블
| 밸브 유형 | 흐름 범위 | 압력 | 응답 시간 | 히스테리시스 | 오염 공차 | 상대적 비용 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 기본 비례 | 7-100 L/분 | 최대 280 바 | 20-100ms | 3-5% | 높은 | 2-4X |
| 폐 루프의 비례 | 7-1000 L/분 | 최대 350 바 | 10-50ms | 1-2% | 높은 | 4-8X |
| 서보 프로 비례 | 10-500 L/분 | 최대 350 바 | 5-20ms | <1% | 보통의 | 8-15 배 |
| 진정한 서보 | 5- 자 |
